Reproduction et Transmission du son - Module en cours " Physique du quotidien " 22 Mars 2021
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Reproduction et Transmission
du son
Module en cours
« Physique du quotidien »
22 Mars 2021
Contenu • Rappel: la physique pertinente • Un peu d’histoire • Le tourne-disque, le magnétophone • Radio AM / FM • (Playback haute-fidélité) • Pas couvert dans ce module: numérisation du son
Le materiel de ce cours est basé sur le livre
“Physics of Music”
(Warren F. Rogers)
ainsi qu’à plusieurs autres sources sur internet
RAPPEL: LA PHYSIQUE PERTINENTE
f.tl
1 2BTat
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2 HoJ HoEo2E at 4
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E't g i'xDF g
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F g
E't g i'xDLe transducteur Un appareil qui convertit un signal physique d’une forme à un signal physique d’une autre forme. E.g. tourne-disque: signal mécanique (aiguille) à signal électrique (cartouche) à signal mécanique (haut parleur)
UN PEU D’HISTOIRE
1877 – Le phonographe
• Thomas Edison est le premier à
enregistrer et restituer la voix
humaine.
" Good morning. How do you do?
How do you like the phonograph?"I Write me— See Scientific American of Dec 22 you will
get it. next Saturday or Monday—2 THE TALKING
Article in the Scientific Edison
ALS, NjWOE, Supp. II,Mr. Thomas
1877 (TAEM A.is pho-Edison re
97:601). This document
American a
tographically reproduced in Frost 1969, 66. Canceled.
1. Doc. 1150. placed a little machine on our
2. That is, on 15 or 17 December.
machine inquired as to our h
-1150-
phonograph, informed us that
1
New York, December [14?], I877
Article in the Scientific cordial good night. These rema
THE TALKING PHONOGRAPH.
Mr. Thomas A. Edison recently came into this office,
American
dible to ourselves, but to a do
placed a little machine on our desk, turned a crank, and the
machine inquired as to our health, asked how we liked the
around, and they were
phonograph, informed us that it was very well, and bid us a
cordial good night. These remarks were not only perfectly au- produce
around, and theynism than by the the
aid of nosimple
other mecha- little co
dible to ourselves, but to a dozen or more persons gathered
were produced
trated below. trated below.
nism than the simple little contrivance explained and illus-
October-December 1877 670
October-December 18771887 – Le gramophone • Emile Berliner invente le gramophone. • C’est un système d’enregistrement de voix sur des disques plats cirés, pouvant être produits en masse.
Jusqu’à 1940’s – L’évolution
du gramophone
Victor Talking Machine
(Predecessor company of JVC, Columbia and EMI)
Edison Record1946 – Vinyle • Columbia Records • « Long play » (LP) – jusqu’à 23 minutes par face • 1949: 45 tours (17 cm) • 1976: Le maxi 45 tours (30 cm)
Les 45, 33 et 16 tours
et taille de vinyls
7’’ single @ 45 rpm 10’’ single @ 78 rpm 12’’ single @ 45 rpm1960’s & 1970’s – L’âge d’or du vinyle et la naissance du système d’audio personnelle
1928 – La cassette magnétique
1935 – Le magnétophone BBC, 1937
• La compagnie
allemande AEG
domine les
développements.
• … souvent gardées en
secret vu la situation
politique mondiale.
German radio station, WWII1962 – La casette compacte
Le SONY Walkman lancé en 1979
Une des premières machines portables pour
l’enregistrement du son (Philips, 1968)1982 – Le compact disk (CD)
• Suivit la révolution du LASER
• Signale la « disparition » progressive du vinyle
• Le temps montre que le CD fut une grosse
affaire du marketing; Le CD est « décédé » déjà
en 2010’s
Fosses et terres d'un disque
compact sous un microscope1980’s – La révolution numérique
1990’s – MP3
2000’s – La révolution en ligne
Existé entre 1999 et 2001
2010’s – La révolution des smartphones1877
Le phonographe
1887
Le gramophone
2010’s 1928
La casette magnétique
Le gramophone
1935
Le magnétophone
évolue
La révo
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2000’s on 1946
Vinyle
tech n ol
L’âge
o
1962
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La casette compacte
d’or
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1993
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inyle
1982
Le CDLE TOURNE-DISQUE
https://www.dak.com/vinyl-record-grooves-magnified-1000x/
Le cartouche • Lorsque le stylet roule dans le sillon du disque, il se déplace de gauche à droite, de haut en bas. • Le mouvement du stylet provoque le déplacement similaire du petit aimant dans le cartouche à côté de deux bobines de fil. • L'aimant en mouvement induit un courant dans chacune de ces bobines, qui est ensuite envoyé à l'amplificateur pour être transformé en son.
