Audition: production et perception du son Flashcards
Il y a une distinction globale et pratique dans la production des sons.
Donc quels sont les 2 sources de son?
- Sons périodiques
2. Sons non-périodiques
Quels sont les 3 dimensions perceptuelles des sons?
- Hauteur “Pitch”
- Forts VS faibles “Loudness”
- Timbre “Quality”
Qu’est-ce qu’une onde?
Où elle se propage?
La perturbation d’un champs ou d’un milieu
Perturbation se propage à travers l’espace
Comment appelle-t-on les ondes dans la lumière?
Ondes électromagnétiques
Comment appelle-t-on les ondes dans le son?
Ondes acoustiques
Quelle est la différence entre la propagation d’une onde électromagnétique et d’une onde acoustique ?
Onde électromagnétique: voyage PARTOUT même dans le vide
Onde acoustique: ça prend un milieu pour voyager, PAS dans le vide
Lequel des 2 types d’onde constitue une perturbation qui se propage d’un point à un autre consécutivement dans un milieu?
Ondes acoustiques
Une onde est une perturbation. Mais, qu’est-ce qu’une perturbation?
Changement de pression et de densité
Une explosion dans l’univers crée une perturbation. Des millions d’années plus tard, la [a] arrive à nous.
[a] signifie quoi?
La perturbation
À quelle vitesse se propage une onde électromagnétique? Une onde acoustique?
Électromagnétique: vitesse de la lumière
Acoustique: vitesse du son
Qu’est-ce qui voyage pour créer la lumière et le son?
Les ondes
Les ondes voyagent à travers quoi?
un champ ou un milieu
Les ondes sonores passent à travers des milieux à des vitesses approximatives.
Placer les 4 milieux suivants en ordre croissant de vitesse des ondes sonores.
Eau
Hélium
Acier
Air
Air
Hélium
Eau
Acier
Donner un exemple qui montre que la vitesse des ondes sonores est plus grande dans l’acier que dans l’air?
Mettre ses oreilles sur le chemin de fer => on entend le train mais on ne l’entend pas dans l’air
La vitesse du son dans l’air est approximative. Pourquoi?
Vitesse dépend de l’humidité, montagnes, qté de gens, l’élévation, etc.
Une source de son (ex. bouger son doigt d’un côté et de l’autre dans l’air) crée une perturbation.
Si on traçait la perturbation dans l’air, à quoi ressemblerait-elle?
Mouvement répétitif crée 2 mouvement qui crée une vague:
- haut: augmente pression et densité (molécules s’accumulent)
- bas: diminue pression et densité (molécules se dispersent)
*Voir diapo 5
Quels sont les 2 types d’ondes sonores?
Ondes longitudinales
Ondes transversales
Comment les ondes longitudinales se comportent?
Mouvement des particules et direction de la propagation des ondes sont PARALLÈLE
*Voir diapo 6
Comment les ondes transversales se comportent?
Mouvement des particules et direction de la propagation des ondes sont PERPENDICULAIRE
*Voir diapo 6
Lorsqu’on lance une pierre sur un lac, ça crée une perturbation qui se propage sur “tout” le lac. Si on mettait une feuille sur le lac, comment bougerait-elle?
C’est une bonne analogie d’une onde longitudinale ou transversale?
La feuille bougerait de haut en bas, donc verticalement par rapport à la propagation horizontale de l’onde.
Onde transversale
Quels sont les 2 types de vibration possibles pour les sources de sons périodiques?
- Sources de vibrations harmoniques simples (sons purs)
2. Sources de vibrations harmoniques complexes
Les sources de vibrations harmoniques simples produisent quel type d’onde?
Ondes sinusoïdales
Donner 2 exemples de sons périodiques à vibrations harmoniques simples?
Diapason et pendule
À quoi ressemble le patron de vibration des sons périodiques à vibrations harmoniques simples?
Patron qui se répète parfaitement dans la même intervalle de temps
Les sons périodiques à vibrations harmoniques simples ont quel type de propriété?
