SL6 : COMMENT REPRODUIRE UN SIGNAL SONORE ?

Dans une enceinte acoustique, plusieurs hauts parleurs sont associés. On y trouve boomer, médium et tweeter caractérisés par leurs courbes de réponse en fréquence. La dimension de la membrane conditionne fortement le fonctionnement du haut-parleur. Plus la membrane et sa masse sont grandes, moindre est sa fréquence de résonance
On appelle boomer (ou woofer) les haut-parleurs destinés à la reproduction des basses fréquences du spectre. Ils sont dotés d'une membrane relativement grande: plus la membrane est grande, moindre est la fréquence de résonance, et en conséquence la bande de reproduction du haut-parleur s'étend davantage vers les basses fréquences.

       

        Enceinte acoustique

Boomer ou tweeter ?

Les haut-parleurs destinés à la reproduction des fréquences moyennes sont appelés médium (midrange), leurs dimensions sont inférieures aux woofers et leur membrane plus légère. Enfin, pour la reproduction des hautes fréquences, on utilise des haut-parleurs appelés tweeters dotés de membranes de très petites dimensions.

Pourquoi associer plusieurs hauts parleurs dans une enceinte acoustique ?

Problématique:

1-	S’approprier et analyser la situation   
1)	Comment appelle-t-on les hauts parleurs destinés à reproduire des basses fréquences ?

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2)	Comment est la fréquence d’un son aigu par rapport à un son grave ?

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3)	Qu’appelle-t-on  « courbe de réponse en fréquence » d’un haut-parleur?

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4)	Avec quel appareil mesure-t-on le niveau d’intensité sonore et avec quelle unité exprime-t-on cette grandeur ?

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5)	La note musicale « Do » est jouée en même temps par un piano et une guitare. Les sons produits ont-ils la même fréquence ou la même intensité ?

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2-  Réalisation du montage expérimental schématisé ci-dessous

V

G.B.F.

Sonomètre

Haut-parleur

Caisson phonique

Multimètre

Réglages à effectuer :
- Régler le générateur de fonctions sur la position régime sinusoïdal et afin qu'il délivre une tension de fréquence 40 hertz ;
- Régler la tension lue sur le multimètre à 1 volt en agissant sur le bouton d'amplitude du GBF ;
- Placer le sonomètre à environ 10 cm devant le haut-parleur.

3-  Mesures
Faire varier la fréquence délivrée par le G.B.F. de 40 hertz à 10000 hertz.
Lire sur le sonomètre le niveau d'intensité acoustique (arrondi à l'unité) correspondant et le noter dans le tableau ci-dessous.
Remarque : Pour chaque valeur de la fréquence veiller :
1)	à conserver une tension constante et égale à 1 volt,
2)	à régler la gamme de mesure d'intensité acoustique.
Fréquence  (Hz)	20	40	60	100	200	400	600	800	1000	2000	4 000	5 000	
Niveau d'intensité
acoustique
(dB)													

4-	Représentation graphique et expoitation.

Tracer la courbe représentative de la variation du niveau d'intensité acoustique en fonction de la fréquence sur la feuille de papier quadrillée semi-logarithmique ci-jointe.
Cette courbe est appelée "courbe de réponse du haut-parleur".

Lire (en dB) la valeur maximale du niveau d'intensité acoustique
Lmax = …………… 

Placer sur l'axe du niveau d'intensité acoustique le point d'ordonnée (Lmax –10).
Tracer la droite parallèle à l'axe des abscisses et apssant par ce point.
Repérer sur la courbe, les points qui correspondent aux intersections de cette droite et de la courbe de réponse du haut-parleur.
Noter la fréquence minimale :	fmin = ……………….
Noter la fréquence maximale :	fmax = ……………….
L'intervalle [fmin ; fmax] définit la bande passante du haut-parleur correspondant à la meilleure utilisation possible.
Indiquer la bande passante de ce haut-parleur.

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5-Réponse à la problèmatique.

Sachant que l’intervalle [20 Hz ; 20 000 Hz] correspond à l’intervalle des fréquences audible par l’oreille humaine, la bande passante du haut-paleur étudié correspond-elle à celle de l’oreille humaine ?
Que lui manque t-il pour que l’écoute que l’écoute de différentes musiques deviennent convenables ?Répondre à la problèmatique.

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Niveau d'intensité acoustique
(dB)

Bande passante d'un haut-parleur

100

40

50

500

200

1000

5000

2000

10000

50

60

70

80

90

100

110

Fréquence
(Hz)