A02-AE_traitement du son - leprof

Activité
Expérimentale 2
Traitement du son
Un son peut être modifié par traitement électronique ou numérique.
Document 1 : Quelques exemples de traitement d'un son
Amplification : Augmentation ou atténuation du niveau d'intensité sonore de la totalité du son. Lors de
l'amplification, il faut veiller à ne pas saturer le signal, car il serait déformé. Si l'enregistrement
comporte des bruits parasites, ils seront aussi amplifiés. La montée ou la descente progressive du
niveau d'intensité est appelée « fading ».
Égalisation : Amplification ou atténuation de certaines fréquences du son.
Changement du tempo : Modification de la vitesse d'exécution du son sans modification de sa hauteur.
Changement de la hauteur : Modification de la hauteur du son sans modification de sa vitesse
d'exécution.
Changement de la vitesse : Modification de la hauteur et du tempo du son.
Écho : Superposition du son d'origine avec le même son, décalé et atténué dans le temps.
Suppression du bruit : Élimination du son correspondant au bruit de fond.
I- Traitement électronique d’un son
Étude d'un filtre électronique
Certains filtres électroniques sont conçus à l'aide de condensateurs et de résistances pour modifier
l'amplitude d'un signal. Un filtre passe-bas réduit l'amplitude de signaux dont la fréquence est
supérieure à une fréquence caractéristique du filtre, appelée fréquence de coupure. Sa valeur dépend
des condensateurs et des résistances choisis. Un filtre passe-haut réduit l'amplitude de signaux dont la
fréquence est inférieure à la fréquence de coupure. Un filtre passe bande est un filtre qui atténue les
fréquences inférieures à une fréquence de coupure basse ou supérieures à une fréquence de coupure
haute.
• Réaliser le montage schématisé ci-contre.
• Mesurer la tension efficace UE aux bornes du générateur
et la tension efficace Us aux bornes du condensateur pour
différentes fréquences F du GBF comprises entre 50 Hz
et 1 MHz
• Regrouper les résultats dans un tableau où seront
également indiqués log(F) et le gain G = 20 log(Us/UE).
Tracer la courbe représentant G(F) en fonction de log(F).
Le gain correspond au rapport de la tension de sortie (Us) d'un circuit sur sa tension d'entrée (Ue). La
grandeur logarithmique G = 20 log (Us/Ue), s'exprime en décibels (dB).
1- Déterminer la fréquence de coupure à -3 dB, F-3 dB pour laquelle le gain G est égal à -3 dB.
2- Pourquoi ce montage est-il un filtre passe-bas.
Ce montage possède une fréquence particulière, appelée fréquence de coupure fc et qui s'exprime par :
1
fC =
.
2..R.C
3- Que se passe-t-il lorsque la fréquence f est supérieure ou égale à la fréquence fc?
4- Appliquer à l'entrée du filtre un son musical de fréquence légèrement différente de 2 et possédant
plusieurs harmoniques.
Observer la tension d'entrée et la tension de sortie. Afficher leurs spectres en fréquences.
5- Quelles sont les principales caractéristiques modifiées entre le son d'origine et le son traité ?
Quel traitement numérique de la liste du document 1 ce montage permet-il?
Page 1 sur 3
II- L'effet wah-wah
Les joueurs de guitare électrique utilisent souvent une pédale wah-wah, qui leur
permet de modifier le son produit par leur instrument. Quel est le principe de
l'effet wah-wah? En quoi consiste un effet sonore ?
La pédale wah-wah est composée d'un filtre passe-bas/passe-bande dont la
fréquence de coupure, variable, est modifiée à l'aide de la pédale. Ce type de
filtre accentue légèrement les fréquences situées juste avant la fréquence de coupure, dans le but de
faire ressortir l'effet. Ce pic d'amplification est appelé la résonance.
La variation de la fréquence de coupure rappelle le glissement de la résonance présent dans le spectre
de la voix humaine lorsque la voyelle 'o est prononcée, suivie de la voyelle 'a'.
Spectres de sons émis par une guitare, sans puis avec effet wah-wah.
Sans effet wah-wah
Avec effet wah-wah
(pédale en position 1)
Avec effet wah-wah
(pédale en position 2)
Analyser les documents
1- Comment s'appelle le dispositif utilisé pour réaliser l'effet wah-wah ? Comment un guitariste
modifie-t-il les paramètres de ce dispositif?
2- En comparant les spectres du document ci-dessus, décrire les modifications du son entrainées par
l'effet wah-wah. La hauteur du son est-elle modifiée?
3- Pourquoi cet effet est-il appelé «wah-wah»?
4. Quel type de filtre permet d'obtenir l'effet de la pédale en position 1?
III- Traitement numérique d'un son
Audacity est un logiciel libre que l'on peut télécharger sur http://audacity.sourceforge.net. On peut
utiliser des enregistrements réalisés à l'aide d'un microphone et d'une carte son, mais il est également
possible d'utiliser des fichiers contenant des échantillons d'instruments de musique téléchargés depuis
des bibliothèques en ligne.
1- Dans Audacity, ouvrir un fichier avec un extrait de son d'instrument. Jouer l'extrait. Pour tracer le
spectre, sélectionner le menu « Analyse», puis « Tracer le spectre».
2- Dans l'onglet « Effet», sélectionner «filtre passe-bande». Rejouer l'extrait puis tracer le spectre.
Comment le son est-il modifié?
3- Mêmes questions pour les effets «filtre passe-bas» et «wah-wah ».
4- Avec Audacity®, appliquer un à un les différents traitements décrits dans le document 1.
Faire un compte rendu avec des copies d'écran illustrant, pour chaque traitement numérique, les
principales caractéristiques modifiées entre le son d'origine et le son traité.
IV- Conclure l'activité
1- Comment modifier un son sans changer sa hauteur ?
Page 2 sur 3
2- On souhaite nettoyer une bande sonore pour en éliminer les bruits à hautes fréquences. Comment
procéder ?
Page 3 sur 3