The record grooves
Pour un ton pure
Peut-on calculer la relation entre λgroove et la frequence du
son fson pour un vinyle de 33 ⅓ rpm?
(a) Oui
(b) Non, les deux ne sont pas liés
(c) Non, on n’a pas assez d‘informationThe record grooves Stereo recording
Stereo reproduction
Stereo recording https://www.henleyaudio.co.uk/how-hifi-cartridges-work Also see here: https://www.vinylrecorder.com/stereo.html
- Quel groove donne la fréquence la plus haute? - Dans quel cas le courant induit sera plus grand?
Bass equilization – Pre-emphasis
LE VINYLE ET LA PATRIMOINE MUSICALE
https://www.macfound.org/fellows/892/
Optical Scanning Applied to Recorded Sound
Preservation and Access
Carl Haber
Lawrence Berkeley National Lab
. 2-April-2012 Harvard 1
http://irene.cornell7.net/Harvard-April-2012-public.pdfBasic Optical Process
High resolution optical probe…creates a series of depth/intensity profiles of the surface
20-80 mins
C
These are merged into
a surface map
Create audio waveform
Calculate
the motion
of a virtual
needle, apply Map is archived
optional restoration
. 2-April-2012
Harvard 6
http://irene.cornell7.net/Harvard-April-2012-public.pdf2D Imaging: Line Scan Camera “IRENE”
160 mm
scratch
dust
surface
groove
bottom
Coaxial illumination h
• Suitable for disc with lateral groove
• Require 1 pixel = ~ 1 micron on the disc surface
• High resolution = narrow depth of field, 10 – 20 microns
• High speed cameras allow near “real-time” imaging
• Extract groove information from high contrast edge transitions “IRENE”
. 2-April-2012 Harvard 7
http://irene.cornell7.net/Harvard-April-2012-public.pdfExamples of Distortion Recovery
Chattanooga Blues, Ida Cox, 1923, Paramount 12063
Acoustic recording, heavily worn, cracked,
with significant stylus damage and distortion
. 2-April-2012 Harvard 15
http://irene.cornell7.net/Harvard-April-2012-public.pdfLE MAGNETOPHONE
• La technologie d’enregistrement et de lecture sur bande magnétique est basée sur la possibilité de «geler» un motif de particules magnétiques dans la couche superficielle d’une longue bande de plastique mince. • Le ruban consiste généralement en une mince base d'acétate de cellulose, recouverte d'une couche d'oxyde de fer beaucoup plus fine • Elle contient d'innombrables particules magnétisées capables d'être orientées dans n'importe quelle direction par exposition à un champ magnétique externe
Particules magnétiques orientées de manière aléatoire
Particules magnétiques alignées dans le motif de la forme d'onde musicale
(dans ce cas une partie d'un son pur)La tête de la bande, capable d’enregistrer et de lire Enregistrement: • Les courants variables dans la bobine de fil produisent des champs magnétiques variables dans l’anneau. • Lorsque la bande se déplace sous la tête, le champ magnétique fluctuant aligne les particules magnétiques de la bande. Lecture: • Les particules magnétiques de la bande créent un champ magnétique dans l’anneau. • Ce champ fluctuant induit des courants dans la bobine qui peuvent être amplifiés et envoyés aux haut-parleurs.
Types de cassettes
Cassette
2 pistes
haute fidélité
Cassette bidirectionnelle
4 pistes
haute fidélité
Cassette bidirectionnelle
4 pistes
basse fidélitéNoise Reduction: DOLBY La réduction Dolby implique l'amélioration du son de bas niveau dans le processus d'enregistrement et la réduction correspondante de ce son de faible niveau dans le processus de lecture.
Transmission et reception RADIO
1877
Le phonographe
1887
La radio:
Œuvre collective
Le gramophone
1897
La radio
2010’s
1928
La casette magnétique
Le gramophone
1935
Le magnétophone
évolue
La révo
l u t i
2000’s on 1946
Vinyle
tech n ol
L’âge
o
1962
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La casette compacte
d’or
ique
1993
du v
inyle
1982
Le CDLes ondes radio
Le principe
Amplitude Modulation Frequency Modulation
AM FM
Le récepteur radio
SON HAUTE-FIDÉLITÉ
Function selector Speaker switch Volume control Balance control Tone controls Loudness control Filter controls
Dynamic Moving-coil Microphone
Sound Transducer The Loudspeaker Output TransducerBACKUP
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