Propriété élastique
Une force physique restaure constamment le système à son point d’équilibre (neutre).
Cette énoncé définit quelle propriété?
Cette propriété réfère à quelle source de son?
Propriété élastique
Sons périodiques à vibrations harmoniques simples
Un diapason crée de la vibration lorsqu’on le frappe.
Comment les ondes se propagent aux molécules voisines? Quels sont les 2 types de mouvement créés?
- Compression
- Réfraction
*Voir diapo 10-11 (schémas)
Qu’est-ce qu’une fréquence (f)?
Nombre de cycles/seconde (cps)
La fréquence est exprimée en quoi?
Hertz
Quelle est la formule de la fréquence?
f = 1/T
T: durée d’un cycle
Qu’est-ce qu’une longueur d’onde?
Distance parcourue par un cycle complet
Lorsque la fréquence est moins élevée, la longueur d’onde est plus courte ou plus longue?
Plus longue
Comment qualifierait-on la relation entre la fréquence et la longueur d’onde?
Relation inverse
Quelle est la formule de la longueur d’onde?
Longueur d’one = v/f
v = vitesse du son f = fréquence
Qu’est-ce que l’amplitude quand on parle de son?
L’ampleur du changement de pression (intensité)
Au niveau schématique, comment calcule-t-on l’amplitude?
Degré de compression et de raréfaction des molécules relatif au point neutre
*Voir diapo 14
L’amplitude d’une source de son s’exprime en quoi?
dynes/cm2
Une représentation graphique de la variation de pression dans le temps, mesurée à un point dans l’espace.
Cette définition réfère à quoi?
La Waveforms
La waveform indique quoi? (2 choses)
- Fréquence
2. Amplitude
2 graphiques avec la même intervalle de temps:
1er graphique: 2 cycles
2e graphique: 6 cycles
Quel type de variation entre les 2 graphiques?
Variation de fréquence
1er graphique: plus basse
2e graphique: plus élevée
2 graphiques avec la même intervalle de temps:
1er graphique: 2 cycles
2e graphique: 2 cycles
Raréfaction et compression plus élevée pour 1er graphique que pour 2e graphique
Quel type de variation entre les 2 graphiques?
Variation d’amplitude
1er graphique: plus élevée
2e graphique: moins élevée
Quels sont les 3 dimensions physiques du son?
- Fréquence
- Amplitude (intensité)
- Enveloppe spectrale et d’amplitude
Quelle est la relation entre l’acoustique et la perception?
Associé chaque dimension physique à une dimension perceptuelles (3)?
- Fréquence => Hauteur “Pitch”
- Amplitude (intensité) => Fort vs fable “loudness”
- Enveloppe spectrale et d’amplitude => Timbre/qualité
Lorsque tout le reste est égal, comment la perception du son change lorsque l’amplitude augmente ?
son + fort
vice versa
Lorsque tout le reste est égal, comment la perception du son change lorsque la fréquence augmente?
Hauteur + élevé
vice versa
Quels sont les 2 façons de se représenter un son sur un graphique?
Waveform
Spectre
Laquelle des représentations graphique d’un son est la représentation en temps réel?
Waveform
Laquelle des représentations graphiques d’un son est une représentation après les mesures?
Spectre
Retrouve-t-on la même propriété élastique des sons périodiques simples chez les sons périodiques complexes?
Pourquoi?
Oui, car une force physique tente constamment de rétablir le système vers le point d’équilibre
Les sons périodiques simples produisent des ondes sinusoïdes. Les sons périodiques complexes produisent quelles types d’ondes?
Ondes harmoniques complexes
Donner 3 exemples de sons périodiques complexes?
Violon, guitare, piano
Pour les sons périodiques complexes, les mouvements se répètent comment?
Sur un temps régulier
=> cycle répétitif mais pas parfait (pas sinusoïdale)
En quoi les sons périodiques complexes ne sont pas “parfait”, donc pas sinusoïdales?
