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Activité 1 Principe de l'échantillonage

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CHAPITRE 9 Le son, une information à coder
Activité 1 : Principe de l’échantillonage
La voix et le son des instruments de musique sont des signaux sonores analogiques, c’est-à-dire que
leurs variations sont continues au cours du temps. Les fichiers audio écoutés avec un smartphone ou en
striming sont quant à eux des signaux numériques, seuls types de signaux pouvant être traités par un
ordinateur.
Différentes étapes sont nécessaires pour numériser un son dont une première étape est l’échantillonage.
Quel est le principe de l’échantillonage ?
Document 1
Document 2
La période d’échantillonage et la fréquence d’échantillonage
sont reliées par la relation :
fE = 1 / TE avec fE en Hertz (Hz)
et TE en seconde (s)
Document 3
Document 4
Document 5
Document 6
Questions
1)
Sur le document 1, quel est le signal analogique ? quel est le signal numérique ? Justifier.
2)
Qu’est-ce que la période d’échantillonage ?
3)
Comment varie la fréquence d’échantillonage lorsque la période d’échantillonage augmente ?
4)
De la même façon que sur le document 2, réprésenter au dos de l’activité avec beaucoup de soin,
pour deux fréquences d’échantillonages différentes, l’une plus grande et l’autre plus petite que
la fréquence fE choisie sur le document 2, la numérisation obtenue dans chaque cas.
5)
Qu’observe-t-on lorsque la fréquence d’échantillonage augmente ?
6)
Montrer que le choix de la fréquence d’échantillonage fE est un compromis.
7)
A l’aide des documents 4 et 5, montrer que le choix de la fréquence d’échantillonage dépend de
la fréquence du signal qu’on souhaite numériser.
8)
A l’aide du document 6, pourquoi la fréquence d’échantillonage à choisir doit-être au moins le
double de la fréquence du signal à numériser pour une reproduction fidèle du signal analogique,
sans perte d’information ?
9)
Pour numériser convenablement le signal sonore correspondant au La4 d’un diapason de fréquence 440 Hz, quelle période d’échantillonage TE doit-on choisir au maximum ? Combien obtient-on de points échantillonés si l’on choisit cette période TE ?
Numérisation pour fE faible
Signal numérisé
Numérisation pour fE élevée
Signal numérisé
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