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Calculer une tension de sortie de micro ! Profs et matheux, aidez moi svp

  • 14 réponses
  • 3 participants
  • 2 685 vues
  • 3 followers
Sujet de la discussion Calculer une tension de sortie de micro ! Profs et matheux, aidez moi svp
Bonjour, je (re)passe mon diplôme de technicien du son dans peu de temps. :)

Je suis en pleine révisions, et dans mes exercices, les questions sur les calculs de tension et de pression acoustique en sortie de micro m'embêtent un peu.
Je ne sais pas comment obtenir une valeur n3 par le calcul quand les valeurs n1 et n2 me sont données. :|

Exemple:

"Un micro capte 150 dB SPL de pression, calculez le niveau en dBu reçu par la console."

Les infos que j'ai sont:
_ Sensibilité à 1kHz: -56 dBV/Pa (1,6 mV)
_Impédance de sortie: 150 Ohms

et l'info qui m'est donnée est donc: Pression d'entrée: 150 dB SPL

Je sais globalement qu'on a une formule du 20log U/Uref (Uref= 0.775V= 1Pa), mais tout ça reste très flou dans ma tête, je ne sais pas quoi faire avec ces infos. :???:

Comment vous feriez pour trouver la tension demandée, vous ...?:)

Bon été à vous d'avance ! :bravo:

"La musique, c'est du bruit qui pense."

_V. Hugo

2
Bonjour.

Ce domaine n'est pas du tout le mien, mais j'ai trouvé ce petit échange sur un forum de futura-sciences.

Je ne sais pas si cela peut t'aider ...


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Sujet : Calculer la tension électrique U délivrée par un microphone
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Intervenant 1 :

Bonjour à tous,

J'ai besoin de votre aide :

Je voudrais calculer la tension électrique U délivrée par un microphone de sensibilité s=20mV.Pa-1,
sachant qu'une pression acoustique de 0.796 Pa (92 dB SPL) s'exerce sur lui.

Pour l'instant, j'ai trouvé ces formules :

Smic = 20log(U/ Uréf)
U= Uréf*(10^(Smic/20))

Je n'arrive pas à trouver celle qui utilise la pression acoustique pour arriver à la tension électrique générée.

Merci d'avance pour votre aide.


Intervenant 2 :

Bonjour,

Il n'y a pas de complication, 20 mV / Pa * 0.796 Pa = 15.92 mV = -36dBV


Intervenant 1 :

Merci pour ta réponse.

Mais comment obtient-on les - 36 dB du niveau de tension électrique s'il te plaît ?


Intervenant 2 :

dBV = 20 Log(U/1 Volt)

soit
-36 dBV = 20 Log(0.01592)

si tu veux des décibels directement, le principe est le même
dB = 20 Log(0.01592 V / (2 10^-5 * 0.02 V)) = 92 dB
avec 0.02 V = aux 20 mV par Pascal de sensibilité de ton micro.

Inversement si tu connais les dB :
0.01592 V = 2 10^-5 * 0.02 * 10^(92/20)

et avec les ~ -36 dBV comme référence, tu l'avais donné :
0.01592 Volt = 10^(-36/20)


Intervenant 1 :

Merci beaucoup pour toutes ces informations.

C'est exactement ce dont j'avais besoin.

====================================================================================

[ Dernière édition du message le 24/04/2021 à 20:48:04 ]

3
Je ne sais pas si cela peut également t'aider ou pas ...


prise-de-son-mixage-3483597.jpg

prise-de-son-mixage-3483600.jpg

prise-de-son-mixage-3483603.jpg

prise-de-son-mixage-3483606.jpg


Voilà, je ne peux pas faire plus, bonne chance. :clin:

[ Dernière édition du message le 24/04/2021 à 20:49:06 ]

4
Merci pour ta réponse. :clin:

J'ai déjà consulté ce forum avant de poster, malheureusement il ne m'a pas beaucoup aidé, l'explication m'obligeant a faire une conversion (dbSPL -> Pa) que je ne sais pas faire (malgré des recherches...) j'ai vraiment du mal avec ces trucs, c'est super épuisant. L'idéal pour moi serait un explication en rapport avec la situation que je présente ici.

Je n'arrive pas à appliquer une explication extérieure, sur ma situation, il y a toujours un truc qui va pas et qui me bloque... :facepalm:

"La musique, c'est du bruit qui pense."

_V. Hugo

5
L'énoncé donne la sensibilité en dBV et demande une réponse en dBu. Le plus simple dans ce cas est de ne pas convertir, et donc d'utiliser la sensibilité exprimée en Volt/Pa (tension = 1,6mv = 1,6 x 10e-3V).
Pour obtenir la pression en Pa : P = 2 x 10e-5 x 10e(150/20)

La tension aux bornes du micro à vide est U = S.P avec U tension, S sensibilité et P pression sur la membrane.
U = S.P = 1,6.10e-3 x 2 x 10e-5 x 10e(150/20) = 3,2 x 10e-0,5 = 1,012V

On peut vérifier le résultat en exprimant la différence entre la sensibilité du micro (exprimée pour un niveau de pression de 94dBSPL) et la tension obtenue pour 150dBSPL.
ΔU = 20log(1,012/1,6 x 10e-3) = 20log(1012/1,6) = 20log(632) = 20 x 2,8 = 56dB
Si on ajoute 56dB aux 94 correspondant à la référence, on obtient bien 150dBSPL.

