sécurité GBF avec amplificateur intégré Cordon BNC / Bananes Oscilloscope Numérique

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1 Document élève 1/7 Nom : Prénom : Classe : Date Objectifs : Physique Chimie Thème : La Santé ANALYSE DE SIGNAUX PERIODIQUES APPLIQUEE AUX SONS - Analyse d'un son : comprendre ce qui distingue un son simple d'un son complexe - Découvrir ce que l'oreille humaine peut entendre - Protéger ses oreilles des niveaux sonores trop élevés - Apprendre à utiliser un oscilloscope numérique ACTIVITÉ 1 : Analyse d'un son Montage : Un microphone délivre une tension très faible. Pour pouvoir exploiter ce signal, il est nécessaire de l'amplifier. Vous disposez du matériel suivant : Microphone à électret Adaptateur micro-oscillo de sécurité Adaptateur BNC / bananes GBF avec amplificateur intégré Cordon BNC / Bananes Oscilloscope Numérique - Relier le microphone à l'entrée de l'amplificateur utilisé. Relier la sortie de l'amplificateur à la voie 1 de l'oscilloscope. - Faire vérifier le montage par le professeur. 1. Analyse du son émis par un diapason : On dispose d un diapason monté sur sa caisse de résonance et d un sautereau pour le frapper : PIERRON 2011 Identification des ions (Page 1)

2 Document élève 2/7 Diapason Sautereau - Mettre le balayage de l'oscilloscope numérique en mode «normal» c est à dire en acquisition permanente. Dans ce mode, on figera l'écran en appuyant sur la touche " Run/Stop " - Introduire le microphone dans la caisse de résonance du diapason et frapper ce dernier avec le sautereau - Ajuster les réglages de sensibilité verticale et de base de temps pour obtenir une courbe utilisable à l'écran - Refaire la manipulation et figer le signal sur l'écran. - Sauvegarder l'écran sous forme d'image au format BMP : 1. Quelle est l'allure de la tension observée?. 2. A l'aide de l'outil " Curseurs " mesurer sa période T et sa fréquence f :. 3. L'oscilloscope dispose d'un outil d'analyse des fréquences FFT disponible dans le menu "Math". Activer ce mode et choisir une fenêtre d'analyse de type Hanning. Combien de pics de fréquence observe-t-on sur ce graphe? Activer le curseur sur la source FFT pour mesurer la valeur de cette fréquence :. 4. La note émise par ce diapason est un LA 440. Justifier cette appellation : Oscillogramme observé : 2. Analyse du son émis par un instrument de musique : PIERRON 2011 Identification des ions (Page 2)

3 Document élève 3/7 On reprend le principe de la manipulation précédente, en plaçant le microphone à proximité ou dans la caisse de résonance d'un instrument de musique émettant la même note. Sur une guitare, il faudra pincer la première corde, la plus fine, en case Quelle est l'allure de la tension observée?.. 2. A l'aide de l'outil "Curseurs" mesurer sa période T et sa fréquence f : 3. Combien de pics de fréquence observe-t-on sur ce graphe? A l'aide du curseur activé sur la source FFT mesurer les valeurs de ces différentes fréquences :. 4. Que remarque-t-on en ce qui concerne ces fréquences?.. Un exemple d'oscillogramme obtenu : le curseur B est placé en différents pics Compléter la conclusion 1 ci-dessous avec les mots : complexe, fréquence, sinusoïdal Conclusion 1 Un son pur, cristallin, comme celui émis par le diapason, est un son d'allure constitué d'une seule.. Le son émis par un instrument de musique est un son.. constitué de plusieurs multiples de la fréquence fondamentale. Ces fréquences multiples s appellent des harmoniques. PIERRON 2011 Identification des ions (Page 3)

