Transmettre de la musique par fibre optique (méthode analogique)

2011-10-26

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Description : Après la transmission du son par infrarouges et toujours dans l'objectif de faire une vidéo à partir de nos TPE, voici l'expérience correspondant au TPE d'Armand, un peu dans le même style, soit, mais comment pouvions nous manquer une occasion de faire le lien entre les expériences et les cours ?! Ici l'objectif sera de transmettre une musique sans en altérer (le plus possible du moins) le contenu à travers la fibre optique.

Le principe repose sur la conversion de l'information électrique en information lumineuse analogique et inversement. Pour émettre un signal dans la fibre optique que nous possédons de 1mm d'épaisseur, la solution idéale est d'utiliser une LED qui, une fois pointée et collée en direction de la fibre, verra 30% de sa lumière y entrer directement (le reste par ailleurs évidemment, c'est pour ça que malgré tout le boîtier émetteur émet beaucoup de lumière). Le rendement est nettement moins bon avec un LASER. On ne peux pas utiliser une ampoule à incandescence car celles-ci ont une trop forte inertie lumineuse (impossibilité de "clignoter au rythme de la musique"). Pour que la transmission ait lieu on ne peux pas allumer la LED directement avec l'énergie d'une source de son, parce que, bien que ce soit possible avec un transformateur (faible quand même) tous les sons les plus faibles disparaissent (tous les son qui ont une amplitude trop faible et qui ne permettaient pas à la LED de s'allumer) et il ne reste plus que les basses... Il faut donc que la LED soit allumée continuellement et que la musique vienne diminuer ou augmenter très légèrement son éclat. Pour ce faire on utilise une batterie de 3,6 Volts. Le principe astucieux qui fait que la tension puisse varier de quelques millivolts repose sur l'utilisation d'un transformateur : il permet d'une part d'amplifier par 10 la tension (en théorie) des impulsions et d'autre part d'isoler parfaitement l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire. De cette façon le courant alternatif (non périodique) de la musique peut très facilement passer du primaire (directement relié à l'appareil, après une résistance de 10 Ohms pour éviter qu'il ne subisse la moindre échauffement) au secondaire et donc faire varier sa tension (disons de 3.5 à 3.7 volts). A l'inverse, le courant continu (ne circule pas dans un transformateur) des 3.6 volts ne peut en aucun cas endommager l'appareil). On retrouve bien les impulsions électriques de la musique dans les impulsions lumineuses de la LED (presque invisibles car infimes).

Du côté du récepteur, la lumière de la fibre, même après avoir traversée 14 mètres, est toujours visible, et peut même, quand la source de lumière est puissante, être éblouissante ! Cette propriété de la lumière qui ne repose pas sur des parois en "miroirs" mais tout simplement sur une différence au niveau de la célérité de la lumière dans les deux milieux qui fait que celle-ci, dans la mesure ou la fibre n'est pas trop pliée, est réfléchie de part et d'autre de la fibre d'un point jusqu'à un autre. (elle se déplace donc en réalité en ligne droite dans la fibre !). Cette lumière éclaire une photorésistance, un composant qui a la propriété de laisser passer plus ou moins de courant électrique en fonction de la lumière qu'il reçoit. Plus il en reçoit moins il "résiste" au passage du courant et plus il y en a qui est envoyé (qui provient de la pile de 1.2 Volts, (même "fort" on est même pas dans l'ordre du milliampère)). Ce courant est envoyé dans un premier ampli (la chaîne hi-fi n'est pas assez sensible autrement tellement le son est faible) de 12V fonctionnant avec batterie (30mA max). Cet ampli sert aussi à éliminer le courant continu en 1.2 volts (il n'en sort plus que des variations de tension ayant pour moyenne 0 Volts). Le tout peut sans problème être envoyé à la chaîne hi-fi que l'on met à fond.

Si on obtient un son correcte, il faut le dire, c'est parce qu'on l'a étudié afin d'augmenter ou diminuer chaque plage de fréquence avec le téléphone portable pour qu'il soit le meilleur possible (beaucoup trop de basses et de aigus par exemple, au détriments des "médiums"). Autrement les sons graves étouffent tous les autres comme on le montre à la fin de la vidéo. La qualité du son n'est pas excellent bien que correcte, c'est excusable après avoir traversé un transformateur, une LED, 14 mètres de fibre optique, une photo résistance et deux amplis ! de toute façon il ne s'agit que d'une expérience démonstrative destinée à tous les curieux et pas un test de home cinéma =)

-Autres titres : Optic fiber / music with optical fiber / Idée incroyable expérience TPE TIPE BAC S / vik95170 / expérience science Français / DIY