Le même patron revient
Mais il y a plusieurs fréquences dans le même cycle (plusieurs modes de vibration)
*Voir diapo 22
La voyelle “o” constitue quel type de son?
Son périodique complexe
Lorsque la fréquence et l’amplitude reste la même, mais qu’on note tout de même une différence dans le son, de quoi est dû cette différence?
Changement d’enveloppe spectrale et d’amplitude
ex.: changement d’instrument
*Voir diapo 23
Comment appelle-t-on le premier mode de vibration dans les sons périodiques complexes?
Mode fondamentale
Le premier mode de vibration dans les sons périodiques complexes donne quelle fréquence?
Fréquence fondamentale (F0)
Comment appelle-t-on la fréquence fondamentale en terme musicale?
Premier harmonique (F0)
Comment fonctionne les autres modes de vibration (harmoniques)?
Multiple de F0
=> F0, F0x2, F0x3, F0x4, etc
*Voir diapo 25
Qu’est-ce qui fait que les modes de vibrations dans les sons périodiques complexes sont parfaitement relié mathématiquement?
Ils ont les mêmes extrémités
Au niveau auditif, à quoi sert le premier mode de vibration?
Basse fréquence qu’on entend dans tous les modes
Laquelle des représentation graphique d’un son représente l’analyse de toutes les fréquences des modes de vibration?
Spectre
*Voir diapo 26
Laquelle des représentation graphique donne de l’information sur la fréquence fondamentale et son amplitude mais aucune information sur les fréquences des autres modes?
Waveform
*Voir diapo 26
La décomposition d’une waveform complexe en ses composantes qui sont les modes de vibrations.
En quoi ça consiste?
Analyse de Fourier
Dans l’Analyse de Fourier, la décomposition d’un son complexe donne quoi?
Des sons sinusoïdales
Mélanger plusieurs sources de sons sinusoïdales donne quel type de son?
Son harmonique complexe
Vrai ou Faux.
N’importe quel son harmonique complexe peut être divisé en un ensemble d’ondes sinusoïdes selon un théorème mathématique.
Pourquoi?
Vrai
Car leur frontières sont fixes
Exemples:
Cordes : frontières de chaque côté
Flûtes: air se promène d’une frontière fixe à la bouche
En quoi les sons non-périodiques diffèrent des sons périodiques.
Donner 2 différences
- Changements de pression de l’air (ou autres) sont irréguliers (pas de patrons de variations)
- Pas de cycle répétitifs de la waveform
Donner 3 exemples de sons non-périodiques.
Son blanc, bruit perçant, sifflement
D’où provient le nom du son blanc?
Le son blanc contient toutes les fréquences audibles
Analogie à la lumière blanche qui contient toutes les longueurs d’onde
Quel son contient toutes les fréquences audibles dans son signal?
Son blanc
Comment représente-on une waveform sur un spectre?
Lignes qui représentent chacune des fréquence de la waveform
Donner un exemple d’un son non-périodique non-continue.
Pourquoi ce nom?
Son strident ou son “clic”
Car la variation de pression est soudaine
*Voir diapo 33
Le son de la consonne “s” constitue quel type de son?
Son non-périodique
Une explosion constitue quel type de son?
Son non-périodique
Quel graphique représente un son par la variation de la pression en fonction du temps?
Waveform
Quel graphique représente l’amplitude de chaque fréquence d’un son (pas en temps)?
Spectre
À quoi ressemble la fréquence fondamentale d’un son harmonique complexe sur un graphique waveform VS la fréquence d’un son sinusoïdal (simple)?
Simple: seulement 1 fréquence
Complexe: F0 la fréquence d’un cycle complexe qui se répètent et contient plusieurs fréquences
*Voir diapo 22 et 26
Quels sont les 2 types de représentation de l’Analyse Fourier?
