Enseignement scientifique 1re

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Thème 1 : Une longue histoire de la matière
Ch. 1
Les éléments chimiques
Ch. 2
Des édifices ordonnés : les cristaux
Ch. 3
Une structure complexe : la cellule
Thème 2 : Le Soleil, notre source d'énergie
Ch. 4
Le rayonnement solaire
Ch. 5
Le bilan radiatif terrestre
Ch. 6
Énergie solaire et photosynthèse
Ch. 7
Le bilan thermique du corps humain
Thème 3 : La Terre, un astre singulier
Ch. 8
La forme de la Terre
Ch. 9
L'histoire de l’âge de la Terre
Ch. 10
La Terre dans l’Univers
Thème 4 : Son et musique, porteurs d'information
Ch. 11
Le son, phénomène vibratoire
Ch. 12
Musique et nombres
Ch. 14
Entendre la musique
Projet Experimental et Numérique
Livret Maths
Annexes
Chapitre 13
Activité 1 - documentaire

Du son analogique au son numérique

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Introduction
Pour enregistrer et stocker du son sur un support numérique, toute une chaîne d'acquisition est nécessaire. Elle aboutit à un signal numérique.

Sur quels paramètres agit-on pour que le son numérisé et stocké sur un lecteur numérique soit le plus fidèle au son initial ?
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Ce que j'ai déjà vu

  • Reconnaître un son pur et un son complexe
  • Déterminer une fréquence
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Documents

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Doc. 1
Chaîne de transmission et de stockage du son

Placeholder pour Chaîne de transmission et de stockage du sonChaîne de transmission et de stockage du son
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Doc. 2
Description de la chaîne de transmission

Milieu\rightarrow
\downarrow Système
AirMicroCarte sonOrdinateur
DescriptionPropagation du
signal dans l'air
Conversion du
signal sonore en un signal électrique
Conversion du
signal électrique en un signal numérique
Mise en mémoire des données sous forme numérique
Forme du signal
Forme du signal
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Forme du signal
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Forme du signal
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000 001 010 011 1
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Vocabulaire

Fréquence d'échantillonnage : nombre de mesures effectuées par seconde.

Signal analogique  : signal qui varie de façon continue au cours du temps.

Signal numérique : signal qui varie de façon discontinue dans le temps, c'est-à-dire par paliers.
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Supplément numérique

pour comparer des signaux sonores de fréquences d'échantillonnage différentes ou de quantifications différentes. Saurez-vous retrouver dans quelles conditions le signal numérisé est le plus fidèle au signal de départ ?
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Doc. 3
Étape 1 : le découpage du signal en échantillons

Signal analogique à numériser
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Signal analogique à numériser.
Signal analogique
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Des valeurs du signal analogique sont prélevées à intervalles de temps réguliers.
Exemple d'échantillonnage
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Un exemple d'échantillonnage avec une fréquence plus grande.
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Doc. 4
Étape 2 : la quantification

Signal analogique à numériser
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Signal à numériser.
Quantification sur 2 bits
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Quantification sur 2 bits.
Quantification sur 3 bits
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Quantification sur 3 bits.

Il faut attribuer une valeur numérique à chaque échantillon. Les signaux ci-dessus : ils ont la même fréquence d'échantillonnage, mais sont codés sur une échelle différente en ordonnée, ce qui peut entraîner une perte d'information.
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Travaux pratiques

Numériser un son avec le logiciel Audacity.


Le logiciel Audacity permet d'enregistrer des sons, de les convertir dans différents formats, d'avoir accès aux paramètres de numérisation.
  • Ouvrir le logiciel et enregistrer un son.
  • Dans les paramètres, identifier la fréquence d'échantillonnage, ainsi que la quantification.
  • Rééchantillonner ce son en 8 kHz en cliquant sur le menu Piste, puis en sélectionnant l'option Rééchantillonner. Choisir la nouvelle fréquence et valider. Puis enregistrer le son en cliquant sur Fichier ‑ Exporter.
  • Modifier la fréquence d'échantillonnage en 8 bits en cliquant sur Fichier - Exporter. Dans Type, choisir Autres formats non compressés et cliquer sur Options.
  • Écouter ces différents enregistrements : que remarque‑t‑on ?
Placeholder pour numériser un son avec le logiciel Audacitynumériser un son avec le logiciel Audacity
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Questions

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1. et Dans quel(s) élément(s) de la chaîne l'information est-elle sous forme analogique ? Et sous forme numérique ? Justifiez.

2. Quel est le rôle de la carte son ?

3. Comparez les trois graphiques. Qu'observez-vous lorsque la fréquence d'échantillonnage augmente ?

4. Comparez les trois graphiques. Qu'observez-vous lorsque la quantification augmente ?

5.
Synthèse
Quelles sont les conditions pour qu'un signal numérisé soit le plus fidèle possible (le plus proche du signal analogique) ?
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