Emetteurs et r cepteurs sonores

Emetteurs et r cepteurs sonores

Émetteurs et récepteurs sonores Thème / Domaine d’étude / Mots-clés (pour l’enseignement de spécialité) : Spécialité physique chimie / Thème : Son et musique Domaine : Mots-clés : voix, acoustique physiologique ; microphone ; enceintes acoustiques ; casque audio ; reconnaissance vocale. Type de ressources 6 p g Notions et contenus Compétences transversales . S’approprier – Analyser Extraire et organiser l’information en lien avec une situation.

Proposer une stratégie pour répondre à la problématique. Choisir et concevoir un protocole expérimental ou un dispositif expérimental. Analyser – Réaliser ?valuer l’ordre de grandeur d’un phénomène et de ses variations. Utiliser le matériel de manière adaptée, effectuer des mesures avec preclslon. Reporter un point sur une courbe ou dans un tableau, effectuer trois séances de 2h puis présente aux autres ses résultats pendant une séance consacrée aux exposés.

Les élèves disposent d’une grille d’autoévaluation pendant les séances de travail et une grille d’évaluation pour les exposés. Le professeur valide les compétences mises en œuvre pendant le travail. Mots clefs : spécialité physique chimie ; son et musique ; émetteurs et récepteurs sonores ; oix, acoustique physiologique ; microphone ; enceintes acoustiques ; casque audio ; reconnaissance vocale. Académie où a été produite la ressource : http://www.

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pedagogie. ac-nantes. r Organisation : Travail de recherche par groupe de 3 sur différents problèmes posés sur le thème étudié : émetteurs et récepteurs sonores. (Voir le descriptif pour chaque groupe sur les pages suivantes) Séance Compétences travaillées Contenu 2E réalisées avec précision 3 Valider Exploiter et interpréter des observations, des mesures, utiliser les symboles et unités adéquats. Valider ou infirmer une information, une hypothèse, une ropriété, une loi.. Analyser des résultats de façon critique, proposer des améliorations de la démarche.

Consignes de travail : Exploiter les résultats expérimentaux en réponse aux questions scientifiques posées Préparer les documents de synthèse et de présentation à la classe 4 Communiquer Utiliser les notions et le vocabulaire scientifique adaptés, Présenter une synthèse, une argumentation et une conclusion de manière cohérente et compréhensible. Présenter la problématique et les expériences réalisées Distribuer une synthèse de deux pages (format A4) aux autres groupes (textes et illustrations)

Matériel disponible : Ordinateur, interface d’acquisition, Logiciels (Atelier scientifique Audaci , Frequency analyser, Audioeramme… ) CONTENU : démarche expérimentale mise en œuvre résultats et analyse présentée connaissances apportées COMPRÉHENSION du sujet : stratégie développée conclusion donnée réponses aux questions posées SYNTHÈSE ÉCRITE : résumé correct du sujet traité respect du cahier des charges clarté du document et pertinence PRÉSENTATION ORALE : voix audible, articulée langage correct et adapté prise en compte de l’auditoire 4 2E répondre à la problématique.

Prendre connaissance des documents : lire et comprendre les informations apportées Proposer un protocole expérimental : objectifs, expérience(s), liste des matériels nécessaires Analyser Réaliser avec précision. un calcul simple. s E Spécialité Physique-Chimie Bordas, pages 86 et 87) Document n02 : La voix (d’après : http://fr. wikipedia. org/wikiNoix_(phoniatrie) ) En phoniatrie, la voix est l’ensemble des sons produits par le frottement de l’air des poumons sur les replis du larynx de l’être humain. La voix permet donc de parler, de crier et de chanter.

De façon générale, sa production peut être divisée en trois arties : les poumons, les cordes vocales et l’articulation. Les poumons doivent produire un flux d’air suffisant pour permettre la vibration des cordes vocales : cette vibration module très rapidement le débit (et la pression) d’air, ce qui est la source du son. Les muscles du larynx permettent d’ajuster la fréquence (hauteur du son) et dans une certaine mesure le timbre (contenu harmonique). La cavité buccale fournit l’articulation, à l’aide de la langue, du palais et des lèvres.

Les cavités buccales et nasales fournissent aussi un filtrage qui altère le timbre de la voix (les avités favorisent certaines fréquences au profit d’autres en fonction de leur forme et de leurs dimensions). La voix de chaque individu est unique, du fait de la forme et de la taille non seulement de ses cordes vocales, mais aussi du reste du corps de la personne. Les humains peuvent relâcher ou resserrer leurs cordes vocales, ou changer leur épaisseur, ainsi que changer la pression d’air transférée.

La forme de la poitrine et du cou, la position de la langue, et la tension de nombreux muscles peuvent être altérées en produisant un effet sur la hauteur, le volume et le timbre du son produit. Le son résonne aussi en différentes parties du corps ; la taille et la structure osseuse d’un individu peuvent affecter sa voix. Document n03 : Vidéo sur 6 E et la structure osseuse d’un individu peuvent affecter sa voix. Document n03 : Vidéo sur les cordes vocales (C’est pas sorcier) http://www. youtube. com/watch? v=81AsAteBj9s&feature=youtu. be http://www. dailymotion. om/vldeo/xl h68g_tesslture-et-typoIogle -des-voix-2_music Document n04 : Étendue et Tessiture (d’après : http://hal. inria. fr/docs/OO/28/53/99/PDF/55. pdf) Tout sujet dispose d’un clavier vocal composé des toutes les otes qu’il peut émettre et qui constitue son étendue vocale. La tessiture est la partie de l’étendue vocale que le sujet émet avec le maximum de facilité. La confusion très fréquente entre étendue et tessiture vient du fait que pour une voix inculte la tessiture est nettement plus courte que l’étendue, mais au fur et à mesure que la technique vocale s’améliore, étendue et tessiture finissent par se confondre.

