Expériences | tpe-lescasquesaudio

Introduction

Afin de répondre de manière expérimentale à notre problématique, nous avons réunis 8 casques audios dans l'objectif de les tester, les critiquer et d'en déduire un classement. Mais avant cela, on a parmis les 8 casques selectionné 4 casques dont les qualités audios nous sembaient différentes, car comparer 8 casques est difficile, on aurait pu tirer une synthèse claire de nos expériences.

Notre étude est comparative. Pour répondre à la problématique nous nous sommes en effet appuyés sur les critères de qualité suivants : la fidélité et la restitution des harmoniques. Ces deux mesures nous ont permis de classer les casques que nous avons testés. Nous avons cherché à être le plus objectif possible dans cette étude, cependant, l'étape de classement peut contenir une certaine subjectivité.

Définition de la démarche

Sur la base des définitions vues précédement, nous avons déterminé une manière d'évaluer les casques selon les deux critères retenus. L'étude a donc comporté deux mesures : la bande passante et la qualité de la restitution.

Figure 1 : Les huit casques observés. Nous en avons sélectionné quatre, que nous pensions interéssants parce que très différents les uns des autres.

Démarche #1

Nous voulions visualiser les différentes représentations d'un son, une note de violon, enregistrée par nos soins, et ainsi analyser ses caractéristiques principales.

Démarche #2

Dans le but de départager les casques, nous cherchions à comparer la qualité de restitution de chacun d'eux en réutilisant la même note de violon, et en la réenregistrant à la sortie de chaque casque. Le signal capté par le micro était différent du fichier d'origine du fait d'un ajout de bruits parasites. Néanmoins, le son enregistré restait comparable.

Expériences

Protocole Expérience #1

- étape 1 : Enregister à l'aide d'un microphone un son produit par un violon

- étape 2 : Visualiser les deux représentations possibles: i) la représentation de son niveau audio, et ii) la représentation de son spectre audio en fonction du temps. Des contraintes techniques nous ont obligés à employer un logiciel de montage vidéo pour visualiser les résultats. Tout en restant réalistes, cette méthode ne permet pas de garantir la rigueur scientifique des mesures (on ne visualise pas les axes et les unités).

Protocole Expérience #2

- étape 1 : Réutiliser le son enregistré précédement dans l'expérience #1 en l'introduisant dans audacity.

- étape 2 : A l'aide d'un microphone expérimental relié à Cassy, enregistrer le son de l'experience #1, lu et retransmis dans chacun des casques utilisés grâce à Audacity (lancé sur un autre ordinateur).

- étape 3 : L'interface Cassy permet d'obtenir de cet enregistrement un signal représentant ses harmoniques, le spectre sonore. Pour obtenir un spectre cohérent, le son ne doit pas saturer (voir définition). Il a donc été nécessaire d'adapter le volume pour chacun des casques.

- étape 4 : Capturer l'écran, ouvrir un fichier Word, copier cette capture et la légender.

- étape 5 : Répéter ce protocole pour chaque casque.

- étape 6 : Comparer les réprésentations graphiques du son enregistré depuis les différents casques. Cela nous permet d'établir un classement des casques utilisés : de la moins bonne à la meilleure restitution du son d'origine.

Résultats

Résultats #1

Voici la vidéo (à regarder en plein écran), présentant les résultats de la première expérience, ainsi que les deux courbes obtenues.

Résultats #2

Le tableau ci-dessous regroupe les différents graphiques obtenus avec Cassy pour chacun des casques testés.

Niveau audio: x: temps (en ms), y: tension (en Volt)

Spectre audio: x: fréquence (en Hz), y: tension (en Volt de 0 à 20kHz)

Bilan

Cette expérience permet donc de mesurer la qualité de restitution d'un casque et de les comparer entre eux. Des bruits parasites provenant de la salle peuvent être intervenus, biaisant les résultats. Néanmoins, la comparaison des casques et des signaux obtenus sont dans l'ensemble représentatifs de l'idée que nous avions de leur qualité avant les tests. Plus un casque est cher et meilleure est la qualité du son obtenu. De plus, lors du démontage du casque rose usagé, nous avons vu la faible qualité d'assemblage des composants, le plastique étant omniprésent, les soudures mal faites et fragiles. Le son diffusé au final était mono et on entendait un son plus fort dans l'un des deux haut-parleurs. Les résultats obtenus sont donc cohérents avec les présupposés de départ.

Nous avons aussi remarqué que, ayant réalisé la première expérience avec le casque Bose Quiet confort, nous avons pu atteindre un son d'un certain volume sans générer de saturation. Ensuite, lors des autres expérimentations, il a fallu baisser de manière considérable le volume pour obtenir un résultat sans saturation, et des courbes similaires sans changer l'unité sur les graphiques. Pour une même source, un casque peut modifier le spectre de la source, mais aussi son volume. Ce volume peut-être augmenter grâce à des soudures de bonnes qualitées, des matériaux plus couteux, un système d'amplification intégré (dans les casques bluetooth en général), ce que l'on a pu vérifier grâce au Bose, qui doit sûrement posséder ces qualités...

Une autre conclusion est que nous ne pouvons visualiser la fondamentale sur aucun spectre audio. Cela peut-être dû au micro, au bruit ambiant... Cependant, notre dispositif peut ne pas être la raison de cette anomalie: les défauts de restitution des casques se situent en général dans les fréquences extrêmes (d'après les nombreux tests déjà effectués et disponibles sur internet). Ce peut être la raison de l'absence de la fondamentale, fréquence la plus basse enregistrée.

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