4 ACTIVITÉ 2 : Les sons audibles Document élève 4/7 1. La sonnerie "anti-jeunes" (ou "anti-profs" ou anti-moustiques!) Extrait d'un article trouvé sur le site du journal Libération : Comment faire fuir à coup sûr, en moins de dix minutes, une bande de jeunes quelque peu excités, sans sortir son fusil de chasse, ni même menacer d'appeler la police? La solution s'appelle Mosquito. Une invention britannique qui suscite une belle polémique en Belgique. De quoi s'agit-il? Mosquito est un émetteur de sons ultra-aigus. Physiquement, c'est un petit boîtier muni d'un haut-parleur. Mais il a surtout une particularité : le son qu'il diffuse est inaudible pour les plus de 25 ans, mais insoutenable pour les oreilles des adolescents. Difficile à croire? Non, le phénomène est classique, répondent les spécialistes. «Un bébé entend des fréquences de hertz. Dès 20 ans, ces sons aigus deviennent progressivement inaudibles. Au-delà de hertz, on ne les entend plus à l'âge adulte», explique l'oto-rhino-laryngologiste (ORL) Phillipe MAHILLON. D'où l'idée de la société britannique Compound Security Systems d'utiliser ce vieillissement auditif inéluctable pour imaginer un répulsif sonore anti-jeunes. On va maintenant analyser le son anti-jeune : brancher un casque audio sur la sortie casque de l'ordinateur. Charger le fichier " mosquitone.mp3 ". 1. Entendez-vous le son émis?. 2. Votre professeur l'entend-il?. Placer le microphone contre l'une des oreillettes du casque audio et analyser le son émis à l'aide de l'oscilloscope. 3. Quelle est l'allure de la tension observée? 4. A l'aide de l'outil " Curseurs " mesurer sa période et sa fréquence :. 5. Qu'est-ce qui distingue le son émis par le diapason de celui émis par le boitier anti-jeunes?. Oscillogramme obtenu : PIERRON 2011 Identification des ions (Page 4)

5 Document élève 5/7 2. Réalisation d'un test d'audition : Aller sur le site (University New South Wales en Australie). Dans le tableau présenté à l'écran, un clic sur un des petits rectangles génère sur la sortie audio un son : un son à 0 db (décibel) est très fort ; un son à -99 db est très faible. A chaque colonne correspond une fréquence (de 30 Hz à 16 khz) et à chaque ligne correspond un niveau sonore (de 0 db à -99 db). NE JAMAIS DEMARRER UNE COLONNE EN CLIQUANT UNE DES CASES DU PREMIER TIERS SUPERIEUR! 1. Placer le casque audio sur ses oreilles. 2. Choisir dans la colonne 1 khz un niveau qui donne un ressenti confortable : son ni trop fort ni trop faible. Ce niveau ressenti sert alors de référence. 3. Passer à la colonne 750 Hz et chercher le niveau qui donne le même ressenti. 4. Continuer ainsi jusqu'à la colonne 30 Hz en se référant toujours au ressenti à 1 khz 5. Recommencer le travail pour les hautes fréquences. 6. Compléter le tableau ci dessous qui a ici été rempli par le professeur : f(hz) Niveau (db) f(hz) Niveau (db) 7. Rentrer ces données dans un tableur et tracer la courbe du niveau en fonction de la fréquence. L'axe des fréquences sera choisi en unité logarithmique. 8. Imprimer cette courbe dans le cadre ci-après PIERRON 2011 Identification des ions (Page 5)

6 Document élève 6/7 Remarque importante : ce test ne doit pas être pris comme un véritable audiogramme réalisé en cabinet médical. En effet, les résultats peuvent être altérés par les caractéristiques de la carte son de l'ordinateur et celles du casque audio utilisé. Conclure sur la sensibilité de l'oreille aux différentes fréquences : Conclusion La sensibilité de l'oreille l'oreille est plus sensible... Cette sensibilité évolue aussi avec l'âge. 3. Niveau sonore d'un lecteur MP3 : - Régler le volume de votre MP3 à votre valeur d'écoute habituelle avec votre morceau de musique préféré. - Retirer l'oreillette de l'oreille et placer le microphone du sonomètre numérique contre l'oreillette. Mesurer le niveau sonore :.. - Situer ce niveau sur l'échelle des niveaux sonores représentés sur la planche didactique. PIERRON 2011 Identification des ions (Page 6)

7 Document élève 7/7 - Refaire la manipulation avec le volume réglé à sa valeur maximum : Mesurer le niveau sonore : Conclusion Il y a grand. à écouter un baladeur MP3 avec le son réglé au... Les risques de. précoce sont très importants par destruction de l oreille interne PIERRON 2011 Identification des ions (Page 7)

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