FORMULES de PHYSIQUE
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CARACTERISTIQUES des APPAREILS de TRAITEMENTS de SONS
caractéristiques appareils de traitement de sons
Les caractéristiques des appareils de la chaîne de traitement des sons
-la bande passante d'un appareil
est la plage (dite largeur) d'utilisation des fréquences pour cet appareil.
Elle est limitée inférieurement par lafréquence à laquelle l'affaiblissement prend une valeurarbitrairement définie.
-la courbe de réponse d'un appareil
est la représentation graphique de la variation du niveau sonore qu'il permet de traiter, dans sa bande passante de fréquences.Cette variation est de modulation (très irrégulière) pouvant atteindre 5 à 20 dBSPL
-l'efficacité acoustique ou indice d'affaiblissement acoustique ou ITS
est--pour unmatériau-- la valeur de la variation de niveau sonore.qu'il engendre quand il est obstacle(15 à 60 dBSPL)
Cette notion permet surtout d'appréhender le confort auditif des constructions
Le décibel utilisé est le décibelSPL --mais il est parfois désigné décibelITS --
On définit des normes (+/- légales) précisant les limites demandées aux matériaux, en distinguant toutefois le type de bruit qu'on espère améliorer >>>
--s'il s'agit de bruits aériens extérieurs (environnement, voitures, sirènes...)>>
l'efficacité (symbolisée RW-- ou RA) doit être >15 dBSPL ou ITS
--s'il s'agit de bruits aériens internes (conversations, musique, équipements collectifs et particuliers...) >>
l'efficacité (symbolisée DnTA) doit être > 35 dBSPL ou ITS
--s'il s'agit de bruits de chocs (contre les murs, les huis, ) >>
l'efficacité (symbolisée LW) doit être > 40 dBSPL ou ITS
--s'il s'agit d'impacts (pas sur le sol, coup de béliers......) >>
l'efficacité (symbolisée LWi) doit être > 58 dBSPL ou ITS
Ces valeurs varient avec la fréquence du son, qui est ci-dessus supposée être de 1 kHz
-équation énergétique pour un appareil acoustique
B*.S = [M*² + (m.f - W'/ f)²]1/2
avec B*(kg/s-m²)= impédance acoustique spécifique (du milieu)
S(m²)= surface active
M*(kg/s)= coefficient de frottement visqueux (du milieu)
W’(J/m²)= raideur de l’appareil
f(s-1)= fréquence
-l'impédance d'un appareil
est l'impédance électrique (sa résistance envers l'écoulement de charges électriques en courant alternatif)
--l'impédance nominale de charge est celle d'entrée (par exemple pour un ampli, une console, un magnétophone) En pratique > 1000 Ohms
--l'impédance de sortie est par contre de l'ordre de 200 W
Exemples concrets (toujours exprimées en Ohms) >>>
casque(100 à 600)//contrôleur des lumières d'ambiance(110)//haut-parleur(entre 2 et 32)// mélangeurs(entre 150 et 4000 W)//synthétiseur(200 à 2000)//vidéo(75)//câble de modulation(50)//ampli(500 à 1000)//
Les résistances des câblages (snakes, connecteurs...) doivent être minimales pour éviter les pertes de puissance
-la précision d'un appareil
est une qualité assez subjective
-la puissance acoustique
est la puissance de l'onde acoustique générée par un appareil émetteur
-la puissance consommée par un appareil
est l'énergie instantanée qu'on lui fournit
-les rendements (les vrais)
un rendement est toujours le rapport entre ce qui est produit par (à la sortie), relativement à ce qui est fourni à (au départ) l'appareil
-et les 2 valeurs ainsi comparées doivent être de même nature et exprimées en mêmes unités
-le rendement d'un microphone est égal au rapport entre la puissance acoustique qu'il envoie aux H.P. et la puissance que lui apporte la source qui motive son usage.
Ce rendement(de micro) va de 0,5 à 5%
-la fonction de transfert(pour un transducteur par exemple) est un rendement: c'est le rapport (signal de sortie) / (signal d'entrée)
-les rendements (les faux)
le langage courant utilise hélas le mot "rendement" pour certains comparatifs entre une grandeur d'un certain type, et une autre grandeur d'un autre type (ce qui donc ne ressemble en rien à un rendement) Et si c'est le logarithme d'un tel rapport, c'est encore pire (il faut donner d'autres noms, comme efficacité, sonorité, etc)
-le (faux) rendement de conversion électro-acoustique d'un appareil
--utilisé pour des émetteurs de son-- est le comparatif entre la production de pression acoustique et le voltage électrique consommé
c'est V’r = pa / U
Equation aux dimensions : L-3.T.I (idem Charge volumique) Symbole grandeur : V’r
Unité S.I .+ : le Pascal par Volt
où U(V) est le voltage et pa(Pa)= pression acoustique
-le (faux) rendement manostatique
est la comparaison entre le niveau sonore (en décibelSPL) et la pression acoustique (pa en Pa)
-le (faux) rendement électro-acoustique(V') est un comparatif entre l'impédance acoustique et l'impédance électrique--qui sont bien sûr de nature différente-
C'est plus précisément:
V' =(B* / R)1/2 = (impédance spécifique acoustique / impédance électrique)1/2
-la sensibilité acoustique d'un appareil émetteur
est le niveau logarithmique, impliquant le voltage alimentant l'appareil et défini à travers n dBsensib = 10 log10U/ U0
où U est la tension (voltage), et U0 la tension de référence valant 2,83 Volt
et le décibel correspondant étant dit décibel 2,83 (dB2,83)
-la sensibilité électroacoustique d'un appareil
est le rapport logarithmique,relatif au champ électrique alimentant l'appareil
et défini à travers le décibel correspondant n décibelélac = 20.log(E /E0)
où E est le champ d'induction électrique
et E0 le champ de référence = 1 mV/m
-la sensibilité relative d'un appareil (1 microphone par exemple)
ou sensibilité de réponse en pression
est le rapport logarithmique entre 2 valeurs du facteur de transmission b*
-ce facteur étant, pour sa part, b*= Ueff/ peff = (tension électrique efficace/ pression acoustique efficace)
La définition du décibel de sensibilité relative correspondant (dBrép) provient de n dBrép= 10 log(b* /b*0)
où le facteur de référence (b*0) est pris en général égal à 1 mV/Pa
Les valeurs pratiques vont de 25 à 55 dBrép
-la transduction
est l'opération faite par un appareil dit transducteur, qui transforme des donnéees acoustiques en informations d'autre type (électrique, mécanique, optique, numérique, etc)
Et inversement