Auteur : GOUYON Pierre Lycée Arnaud Daniel RIBERAC

1. PRINCIPE ET MODE OPERATOIRE
2. CONSEILS DE MANIPULATION
3. OSCILLOGRAMMES

Le premier microphone est relié à l'entrée de synchronisation extérieure de l'oscilloscope, le second à la voie 1 et le troisième à la voie 2, selon le schéma ci-dessous. Le choc est produit à l'avant du premier microphone.

Le microphone 0 déclenche le balayage de l'oscilloscope en fonction mémoire lorsque le bruit du choc lui parvient. Le son parvenant aux microphones 1 et 2 est enregistré avec un certain retard, ce qui permet de bien visualiser le signal, et facilite le calcul du temps de parcours.

• Placer les microphones sur des supports, à environ 30cm de hauteur, puis les relier à l'oscilloscope. Les disposer en ligne, à des distances correspondant aux indications du schéma.
• Régler l'oscilloscope :

• Mettre l'oscilloscope en fonction enregistrement : RUN
• Produire un choc à l'avant du microphone 0.

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• Les trois microphones sont identiques, de type électromagnétique, et appartiennent au matériel courant obtenu en dotation. S'il apparaît un problème de déclenchement ou au niveau de la sensibilité des voies, on peut vérifier le fonctionnement en utilisant l'oscilloscope en mode normal : on doit voir apparaître une déviation des traces (en particulier la voie 1) en provoquant le choc. Il faudrait retoucher les sensibilités des voies en fonction des microphones.
• Les distances indiquées sur le schéma ne sont pas impératives, mais permettent d'obtenir directement une mesure. L'éloignement des microphones 1 et 2 peut être porté sans problème jusqu'à 2m, en réajustant éventuellement la sensibilité de la voie 2.
• On peut disposer les microphones directement sur la paillasse, mais dans certains cas, elle peut propager des vibrations qui perturbent la mesure.
• Si les signaux des deux voies semblent inversés, modifier le sens de branchement des microphones : les masses ne sont pas toujours branchées de la même façon de manière interne.
• Le choc a été produit à l'aide d'un marteau rivoir (à tête ronde) frappant une planchette de contre-plaqué d'environ 2dm² et de 10mm d'épaisseur ; ces données ne sont pas impératives, mais permettent d'obtenir un signal d'intensité convenable et facilement observable. Le choc peut être produit simplement en frappant dans les mains. Mais le signal est de fréquence plus élevée, et la comparaison entre les deux voies est plus difficile.
• Il faut travailler dans un environnement assez silencieux. Le niveau de déclenchement indiqué permet malgré tout d'éviter un démarrage intempestif de l'enregistrement par les bruits de fond, mais peut être modifié.
• Le balayage indiqué est à utiliser pour un premier essai, et permet de voir un signal de durée conséquente. En particulier, il peut permettre de noter la présence d'échos et d'ouvrir une discussion intéressante avec une classe motivée ou de bon niveau. Pour la mesure de la vitesse du son, il est préférable de faire un enregistrement avec un balayage plus rapide (0,5ms/div) qui donnera une meilleure précision dans la mesure du temps. L'oscillogramme 1 ci-dessous a été enregistré dans ces conditions ; les oscillogrammes 2 et 3 ont été obtenu en modifiant la base de temps après l'enregistrement. On peut procéder dans l'ordre inverse, mais le signal risque de faire apparaître les traces de l'échantillonnage.
• Pour la mesure du retard entre les deux microphones, on peut utiliser le curseur de l'oscilloscope, qui donne une bonne précision. L'impression des oscillogrammes permet de distribuer des photocopies aux élèves et de les faire rechercher eux-mêmes la vitesse du son. La lecture du temps de retard pose parfois quelques problèmes de calcul, si la photocopie ne respecte pas la largeur de l'écran.
• Exploitation des résultats :

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L'enregistrement a été réalisé avec un balayage de 0,5ms.cm^-1, correspondant à l'oscillogramme 1. Les oscillogrammes 2 et 3 ont été obtenus en modifiant le balayage en mode numérique. L'oscillogramme 4, qui fait apparaître des échos, est issu d'un enregistrement différent.

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