Les caractéristiques d'un signal sonore périodique
- Identifier un signal sonore périodique.
- Évaluer la valeur de la fréquence et de la période d’un signal sonore périodique.
- Un signal sonore « régulier » est périodique. Il a un motif élémentaire qui se répète pendant un temps qui est toujours le même.
- Un signal sonore qui n’est pas périodique n’a pas de motif.
- La durée d’un seul motif s’appelle la période (de symbole T, exprimée en seconde).
- La fréquence est le nombre de fois où le motif élémentaire se répète en 1 seconde.
- Un son est audible si sa fréquence est comprise entre 20 Hz et 20 000 Hz.
- La fréquence permet de savoir si un son est audible, grave, médium ou aigu.
- Plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu.
- Notions de fréquence
- Signal sonore
Un son, ou un signal sonore, peut être observé sur un écran sous la forme d’une courbe appelée oscillogramme.
Un son émis par un instrument de musique est périodique. Ce signal est périodique car il possède un motif élémentaire qui se répète.
Un motif élémentaire (en rose) d’un signal sonore périodique
Lorsqu’un son n’est pas « régulier », on dit qu’il n’est pas périodique. Le signal sonore ne présente pas de motif élémentaire.
Un « bruit » sonore, enregistré par exemple dans le centre d’une ville, n’est pas périodique. Ce signal n’est pas périodique car il ne possède pas de motif élémentaire qui se répète.
Un signal sonore qui n’est pas périodique
La période peut être lue comme étant la durée entre deux « sommets » de la courbe.
Lecture de la période T
On souhaite estimer la valeur de la période du signal sonore suivant.
Estimation du nombre de motifs élémentaires sur un temps donné
On note sur le graphique ci-dessus 5 motifs élémentaires observables qui se répètent, pendant une durée de 32 millisecondes soit 0,032 s.
La valeur de la période de ce signal sonore est donc égale à
seconde.
La fréquence f est l’inverse de la période. On a ainsi la relation suivante.
|
|
avec :
|
On souhaite estimer la valeur de la fréquence du signal sonore de l’exemple précédent.
Dans l’exemple précédent, il y a 5 motifs élémentaires pendant un temps égal à 0,032 seconde. Il faut déterminer le nombre de motifs élémentaires en 1 seconde.
On peut le déterminer en réalisant un tableau de proportionnalité :
| Nombre de motifs élémentaires | 5 | Valeur recherchée |
| Durée (en s) | 0,032 | 1 |
.Ce nombre signifie qu’il y a 156 motifs élémentaires en 1 seconde, soit une fréquence de 156 Hz.
Plus la période d’un son est petite, plus la fréquence de ce son est élevée (le nombre de motifs élémentaires par seconde est en effet plus grand).
Plus la période d’un son est grande, plus la fréquence de ce son est petite (le nombre de motifs élémentaires par seconde est en effet plus petit).
Les signaux sonores ci-dessous sont classés du plus grave au plus aigu, car la fréquence augmente de plus en plus (le nombre de motifs élémentaires par seconde augmente). À l’inverse, la période diminue de plus en plus.
Signaux sonores classés du plus grave au plus aigu
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