- Des Waveform : une waveform pour chaque fréquence (amplitude par temps)
- Un spectre : représente toutes les fréquences avec leur intensité
* Voir diapo 28
Dans l’Analyse Fourier, en quoi la waveform de la fréquence fondamentale est différente des autres fréquences?
Ses cycles occupent plus de temps car sa fréquence est la + basse
Quel est l’inverse de l’Analyse Fourier?
mélanger des sons sinusoïdal pour former un son complexe
Quand est-ce que l’amplitude maximale d’un système de vibration est atteinte?
Quand le système de vibration est excité à la fréquence de résonance
Que ce passe-t-il lorsque l’amplitude maximale d’un système de vibration est atteinte?
Transfert d’énergie maximale
La fréquence de résonance est déterminée par quoi?
Par les caractéristiques du système de vibration
Qu’est-ce qu’une fréquence de résonance?
rythme naturel préféré d’un système
Si on prend une balançoire comme système de vibration. Qu’est-ce qui détermine sa fréquence préférée?
La longueur de la balançoire
Une longue balançoire préfère quel type de fréquence?
Fréquence basse
Une courte balançoire préfère quel type de fréquence?
Fréquence élevée
Lorsqu’on pousse une balançoire (excite le système de vibration), quand-est-ce que ça devient + facile?
Pourquoi?
Quand on atteint la fréquence de résonance (rythme préféré)
Car le système ajoute de l’énergie
Lorsqu’on pousse une balançoire (excite le système de vibration) à une fréquence différente de la fréquence de résonance, qu’est-ce qu’il se passe?
Pourquoi?
+ difficile
car le système n’ajoute pas d’énergie, seulement notre force
Quel type de résonateur répond rapidement quand il est excité et cesse rapidement quand l’excitation se termine?
Résonateur + amorti
Quel type de résonateur a une réponse plus forte à la fréquence de résonance?
Résonateur moins amorti
Quel type de résonateur répond lentement quand il est excité et cesse lentement quand l’excitation se termine?
Résonateur moins amorti
Quel type de résonateur a une réponse plus faible à la fréquence de résonance?
Résonateur + amorti
Pourquoi les réponses sont lentes quand le résonateur est moins amorti?
Pour acquérir l’énergie pour atteindre l’amplitude maximale (fréquence de résonance)
Qu’est-ce que le résonateur moins amorti fait lorsqu’il atteint son amplitude maximale (fréquence de résonance)?
Il ajoute de l’énergie
*Voir diapo 35 (graphique)
Si le système de vibration est parfait, à quoi ressemble le spectre de résonance ?
Pourquoi?
Une ligne verticale à la fréquence fondamentale et à haute amplitude
Car c’est sinusoïdale
*Voir diapo 35 (?)
Avec quel force le système plus amorti bouge?
Force qu’on lui donne
il n’ajoute pas d’énergie
Pour qu’un microphone soit meilleur, il doit être plus amorti ou moins amorti?
TRÈS amorti =>ne pas résonner
Pourquoi un meilleur microphone doit avoir un système plus amorti?
Pour augmenter le volume globalement
À quoi ressemble le spectre d’un bon microphone?
une ligne horizontale basse
=> à n’importe quel fréquence, le micro répond à la même amplitude
*Voir diapo 35
Lorsqu’on essaie de faire bouger un système de résonance plus rapide ou plus lentement que sa fréquence de résonance, comment le système répond-t-il?