Questions scientifiques . Comment naît la voix ? Proposer un schéma synthétique modélisant le mécanisme et les organes de formation de la voix. Comment déterminer la tessiture d’une voix ? Proposer un protocole expérimental et réaliser les expériences nécessaires visant à déterminer la tessiture de votre voix. Sujet n02 : Reconnaissance vocale : comment ça marche ? Documents proposés : Document nol : La reconn le (voir livre Spécialité que le micro constituait un détecteur de son susceptible d’envoyer un signal électrique au moindre bruit.

D’où l’idée d’envoyer ce signal à une machine pour qu’elle obéisse à la voix. Pour que la reconnaissance vocale devienne réalité, il fallait donc un outil capable d’analyser les sons pour séparer le bruit de fond d’un atelier et les ordres du machiniste. Ce sont les progrès des montages électroniques associés aux microphones qui l’ont rendu possible. En 1952, un premier appareil capable de reconnaître à la voix les chiffres, de O à 9, est présenté à New York… mais il ne comprend la voix que d’une seule personne.

Tous les anciens prototypes fonctionnent suivant le même principe : ils analysent l’évolution des fréquences qui composent le timbre de la voix tout au long de la prononciation du chiffre. Cependant, chaque mot reste une entité, et il faut donc autant de circuits analogiques câblés que de mots à reconnaître. En 1961, our tenter de simplifier le problème, Olson et Belar élaborent le concept de « phonème L’idée est de créer une sorte d’alphabet sonore dont l’assemblage permettrait de reconstituer l’ensemble des mots.

En fait, il va se révéler difficile de séparer les phonèmes les uns des autres. Surtout, les dispositifs analogiques de l’époque ne sont pas assez puissants pour faire ce tri. C’est le traitement numérique des données qui va permettre la mise en pratique de ces principes de base : les progrès de la reconnaissance vocale sont donc intimement liés à l’évolution des ordinateurs. En 1971 apparait le premier dispositif de commande ocale, le Voice Command System, fondé sur une calculatrice capable, après un cycle d’apprentissage, de reconnaître 24 ordres. procédé va ensuite calculatrice capable, après un cycle d’apprentissage, de reconnaître 24 ordres. Le procédé va ensuite se scinder en deux grandes familles. La première, qui est une simple commande vocale, se trouve sur les téléphones mobiles, certains ordinateurs de poche ou agendas électroniques. L’appareil doit être capable de reconnaître l’énoncé d’un nom et, pour cela, il faut répéter plusieurs fois le nom choisi qui sera alors mémorisé sous forme d’une séquence onore.

Une fois que le nom aura été prononcé de trois à cinq fois, l’électronique de l’appareil analyse l’évolution de l’intensité sur plusieurs plages de fréquences (en général huit) pour chacun de ces échantillons vocaux. Après avoir réalisé une moyenne des huit échantillons, l’appareil en déduit un profil acoustique numérisé du nom et le met en mémoire. En usage normal, pour reconnaître un nom prononcé par l’utilisateur, il compare le nouveau profil à ceux qu’il possède en mémoire. Il attribue alors des notes statistiques de ressemblance et décrète que le nom prononcé est celui qui a btenu la meilleure note.

La seconde famille, celle des systèmes de dictée, nécessite un ordinateur puissant car leur principe de reconnaissance vocale est infiniment plus complexe : ils doivent être capables de reconnaître des mots prononcés en langage dit naturel, c’est-à- dire au sein de phrases où – notamment en français – les mots s’enchaînent. Qui plus est, ils doivent tenir compte des liaisons, et aussi des homophones qui se créent spontanément par la juxtaposition de mots. Comment discerner, par exemple, les deux propositions suivantes : « Des six dés, lequel… » et « Décidez lequel… ? ?

Seul le reste de la phrase permettra de trancher. Les mots que de tel Les mots que de tels systèmes doivent reconnaître se comptent par dizaines de milliers. Ils vont être stockés sur le disque dur sous forme d’un dictionnaire. Pour mener à bien sa tâche, l’ordinateur traite plusieurs opérations de front. En premier lieu, il décompose la phrase de l’utilisateur en une série de phonèmes au fur et à mesure de l’élocution. Le dictionnaire, outre la forme écrite du mot, contient sa description acoustique. Ici, chaque mot n’est plus associé à une entité sonore mais à une succession de honemes.

Dès le début de l’élocution, l’ordinateur identifie les premiers phonèmes et les compare aux successions que porte le dictionnaire. Cependant, à l’image de l’exemple précédent, rien ne lui permet de déterminer où se trouve la fin du premier mot. Or, cette césure est indispensable pour qu’il puisse mener à bien son travail. Commence alors, toujours de façon parallèle aux autres tâches, des analyses sémantiques, syntaxiques et statistiques. En regroupant les phonèmes par blocs de longueurs différentes, l’ordinateur tente déjà de retrouver une succession de mots ohérents.

Mais cette première opération ne suffit pas. Par exemple « la correspondance » pourrait aussi être « lac or est-ce pond danse » (ou « l’accord – ès – pont » ou « là-cor Chaque mot est cohérent, mais leur succession n’a aucun sens sémantique. À rejeter, donc, comme toute autre tentative de césure incohérente. L’analyse syntaxique joue alors un rôle double : elle aide le système à reconnaître les mots en signalant l’éventualité d’une liaison lors d’une ambigüité, elle distingue les homophonies et, une fois le mot correctement reconnu, assure les a 0 6