Analyse spectrale simplifiée et timbre d'un son de Seconde

Première générale Spé · Enseignement Scientifique 1ère

À retenir

• Un son pur est un signal rigoureusement sinusoïdal. Son spectre de fréquences ne comporte qu'une seule raie verticale, située à sa fréquence propre (exemple : le son émis par un diapason). • Un son complexe (ou son composé) est un signal périodique non sinusoïdal. Son spectre comporte plusieurs raies verticales : - La première raie, de fréquence la plus basse f_1, est appelée la fréquence fondamentale : elle détermine la hauteur du son perçu. - Les autres raies sont appelées les harmoniques de rang supérieur. • Le timbre d'un son est la propriété qualitative de la perception auditive qui permet de distinguer deux instruments de musique jouant la même note (même fréquence fondamentale f_1). Le timbre est gouverné par la présence et l'amplitude relative des harmoniques.

Le cours

Analyse spectrale simplifiée et timbre d'un son de Seconde Ce que tu as vu en Seconde. Deux instruments qui jouent la même note à la même intensité ne sonnent pas pareil : ils n'ont pas le même timbre. Sur un oscillogramme, leurs signaux ont la même période mais des formes différentes. Son pur, son composé. Un son pur a un signal sinusoïdal : son spectre (amplitude en fonction de la fréquence) ne montre qu'une raie. Un son composé a un signal périodique non sinusoïdal : son spectre montre plusieurs raies. Fondamental et harmoniques. La raie de plus basse fréquence, f_1 = 1/T, est le fondamental : elle fixe la hauteur. Les autres raies, de fréquences f_n = n f_1, sont les harmoniques de rang n. Le timbre dépend des harmoniques présents et de leurs amplitudes relatives. Mini-exemple. Un signal non sinusoïdal de période T = 4,0\ ms a pour fondamental f_1 = 250\ Hz ; ses harmoniques sont à 500, 750, 1\,000\ Hz… Méthode : lire un spectre 1. Repère la raie de plus basse fréquence : c'est f_1, qui donne la note. 2. Divise chaque autre fréquence par f_1 pour trouver le rang de l'harmonique. 3. Compare les amplitudes des raies pour comparer les timbres de deux sons. Attention La raie la plus grande n'est pas forcément le fondamental : si les raies sont à 300, 600 et 900\ Hz et que celle de 600\ Hz domine, la note entendue reste celle de 300\ Hz.

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