Vous allez, au cours de cette
séance, étudier des sons par acquisition à
l'oscilloscope, puis à l'ordinateur.
Vous découvrirez de cette manière la signification des termes "analogique" et "numérique" ("digital" en anglais).
Tensions alternatives sinusoïdale
Nous
allons, dans un premier temps, rappeler quelques définitions en
étudiant simplement une tension alternative sinusoïdale
Cette dernière est fournie par un générateur appelé GBF: Générateur de Basses Fréquences
Cette étude nous permettra également de reprendre contact avec l'oscilloscope
Vous
allez donc relier la sortie du GBF à la première
entrée de l'oscilloscope, ainsi qu'à un simple
multimètre.
Vous réglerez le GBF de manière à ce que le signal soit sinusoïdal, de fréquence 1000Hz et d'amplitude 2V. Ces deux dernières caractéristiques seront vérifiées à l'aide de l'oscilloscope!
On rappelle que le voltmètre effectue, sur une tension alternative, une mesure de la tension efficace.
Vérifiez que la relation que vous connaissez entre l'amplitude et la tension efficace est bien vérifiée.
Après avoir fait vérifier vos réglages par le
professeur, vous modifierez les paramètres de manière
à ce que la fréquence soit de 200kHz et l'amplitude et 0,5V.
Vous ferez vérifier ces nouveaux réglages par le professeur.
Signal délivré par un microphone
Le son est dû à des variations de pression de l'air.
Un microphone est un dipôle capteur de son: il convertit les variations de pression correspondant aux sons en des variations de tension électrique.
Le signal électrique récupéré à la sortie du micro
peut être utilisé pour alimenter un haut-parleur, pour
être enregistré sur une piste magnétique, ou encore
peut subir différents traitements avant d'être
utilisé, ce qui permet de donner certains effets au son.
Vous allez relier la sortie d'un micro à un oscilloscope.
En parlant (chantant, ou sifflant!) dans le micro, vous essaierez de régler l'oscilloscope de manière à visualiser le signal électrique correspondant au signal acoustique que vous envoyez dans le micro.
Voyez-vous à l'écran une différence suivant la voyelle que vous prononcez?
Voyez-vous à l'écran une différence suivant la hauteur du son émis?
Quelle est, très approximativement, l'amplitude du signal visualisé? Quel commentaire pourrait-on faire à ce sujet?
Reliez le microphone à un petit haut-parleur. Entend-on quelque chose au HP quand quelqu'un parle dans le micro?
Amplification du signal
Afin d'augmenter l'amplitude du signal sortant du microphone on peut
réaliser une amplification à l'aide du montage
étudié la semaine dernière.
On rappelle le schéma de ce montage:
On rappelle que le coefficient d'amplification est égal à R2/R1
Quel coefficient d'amplification vous semblerait nécessaire pour notre micro?
Réalisez ce montage en prenant pour tension VE la tension de sortie du microphone et en visualisant la tension VS à l'oscilloscope.
L'amplification est-elle visible? Décrivez.
Est-ce maintenant suffisant pour alimenter un petit haut-parleur?
L'oscilloscope est un appareil de mesure analogique: la courbe qui s'affiche sur son écran est une courbe continue.
Il est donc possible,
à partir de cette courbe, de déterminer la tension de
sortie du micro à n'importe quel instant.
Acquisition et étude du signal par informatique
Reliez maintenant le micro à la console GTS2
Réalisez une acquisition sur une voyelle chantée à une certaine hauteur (vous pouvez aussi siffler doucement).
S'il apparaît a posteriori que les paramètres
d'acquisition de la GTS2 était mal choisis par rapport à
la note chantée, recommencez avec de nouveau réglages.
Déterminez la fréquence du son émis. Recommencez avec un son plus grave ou plus aigu. Conclusion?
Vous pouvez également réaliser plusieurs acquisitions
d'une même note (même hauteur) mais chantée avec différentes voyelles. Conclusion?
L'ordinateur est-il, comme l'oscilloscope, un appareil de mesure analogique? Expliquez votre réponse.
Nous
allons, dans un premier temps, rappeler quelques définitions en
étudiant simplement une tension alternative sinusoïdale