Réponse d’intensité faible
*voir diapo 35
Lorsqu’une corde d’une longueur L est fixée à ses deux extrémités, comment sa fréquence de résonance et sa longueur L sont reliées?
négativement lié (relation inverse)
=>plus système est long, plus la fréquence est basse
vice versa
Lorsqu’une corde d’une longueur L est fixée à ses deux extrémités, comment sa fréquence de résonance et sa tension T sont reliées?
postivement lié (relation proportionnelle)
=>plus la tension est élevée, plus la fréquence est élevée
vice versa
Lorsqu’une corde d’une longueur L est fixée à ses deux extrémités, comment sa fréquence de résonance et sa masse µ sont reliées?
négativement lié (relation inverse)
=> plus la masse est grande, plus la fréquence est basse
vice versa
Lorsqu’on serre une corde de guitare, sa fréquence de résonance augmente ou diminue?
augmente
T élevée = f élevée
Une corde de guitare plus petite vibre à une fréquence de résonance plus élevée ou plus petite qu’une corde de guitare plus large?
corde plus petite résonne a une fréquence + élevée qu’une corde plus large
Quels sont les fréquences de résonance d’un système vibrant complexe?
Les fréquences des modes naturels de vibration
=> f1 (F0), f2, f3, f4, etc
Quelles sont les formules pour la fréquence de résonance du mode n ?
Donner des exemples
fn = n/2L *racine(T/µ) où v=T/µ fn = n(v/2L) fn = n*f1
Si mode 1: n=1 donc f1=1(v/2L)
Si mode 2: n=2 donc f2=2(v/2L)
Si mode 3: n=3 donc f3=3(v/2L)
*Voir diapo 38
Expliquer comment la formule de la fréquence mène à la formule de la fréquence de résonance.
f = v/lamda lamda = 2L/n
Si mode 1: n=1 donc f=v/2L
Si mode 2: n=2 donc f=v/2L/2 : f=v/L
Si mode 3: n=3 donc f=v/2L/3 : f=3v/2L
*Voir diapo 38
Une mesure de l’intensité relative d’un signal acoustique.
Cette définition est associée à quel terme?
Décibel (dB)
Quelles sont les 2 façons de calculer le dB?
- dB SPL (sound pressure level) => pression
2. dB IL (intensity level) => puissance
Quelle est la pression de référence (pr) pour calculer dB SPL?
0,0002 dynes/cm2
Quelle est la puissance de référence (wr) pour calculer dB IL?
10^-16 watts/cm2
Quelle est la formule du dB SPL?
dB = 20 log (pe/pr)
pe: pression du son
pr: pression de référence
Quelle est la formule du dB IL?
dB = 10 log (We/Wr)
We: puissance du son
Wr: puissance de référence
Donner les réponses des log suivants:
log 1 log 10 log 100 log 1000 log 10 000 log 100 000
log 1 = log 10^0 = 0 log 10 = log 10^1 = 1 log 100 = log 10^2 = 2 log 1000 = log 10^3 = 3 log 10 000 = log 10^4 = 4 log 100 000 = log 10^5 = 5 etc
Le seuil d’audition est à combien de dB?
0 dB
Une augmentation de 10x en pression consiste à quelle augmentation en dB?
Une augmentation de 10x en puissance consiste à quelle augmentation en dB?
Donner des exemples pour chaque.
Augmenter 10x l’amplitude de pression = 20dB de plus
Exemples:
- augmenter 20dB = 10 fois plus pression que seuil
- augmenter 40dB = 100 fois plus pression que seuil
- augmenter 60dB = 1000 fois plus pression que seuil
Augmenter 10x la puissance = 10dB de plus
- augmenter 10dB = 10 fois plus puissance que seuil
- augmenter 20dB = 100 fois plus puissance que seuil
- augmenter 30dB = 1000 fois plus puissance que seuil
Quelle est la relation entre la puissance et la pression?
Puissance = Pression^2
Pourquoi dans la formule dB IL, c’est 10 log et dans la formule dB SPL c’est 20 log?
Car:
dB = 10 log(We/Wr)
= [10 log(Pe/Pr)]^2
= 20 log(Pe/Pr)
*Voir diapo 42
Comment 2 signaux en phase s’additionnent?
l’intensité s’additionne
+1 + 2 = 3
*Voir diapo 43
Comment 2 signaux 180˚ pas en phase s’additionnent pour former 1 seul signal?
l’intensité s’annulent car elle est inverse
-2 +2 = 0
*Voir diapo 43
