Cours 2 Flashcards
Pourquoi utilise-t-on les échelles de mesure en dB et en octave?
- Ex. on applique au quotidien des échelles de mesure choisies selon notre expérience de la réalité
o « Québec est à environ 240 km de Montréal »
o « Québec est à environ 240 000 000 de mm de Montréal » (!)
o « Québec est à deux heures de Montréal »
o « Québec est à 7200 secondes de Montréal » (!)
o On va chercher des échelles qui sont plus proche de notre expérience, de notre réalité : c’est pour cette raison qu’on utilise des km plutôt que des m ou des mm pour parler de distances
Quelles sont les caractéristiques de base de l’échelle de mesure de l’amplitude?
- Paramètres (amplitude) unités de mesure (pression, p.ex. en Pascals, etc.) échelles de mesure (notre expérience de l’étendue des pressions correspondant aux sons audibles
- Doit couvrir une vaste étendue de pressions :
o Du son le plus faible que l’on peut entendre (bruissement de feuilles) au son le plus fort qu’on peut entendre sans se blesser (avion à réaction à proximité)
o Donc notre échelle doit être en mesure de catégoriser les sons que l’on peut entendre de manière intuitive –> c’est donc ici que les dB viennent en compte
Qu’est-ce qu’une échelle logarithmique et quelles sont les raisons d’avoir recours à une telle échelle?
- Deux raisons d’avoir recours à une échelle logarithmique :
o L’échelle linéaire est trop vaste
o L’échelle logarithmique est une meilleure approximation de la façon dont on juge l’intensité des sons entendus - Qu’est-ce qu’un log à base 10?
o Combien de fois faut-il exposer 10 pour avoir x?
o On peut voir qu’entre chaque variation de 1 sur l’échelle log, on n’augmente pas de manière équivalente, l’échelle augmente beaucoup plus du côté log (et plus on augmente, plus l’écart entre chaque niveau augmente aussi) : c’est ce qui va nous permettre de prendre compte de la variation d’amplitude de tous les sons que l’on peut entendre
o Un petit changement dans les petites amplitudes va être beaucoup plus perçu qu’un petit changement dans les grandes amplitudes : l’échelle log nous aide à prendre compte de cela aussi
Qu’est-ce que l’échelle dB appliquée à la pression sonore (ou le voltage de sortie d’un micro)?
o C’est le logarithme du ration entre une pression observée Pobs et une pression de référence Pref multiplié par 20.
o dB : 20 log Pobs/Pref
o Ex : un métro vs le son le plus faible perceptible
–> 100 000 vs 1
–> 20 log 100 000/1 = 20 x 5 = 100 dB
o Un dB est toujours un ratio, un son par rapport à un autre : on a toujours le ratio de deux mesures
o Donc on peut dire que le métro avait une amplitude de 100dB par rapport au son le plus faible que l’on peut entendre
o Le son de référence va varier en fonction du type de mesure que l’on prend
Qu’est-ce que l’échelle dB SPL?
o Dans le cas du dB SPL (sound pressure level) la pression de référence correspond au seuil minimal d’audition d’un son de 1000 Hz, soit 20 μPa
o 1000 Hz = 20 μPa car c’est la pression minimale qui doit se faire sur le tympan pour que des cellules dans la cochlée soit déclenchée et qu’un son soit perçue
Qu’est-ce qu’un Pascal?
o Une unité de mesure de pression, pas la seule, ni la plus tangible
o La pression : une force exercée sur une surface (pression = force/surface)
o Force? Définition classique : force = masse x accélération, en N (Newton)
o 1 N = c’est la quantité de force nécessaire pour accélérer une masse d’un kilo de 0 m/s à 1 m/s dans 1 s
–> Pression = force/surface
–> 1 Pa = 1N/m2
o Ça prend de la pression sur notre tympan pour qu’on perçoive un son
o Donc les micro Pa nous permette de calculer de combien le tympan va se renfoncer
o 1 Pa = 102 g/m2 ; ou .1 g/cm2
o 20 mPa = 0,00002 Pa Seuil d’audition *chez le jeune adulte, audition idéale (chez un jeune qui n’a jamais eu d’otites, porter d’écouteurs, dans une salle insonorisée…)
Quels sont quelques chiffres à retenir par rapport à l’échelle de mesure de l’amplitude?
o Un doublement de la pression acoustique correspond à une augmentation de 6 dB
o Une réduction de moitié de la pression correspond à une diminution de -6 dB
o Une réduction à 70.7% correspond à une diminution de -3 dB
o Donc si l’amplitude double sur l’oscillogramme, ça correspond à une augmentation de 6 dB
Pourquoi les échelles de mesure en octave?
- Étendue des fréquences perçues : de 20 Hz à 20 kHz environ
- 1 octave : un doublement de la fréquence
- Les fréquences en octaves 250, 500, 1000, 2000, 4000, (8000) Hz sont particulièrement importantes en audiométrie tonale…
- En musique, une gamme complète = une octave (d’un « do » à l’autre)
o P.ex., sur un piano, la première touche (A0) correspond à 27,5 Hz. Sept notes plus loin, la note A1 correspond à 55Hz - Doublement de la fréquence : p.ex., son deux fois plus aigu
- Avec ces paramètres, ces unités et ces échelles de mesure là, on va être en mesure de caractériser des signaux simples
Quels sont les signaux périodiques simples?
