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LE MICRO : UN CAPTEUR DE SONLa page a été mise à jour le
Introduction Un microphone (micro pour les intimes) est un capteur de son, n'est-ce pas ? Vous avez utilisé quelques capteurs, vous avez utilisé quelques instruments pour mesurer certaines grandeurs, vous avez même transformé votre ordinateur en appareil de mesure, sauriez- vous s'il est possible de mesurer un son ? Si oui, comment ? Si non, que faire du signal reçu par le micro ? Vous allez suivre les consignes qui suivent et
compléter le compte rendu après
l'avoir enregistré à votre nom. Prérequis
Plan 1 -
Comment un micro capte-t-il un son ?
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1 - Comment un micro capte-t-il un son ?Entendre la voix d'un ami, cela peut sembler banal. Pourtant, cela ne serait pas possible sur la Lune. En effet, le son est-une onde, une vibration qui se propage dans un milieu matériel. Dans l'air, ce sont les molécules de dioxygène et de diazote qui, en se serrant puis en s'espaçant, permettent au son de se propager. Sur la Lune, il n'y a pas d'air donc pas de sons.
Le schéma ci-dessus montre la propagation d'un son produit par un haut parleur. Cliquez ici pour voir une simulation du mouvement des molécules.
Un micro est sensible aux mouvements des molécules d'air. A l'intérieur du micro, une membrane vibre en suivant les mouvements des molécules d'air, cette membrane entraîne la vibration d'une petite bobine de cuivre dans l'entrefer d'un aimant ce qui produit de l'électricité. D'après le schéma suivant, en quoi sont convertis ces mouvements ?
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2 - Quelles sont les caractéristiques d'un son ?Pour étudier un son , vous allez acquérir la tension délivrée par le micro grâce à l'interface DataDirect. Comme cette tension est faible, on doit placer un amplificateur entre le micro et l'interface. Réalisez le montage photographié. Faites-le vérifier par le professeur.
Lancez le logiciel DataDirect. Règlez le temps d'acquisition sur 50 ms, choisissez un nombre de points égal à 1024. Choisissez un déclenchement au clavier. Activez uniquement la voie 1 et réglez les paramètres : comme le micro délivre une tension, il s'agit seulement de préciser que l'unité sera le volt, que 0V correspond à 0V et que 1 V correspond à 1V. Allumez le micro, chantez une note plutôt grave et lancez en même temps l'acquisition. Faites vérifier la courbe obtenue par le professeur, exportez les données vers Regressi et enregistrez la courbe dans vos dossiers personnels. La courbe obtenue représente une tension :
La période et la fréquence que vous avez définies sont également la période et la fréquence du son.
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3 - Comment reconnaître un son faible d'un son fort ?Acquerrez un son grave et fort, exportez les données vers Regressi. Recommencez avec le même son grave mais faible. sous Regressi, cliquez sur l'icône coordonnées XY puis sélectionnez superposition de pages et enfin choisissez les pages que vous devez superposer pour comparer un son fort et un son faible. Faites- le vérifier par le professeur. Insérez ce graphique dans vos compte- rendus et répondez à la question posée dans cette partie. |
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4 - Comment reconnaître un son grave d'un son aigu ?Acquerrez un son aigu, exportez les données vers Regressi. Sous Regressi, cliquez sur l'icône coordonnées XY puis sélectionnez superposition de type analyseur logique et enfin choisissez les pages que vous devez superposer pour comparer un son grave et un son aigu. Faites vérifier ce graphe par le professeur. Insérez ce graphique dans vos compte- rendus et répondez à la question posée dans cette partie. |
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5 - Comment
différencier la
voix de deux personnes différentes ?
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6 - Qu'est-ce que l'échantillonnage ?
Pour être gravé sur un CD, un son doit être numérisé, c'est à dire codé par des 0 et des 1. Ces 0 et ces 1 doivent permettre de retrouver la courbe d'origine correspondant au son.
La première étape de la numérisation d'un son est l'échantillonnage, c'est à dire la mesure à intervalle de temps réguliers de la tension (fig1) aux bornes du micro.
Chaque mesure correspond à un des points de la courbe (fig2) . En reliant ces différents points on obtient la courbe représentant le son (fig3).
Chacun de ces points peut ensuite être codé avec des 0 et des 1, puis ces 0 et 1 sont gravés sur le CD sous forme de creux ou de bosses microscopiques.
Un des paramètres important de la numérisation d'un son est la fréquence d'échantillonnage : c'est le nombre de mesures que l'on effectue par seconde.
On peux régler la fréquence d'échantillonnage d'une acquisition sous DataDirect juste en faisant varier le nombre de points de mesure sans changer la durée d'acquisition de 50 ms .
Acquerrez un son avec une fréquence d'échantillonnage maximale (notez bien la valeur de cette fréquence) puis exportez vers Regressi.
Acquerrez le même son avec une fréquence d'échantillonnage minimale (notez bien la valeur de cette fréquence) puis exportez sous Regressi
Acquerrez encore une fois le même son avec la fréquence d'échantillonnage la plus faible qui conserve quand même la forme de la courbe (notez bien la valeur de cette fréquence). Exportez sous regressi.
Sous Regressi, superposez les pages (type analyseur logique) pour comparer le même son émis par deux voix différentes.
Faites vérifier ce graphe par le professeur.
Insérez ce graphique dans ton compte rendu et répondez aux questions suivantes :
- Quel échantillonnage sera le plus fidèle au son d'origine?
- Quel échantillonnage ne permettra pas de retrouver le son d'origine?
- Quel avantage y a-t-il tout de même à minimiser la fréquence d'échantillonnage?
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