La musique :
Le musicien caractérise un son par sa hauteur, son timbre et son intensité.
La hauteur
C'est la fréquence fondamentale du son. Le spectre audible est divisé arbitrairement en octaves qui couvrent un intervalle de fréquence dans le rapport de 1 à 2. Les dix octaves couvrent la plage de 16Hz à 16744Hz. Les fréquences fondamentales ne dépassent pas 5000Hz pour l'ensemble des instruments de musique, sauf pour l'orgue qui atteint 8000Hz; Les harmoniques et les partiels, par contre, atteignent 20000Hz.
Le tableau de la figure 1.2 donne les fréquences audibles, les dix octaves correspondantes, les fréquences fondamentales par un trait fort, les harmoniques en trait fin et les partiels en pointillés, sous la forme d'un clavier de piano. Les touches hachurées ne figurent par un piano rée qui ne couvre qu'un peu plus de sept octaves ; par contre, l'orge couvre neuf octaves. Cette figure donne également la puissance acoustique de quelques sources sonores.
Le timbre
Le timbre d'un instrument est donné par les harmoniques et les partiels qui accompagnent une note fondamentale.
C'est ainsi qu'on reconnaît à l'oreille différents instruments jouant la même note.
La figure 1.2 donne bien la plage, couverte par les instruments de musique, ainsi que pour des voix chantées et pour des bruits ; cependant, elle ne donne pas l'importance relative des harmoniques pairs et impairs entre eux et par rapport à la fondamentale.
L'intensité
Chaque instrument de musique peut fournir une plage d'énergie comprise entre le pianissimo et le fortissimo; Le rapport entre ces deux puissances acoustiques est la dynamique exprimée en décibels. Il est indispensable que les appareils d'enregistrement et de reproduction puissent respecter cette dynamique, afin que l'oeuvre jouée ne soit pas altérée.
L'effet subjectif créé par les différentes distorsions
Largeur de la bande de fréquence
La bonne reproduction des graves donne l'impression de volume, d'espace, de naturel du timbre et de rondeur du son. La reproduction du médium sans distorsion donne le niveau sonore apparent et une bonne intelligibilité. La reproduction correct des aigus donne du mordant, de la clarté, de la richesse aux timbres, une sonorité aérée, limpide et transparente. C'est ce que doit donner une bonne enceinte acoustique.
De plus, il doit y avoir un bon équilibre entre les graves et les aigus. C'est la fameuse loi des 400 000 ; c'est le produit de la fréquences la plus basse avec la fréquence la plus élevée transmise à -3db par l'enceinte.
Par exemple, 20Hz x 20 000Hz = 400 000. C'est une erreur de croire que l'on puisse "pousser les aigus", si les graves sont déficients, car l'impression subjective procurée à l'écoute sera désagréable par manque d'équilibre. Il en est de même lorsque les graves couvrent les aigus.
On sait que l'oreille n'est pas linéaire en fréquence à tous les niveaux de puissance acoustique (figure 1.1). Par conséquent, la couleur sonore et le timbre apparent d'une audition dépendent de l'intensité du niveau découte. Aux faibles niveaux les graves paraissent déséquilibrés par rapport aux aigus. L'amplificateur est généralement muni d'un contrôle physiologique qui renforce automatiquement les graves lorsqu'on réduit le niveau d'écoute.
Distorsions non linéaires
Un élément de transmission introduit de la distorsion non linéaire lorsqu'un signal sinusoïdal d'entrée produit un signal déformé en sortie. Il en résulte une modification du timbre de l'instrument reproduit et une introduction de sons partiels désagréables à l'oreille.
L'oreille accepte assez facilement un faible taux d'harmoniques pairs ; par contre les harmoniques impairs sont mal tolérés, ils donnent une sonorité agressive, acide et fatigante.
Voir aussi :
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