La conversion de la tension en Volt exprimée en dBu : U = 20log(1,012/0,775) = 2,32dBu

L'indication de l'impédance est là pour noyer le poisson. Le rapport d'impédance entre le micro 150Ω et la console, plusieurs milliers d'ohms, fait que la tension en charge sera quasiment identique à la tension à vide.

Voilà, en espérant ne pas m'être trompé, je ne fais plus ça tous les jours.

La réponse était trouvable avec le dernier post de Thierry.

Alan Parson a dit : "Audiophiles don't use their equipment to listen to your music. Audiophiles use your music to listen to their equipment."

[ Dernière édition du message le 25/04/2021 à 14:42:32 ]

6
Citation de Paroxysm :
Je sais globalement qu'on a une formule du 20log U/Uref (Uref= 0.775V= 1Pa)

Pas de bol, ce que tu sais "globalement" est faux. Oui, l'expression d'une tension en dBu est bien 20log(U/Uref), avec Uref = 0,775V. Mais pourquoi cette tension correspondrait à 1Pa ? D'abord, une orange n'égalant pas une carotte, une tension ne peut pas être égale à une pression, CQFD. Et la correspondance entre une tension en sortie d'un micro et une pression acoustique sur sa membrane est dépendante de la sensibilité du micro, d'ou la formule ci-dessus U = S.P.

Alan Parson a dit : "Audiophiles don't use their equipment to listen to your music. Audiophiles use your music to listen to their equipment."

7
Citation :
ce que tu sais "globalement" est faux


Oui autant pour moi, c'est =0dBu, pas =1Pa

Citation de Jan :
L'énoncé donne la sensibilité en dBV et demande une réponse en dBu. Le plus simple dans ce cas est de ne pas convertir, et donc d'utiliser la sensibilité exprimée en Volt/Pa (tension = 1,6mv = 1,6 x 10e-3V).
Pour obtenir la pression en Pa : P = 2 x 10e-5 x 10e(150/20)

La tension aux bornes du micro à vide est U = S.P avec U tension, S sensibilité et P pression sur la membrane.
U = S.P = 1,6.10e-3 x 2 x 10e-5 x 10e(150/20) = 3,2 x 10e-0,5 = 1,012V


Ok pour la tension, mais je ne comprend pas bien la formule "2.10e-5Pa x 10e(pression/20)... Est elle universelle pour convertir dBSPL -> Pa ? Si oui j'ai peut-être tort de me poser la question.
Pourquoi 2.10e-5Pa, je sais que ça correspond à 1dB pondéré A, mais pourquoi ?

"La musique, c'est du bruit qui pense."

_V. Hugo

8
Comme le 0,775V et est la référence du 0dBu, 0dBSPL est considéré comme le seuil d'audition à 1kHz*. Ce 0dBSPL exprimé en Pascal donne 2.10e-5Pa. C'est donc le Pref comme le 0,775 est le Uref de la tension.

Le 10e(150/20) est l'expression inversée du niveau de pression acoustique : L = 20log(P/Pref) avec Pref = 2.10e-5, et L = 150.
On a L, le niveau de pression acoustique en dBSPL, on cherche P la pression acoustique en Pa.
L = 20log(P/Pref)
=> log(P/Pref) = L/20
=> P/Pref = 10e(L/20)
=> P = Pref x 10e(L20)
=> P = 2 x 10e-5 x 10e(150/20)

* niveau à partir duquel un être humain moyen commence à entendre, et pas pondéré A puisque le niveau pondéré ou pas est le même à 1kHz.

Alan Parson a dit : "Audiophiles don't use their equipment to listen to your music. Audiophiles use your music to listen to their equipment."

9
Appel à Néro : A quand l'intégration de LaTeX dans Audiofanzine ? :mrg:

Alan Parson a dit : "Audiophiles don't use their equipment to listen to your music. Audiophiles use your music to listen to their equipment."

10
Citation de Jan :
Comme le 0,775V et est la référence du 0dBu, 0dBSPL est considéré comme le seuil d'audition à 1kHz*. Ce 0dBSPL exprimé en Pascal donne 2.10e-5Pa. C'est donc le Pref comme le 0,775 est le Uref de la tension.

Le 10e(150/20) est l'expression inversée du niveau de pression acoustique : L = 20log(P/Pref) avec Pref = 2.10e-5, et L = 150.
On a L, le niveau de pression acoustique en dBSPL, on cherche P la pression acoustique en Pa.
L = 20log(P/Pref)
=> log(P/Pref) = L/20
=> P/Pref = 10e(L/20)
=> P = Pref x 10e(L20)
=> P = 2 x 10e-5 x 10e(150/20)


Ok je comprend un peu mieux cette partie là, merci bien. Tu as donc retourné la formule, j'en conclue qu'on ne pouvait pas faire U=S.P en ayant S(mV/Pa) x P (dBSPL) ? On est obligés d'aligner les unités et de mettre tout en Pa ? donc de convertir 150dBSPL en Pa comme tu le fais ?

"La musique, c'est du bruit qui pense."

_V. Hugo