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Para sistemas de telefonia celular, todos os VOCODERs apresentados até agora são dispendiosos demais em termos de bit rate. Para entender as técnicas que fundamentam as demais famílias de VOCODERs (synthesis encoding e hybrid encoding), vamos ter de analisar mais de perto as características espectrais do sinal de voz, e explorar estas características nos algoritmos.

Um modelo matemático simples para simulação do trato vocal, tem os seguintes elementos:

• Um fole que gera um fluxo de ar (pulmões);

• Uma membrana que vibra com a passagem do ar (cordas vocais, localizadas na glote);

• Um tubo, com cerca de 17 cm de comprimento (laringe, faringe e boca).

Os sons produzidos por este aparelho caem, simplificadamente, em duas categorias: vocalizados (voiced) e não vocalizados (unvoiced).
Os sons vocalizados são produzidos pela vibração da membrana em determinada freqüência base, que sofre ressonâncias específicas, a depender da forma do tubo (posição da língua, abertura da boca, etc.). Este tipo de som apresenta, durante curtos períodos de tempo, características quase-periódicas. O espectro de freqüência deste tipo de sinal apresenta picos característicos em determinadas freqüências, denominadas formantes (formants).
Na figura 8 podemos observar um segmento de 30 ms deste tipo de som, e seu espectro de freqüência.

Os sons não vocalizados são produzidos pela passagem forçada do ar através de oclusões no tubo (dentes, língua, lábios, etc.), com pouca ou nenhuma vibração da membrana. O resultado é um sinal com características espectrais semelhantes a ruído, como pode ser visto na figura 9.