[PDF] TP N°3 : Analyse spectrale Terminale S Thème Observer

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Terminale S Thème Observer Chap.2 Programme 2012

TP N°3 : Analyse spectrale

Objectifs du TP :

1. La gamme tempérée

Un intervalle en musique est le rapport entre la fréquence (en Hz) de deux notes. La gamme dite tempérée, élaborée

au XVIIe siècle, découpe un intervalle dont les fréquences sont dans un rapport de 2/1 (une octave) en 12 degrés

-ton.

Questions :

a) Combien de demi-tons trouve-t-on dans une octave ? b) En déduire le nombre de tons dans une octave. c) Déterminer la fréquence du fa de la quatrième octave. d) Combien de degrés chromatiques trouve-t- e) f) Déterminer la fréquence du la (ou sib) de la troisième octave.

2. Capture et traitement ( Sysam, Latispro)

2.1. Son émis par un diapason

AE Réglages préalables :

AE Relier le micro entre la voie EA0 et la masse.

AE Ouvrir le logiciel Latis-Pro.

AE Dans " Paramètres », cliquer sur EA0 pour activer cette voie (le micro y est relié...). AE Faire un clic droit sur EA0 : - choisir le calibre + 0,200 / - 0,200 V (échelle verticale) - Propriétés, Affichage ~ Style, choisir trait. Dans " Acquisition », choisir 200 points de mesures et une durée totale 20 ms.

AE Acquisition :

AE Positionner le microphone proche du diapason, produire un son avec le diapason et appuyer immédiatement sur F10 pour faire une acquisition. Un clic droit dans la fenêtre 1 permet de faire un Calibrage

do ré mi fa sol la si do

261,63 293,66 329,63 349,22 392,00 440,00 493,88 523,26

do ré fa sol la

277,19 311,12 329,63 369,99 415,31

½ ton Ù 2 1/12

1 ton Ù 2 1/6

1/6

½ ton

Octave Ù 2 = (2 1/12)12

Ø Fréquences en hertz des notes de la troisième octave

La fréquence du son entendue

est appelée la hauteur du son.

Terminale S Thème Observer Chap.2 Programme 2012

AE Analyse spectrale :

AE Dans le menu " Traitements », Calculs spécifiques, choisir Analyse de Fourier.

AE Dans le menu " Paramètres », cliquer sur " Liste des courbes » puis faire un cliquer-glisser du

signal EA0 dans la fenêtre ouverte. On obtient le spectre du son enregistré. Le spectre sa représentation en fréquences. Un spectre montre la composition des fréquences

1) Expliquer comment déterminer la hauteur du son émis pas le diapason.

2) Représenter le spectre obtenu sur votre feuille.

3) Combien de pics de fréquences sont présents dans le spectre du son émis par un diapason ? Quelle est la

f avec lindication sur le diapason Un son est pur lorsque son signal est de forme sinusoïdale.

4) Le son émis par le diapason est-il pur ?

2.2. Voix humaine

En conservant les mêmes réglages ( sauf 2000 pts et T= 1 s) que précédemment, produire, et enregistrer, un son

avec votre voix en maintenant un son.

1) Le signal obtenu est-il sinusoïdal comme pour le diapason ? Est-il périodique ?

2) Déterminer le plus précisément possible la période T de ce son.

3) Quelle est la hauteur de ce son ?

AE Afficher le spectre de ce son en répétant les opérations effectuées au 2.1

4) Représenter ce spectre sur votre feuille.

5) Combien de pics de fréquences trouve-t-on dans le spectre du son émis par la voix ? Ce son est-il pur ?

On parle de " son complexe

est appelé harmonique. plus basse fréquence fondamental, noté f1.

6) Comparer la fréquence f1 du fondamental sur le spectre à la fréquence f du son analysé.

a fréquence du fondamental.

7) Relever les fréquences fn de tous les harmoniques présents sur le spectre. Quelle relation existe-t-il entre les

fréquences fn de ces harmoniques et f1 ?

3. ( logiciel Acquisonic)

On enregistre le son émis par divers -dessous.

On récupère ainsi plusieurs notes de 8 instruments de musiques différents.

Questions :

b) c) Caractériser le signal enregistré. Est-il sinusoïdal ? Périodique ? Lancer le logiciel Acquisonic et cliquer sur " Fichier » / " Importer Wav »

Terminale S Thème Observer Chap.2 Programme 2012

Prise en main Acquisonic :

utiliser à souhait les fonctions : " Echelle horizontale » " Echelle verticale » " Décalage horizontal » - Etude du signal » / " Spectre ». " Données affichées Dans la partie " Calculer » toujours sélectionner " Amplitude ». - Déplacer le curseur pour mesurer la fréquence des pics. - Modifier si nécessaire la " » pour augmenter - Après chaque modification, cliquer sur " Recalculer ».

4. Applications

4.1. a) b)

c) Proposer et rédiger un protocole permettant de retrouver parmi les notes nommées " instr1-# » celle qui a la

même hauteur que la note nommé " qcq5 ». 3.2. Acquisonic celui qui correspond à la même note de la même octave que le son nommé " instr1-7 ».

a) Tracer approximativement le spectre de ces deux notes sur un même graphe en utilisant une couleur

différente pour le spectre de chaque note. b) Quels sont les points communs et les différences notables de ces deux spectres ? c) ? d) Pourquoi est- différente ?

e) Proposer et rédiger un protocole permettant de déterminer si le son " qcq-5 » a le même timbre que le son

" instr1-7 ». Faire de même pour sa hauteur.

3.3. Les harmoniques

qcq-8 ». a) b) Quel ? c) Déterminer le rang des harmoniques absents dans le spectre de cette note. d) ? Quelle relation existe-t-il entre la fréquence f6 de cet harmonique et la fréquence f0 du fondamental ?

3.4. Signaux originaux

Rechercher parmi toute la banque de sons disponibles deux signaux remarquables. Pour chacun de ces sons,

indiquer leur particularité et préciser si possible leurs caractéristiques suivantes : - La note perçuequotesdbs_dbs9.pdfusesText_15

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