- Signaux périodiques simples : issus du mouvement vibratoire sinusoïdal d’un objet
o Dans la nature, les sons purs n’existent pas sauf pour les diapasons
o Tous les signaux, autant complexes qu’ils peuvent être, peuvent être décomposés en signaux simples
Quelles sont les différents signaux périodiques complexes?
- Des signaux périodiques complexes : la parole
o Période n’est pas aussi belle que dans un son pure
o Durée approximative de la période visible : 100ms/9 périodes = 11ms par période
o Fréquence fondamentale de ce signal : 1s/p ; 1000ms/11ms = 90,9 Hz
o Période complexe : on va avoir des patrons généraux qui se ressemblent mais qui ne sont pas identiques
o Si on mesure la durée d’une seule période, ça pourrait être moins proche de la réalité et donc on va souvent en mesurer plusieurs pour être plus proche de la réalité - Des signaux périodiques complexes : onde triangulaire
o Onde triangulaire : il n’y a aucun humain qui les produit dans la parole, caractéristique des machines mais vont nous aider à comprendre certaines caractéristiques de la parole car elle ressemble comme deux gouttes d’eau au son qui sort des cordes vocales (donc onde triangulaire ressemble beaucoup à l’onde de nos cordes vocales). Prend beaucoup d’ondes simples pour la recréer - Des signaux périodiques complexes : onde carré
o Onde carré : encore plus complexe que triangulaire, on s’en sert beaucoup pour calibrer nos machines
Quels sont les différents types de signaux apériodiques?
- Des signaux apériodiques continus (les bruits)
o « ch » fricative sourde
o Bruit blanc
o Il n’y a pas de périodicité observable dans ce son, c’est pour ça qu’on l’appelle apériodique (on n’observe donc pas de patron) - Des signaux apériodiques discontinus (les transitoires)
o Parole
o Clic par compression (impulsion)*
o Apériodique continu : ceux qu’on peut continuer (ch, f, v, h)
o Apériodique discontinu : qu’on ne peut pas continuer/étirer, un peu comme des petites explosions, relâchement d’une occlusive (t de petiTe p.ex.)
o Clic par compression : complètement artificiel, onde la plus complexe à avoir car théoriquement, sa période est infinie (donc va servir à des micro-calibrations)
Pourquoi apprendre à mesurer des signaux simples alors qu’on est entouré de signaux complexes?
- Tous les signaux, peu importe leur complexité, peuvent se construire et s’analyser en termes de signaux simples sinusoïdaux (théorème de Fourier)
- Tous les « systèmes » (outils de mesure, de collecte, le fonctionnement de résonnateurs, de mécanismes de l’ouïe, etc.) s’analysent à partir de leurs réponses à des signaux simples préalablement mesurés en termes de leurs amplitudes, de leurs fréquences et de leurs phases.
- Cette notion de système va nous aider à construire un analyseur qui permet de mesurer tous les signaux complexes en termes de signaux sinusoïdaux.
- Donc chaque son complexe peut être analyser en fréquence/onde simple/ton pur sous-jacent
- Donc si on sait analyser les tons purs, on peut tout recycler ça pour analyser la parole
- Si on sait analyser les tons purs, on peut analyser l’ensemble des choses qui peuvent vibrer (donc nous)
Qu’est-ce que la notion de système et quels sont des exemples de systèmes?
- La notion de « système »?
o C’est la boite noire
o On cherche à déterminer sa fonction (son effet) en mesurant un signal de sortie (out) par rapport à un signal d’entrée (in)
o Donc cette notion est à la base de tout le reste - Exemples de « systèmes »?
o Toutes les masses ayant une élasticité permettant la vibration
o Toutes les composantes électroniques incluant tous les instruments en phonétique comme les micros, les magnétos, les haut-parleurs, les écouteurs, etc.
o Toute partie d’un organisme où l’on peut mesurer une entrée et une sortie, et cela inclut les parties de notre anatomie qui servent à la production et à la perception de la parole et peut s’étendre jusqu’aux neurones…
o Etc.
Quelles sont les caractéristiques centrales des systèmes linéaires?
o Ils n’altèrent pas la fréquence du signal d’entrée (pas de modification de la durée des périodes)
o Ils maintiennent une proportion d’amplitude entre le signal d’entrée et le signal de sortie (propriété d’homogénéité)
o **Un système peut être linéaire pour certains signaux et non linéaire pour d’autre
o On veut des systèmes linéaires car ils sont plus faciles à caractériser nos systèmes
o Peut être linéaire pour certains mais pas pour d’autres : donc le système a une limite
o Ex : réponse en amplitude d’un système inconnu pour une fréquence choisie Donc en gros on va chercher l’effet de la pente sur l’amplitude pour cette onde là
Quelles sont les différentes caractéristiques de la réponse en amplitude d’un système?
–> Ici : proportion de 3:4, donc « amplificateur »
–> Donc ça veut dire que pour ce système-là, on a toujours une plus grande fréquence qui va sortir que celle qui est entré (amplificateur)
–> À quoi ressemblerait un atténuateur? La pente serait plus basse : ce qui sort est plus petit que ce qui est entré
–> À quoi ressemblerait le graphique pour un bon micro? Ratio ou « gain » en dB pour un bon micro est de 0 pour une fréquence (donc pente de 1, il nous donne ce qu’il entend)
