Spécialité Thème Son et musique Chapitre Émetteurs et récepteurs
Caractéristiques d'un haut-parleur
Mots clés : Enceintes acoustiques
I. Position du problème
Document 1 : Bande passante et type d'un haut-parleur
Un haut-parleur est un transducteur électro-acoustique, c'est-à-dire qu'il convertit des signaux électriques en sons. Cependant un haut-parleur ne convertit pas toute l'énergie électrique reçue en énergie acoustique. Il existe une fréquence à laquelle le niveau sonore est maximal. L'intervalle de fréquences où le niveau sonore émis est supérieur au niveau maximal moins 3 dB est appelé bande passante du haut-parleur.
Les haut-parleurs sont appelés diéremment en fonction de leur bande passante, le tableau ci-dessous précise les diérents noms.
Type de haut-parleur Subwoofer Woofer (ou boomer) Médium Tweeter Bande passante [0 Hz ; 80 Hz] [20 Hz ; 500 Hz] [500 Hz ; 3000 Hz] [2000 Hz ; 20000 Hz]
Document 2 : Niveau sonore
Le niveau acoustique L est une valeur en dB donnée par un sonomètre ou alors calculée à partir de la relation suivante :
L = 10 log( P P
0) avec P la puissance du signal émis et P
0la puissance de référence.
En physique P = U I = U
2R D'où L = 10 log ( U
2U
02) = 20 log( U U
0)
L'objectif du TP est d'étudier deux caractéristiques du haut-parleur :
déterminer de quel type de haut-parleur il s'agit grâce à l'étude de sa bande passante ; étudier la directivité du son émis.
II. Bande passante du haut-parleur
1. Manipulation
I Brancher un GBF sur un haut parleur placé à 10 cm d'un sonomètre xe.
I Brancher un voltmètre aux bornes du GBF pour mesurer la tension ecace délivrée par celui-ci et s'assurer qu'elle est constante.
I Faire varier la fréquence f et relever la valeur du niveau sonore L en dB.
f (Hz) 20 40 60 100 200 400 600 800 1000 2000 4000 5000 10000 20000
L (dB)
I Tracer, à l'aide du tableur, L en fonction de f , choisir une échelle logarithmique pour f (clic droit sur l'axe
puis mise en forme de l'axe). Ce graphique représente la courbe de réponse du haut-parleur.
2. Exploitation
1. Pourquoi faut-il garder la tension d'entrée constante ?
2. Pourquoi il faut garder la distance entre le haut-parleur et le sonomètre constante pendant la série de mesures ? 3. Quel est l'intérêt de se mettre en échelle logarithmique par rapport à une échelle linéaire (classique) ?
4. Déterminer la bande passante du haut-parleur. (Expliquer votre raisonnement.) 5. Quel est le type de ce haut-parleur ? Justier.
6. Pour avoir un haut-parleur de bonne qualité comment doit être sa bande passante ? Expliquer.
III. Diagramme d'émission d'un émetteur à ultrasons
−90◦
−80◦
−70◦
−60◦
−50◦
−40◦
−30◦
−20◦ −10◦ 0◦ 10◦ 20◦
30◦ 40◦
50◦ 60◦
70◦ 80◦
90◦ 0 dB
−3 dB
−10 dB
−20 dB
