Les logiciels de mesure
Holm Impulse : pc . http://www.holmacoustics.com/holmimpulse.php
free, fonctions limitées mais pertinentes, va à l'essentiel, idéal au début.
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Rew : pc / mac http://www.roomeqwizard.com/
free, nécessite une inscription au forum pour chargement
http://www.hometheatershack.com/forums/
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Arta : pc : version démo free ou full ..€ http://www.artalabs.hr/download.htm
se décompose en trois programmes: arta, limp et step
une référence en analyses acoustiques, ergonomie vieillotte.
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quelques liens :
measuring hp : J. Atkinson ( stéréophile )
http://www.troelsgravesen.dk/download/MeasuringLoudspeakers_JohnAtkinson.pdf
http://audioroundtable.com/misc/Mueller.pdf
audioxpress.com/files/dappolito1
audioxpress.com/files/dappolito2
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les microphones de mesure
omnidirectionnels
capsules électret
avec ou sans convertisseur intégré --> UMIK1 USB
bonne linéarité dans les basses fréquences, fichiers de calibration ( umik ches miniDSP ) ( * )
performances médiocres en distorsion : inaptes à faire des mesures de distorsion pertinentes avec les meilleurs haut-parleurs ( TAD ect )
voir ici comparaison en disto. entre un Dayton EMM-6 et un Earthworks M30:
(*) Cependant, les fichiers de calibration ne comportent pas toujours la phase.
Pour essayer d'en retrouver les valeurs, reproduire au mieux la courbe du micro dans rePhase, à phase minimum, puis exporter en .txt , .mic ...
Exemple avec un UMIK1 : le déphasage est égal ou supérieur à 90° aux extrémités de bande, approximation supposant des pentes d'ordre 2 en band pass.
http://jipihorn.free.fr/Enceintes_Thierry_Mesures.htm
ou en diy, utiliser l'excellente capsule Panasonic WM61A : dht < 0,1 % / 100 dB SPL
http://www.johncon.com/john/wm61a/
http://www.homecinema-fr.com/forum/ressources/file/149077
façon Linkwitz : http://www.linkwitzlab.com/sys_test.htm
setting de base en "single channel"
Tests préalables : carte son rebouclée, ici dans Rew.( en 44,1 kHz)
calibration de la carte : device & signal, make
ou dans Rew : préférences, soundcard
résultat : mesure boucle avec calibration activée
conditions idéales pour les mesures : milieu anéchoïque
mais dans une pièce à vivre....
la mesure ne peut être que pseudo anéchoïque:
1 : - par le fenêtrage de la réponse impulsionnelle :
illustration : mesure initiale avec Rew ( trois voies filtre/égalisation fir )
interaction fenêtrage / réponse: observation de la même mesure avec Holm
première réflexion hors fenêtrage . Les bornes de la fenêtre se déplacent très simplement dans Holm en les faisant glisser à la souris
dans Holm : largeur de la fenêtre située à droite de T=0 : l'impulsion <=> longueur d'onde <=> fréquence du "gating"
ici vers 460 Hz : limite de validité des courbes
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un gating à 100 Hz:
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dans Arta : c'est la largeur totale de la fenêtre qui est considérée pour le calcul du gating, représenté par le trait jaune
ici fenêtre 6 ms <=> trait jaune à 170 Hz
Idem dans Rew, gating à la largeur totale de la fenêtre,( 6ms ) mais l'affichage de la courbe s’arrête à la fréquence correspondante:
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avec une fenêtre plus large, intégrant la première réflexion ->
gating : 250 Hz
dégradation apparente de la réponse en amplitude dans la bande medium
analyse du contenu perturbateur : fenêtrage autour de la première réflexion avec Holm et comparaison de la courbe obtenue avec le profil à 3 ms du csd dans Arta :
la première réflexion agit comme un filtre en peigne dans la bande 700 Hz à 3 kHz sur la mesure quand le fenêtrage l'inclue.
http://www.jblpro.com/pub/manuals/pssdm_1.pdf
le csd ( cumulative spectral decay ) n'illustre donc pas ici un trainage du haut-parleur mais un retour d'ondes par réflexion sur le mur le plus proche.
en mode sonogram :
une fonction intéressante dans Holm : le complex smoothing : la largeur de la fenêtre d'analyse s'élargit en fonction de la longueur d'onde
(Cette fonction est introduite dans REW depuis la V5.14 )
Une possibilité pour augmenter le rapport son direct / réfléchi est d'utiliser des micros directionnels électrostatiques, mais dont le prix devient vertigineux pour les meilleurs .Très faible bruit et distorsion propre négligeable, location : Tapages, DC Audiovisuel
L'affaiblissement de la réponse dans le grave sera compensée par fichier de calibration.
ex . cardioïde type Neumann KM84
Schoeps MK41 hyper-cardioïde
nb : Ne convient qu'aux mesures à distance (>1m ) pour s'affranchir de l'effet de proximité caractérisant les micros directionnels:
http://www.claudegabriel.be/Acoustique%20chapitre%205.pdf
En version abordable un T-Bone SC400 ou Behringer C1
(donné pour 1% de distorsion à 136 dB SPL !) mais leur encombrement physique altère les mesure en proximité ( à qq cm )
http://www.behringer.com/assets/C-1_P0226_M_FR.pdf
http://voyard.free.fr/textes_audio/le_microphone.htm
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------- snow art -----
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2: mesure en proximité
le champ indirect est négligeable, courbe de décroissance théorique :
mesure type sur sub :
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http://www.linkwitzlab.com/Loudspeaker-Room/tests&measurements.htm
http://www.mh-audio.nl/Farfield.asp
http://www.artalabs.hr/AppNotes/AP4_FreeField-Rev03eng.pdf
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Une voie unique,
un haut-parleur seul, filtré ou pas, est un système dit à phase minimum, ses réponses en amplitude et en phase sont liées par la transformée de Hilbert.La réponse mesurée doit être proche de la phase minimum calculée par les logiciels. En pratique, l'écart varie selon les hp et conditions de mesure
mesure brut d'un 17 cm à 80 cm :
phase mesure vert, phase minimum calcul : gris
il faut retoucher progressivement le calage de T=0 sur l'impulsion pour affiner la juxtaposition= minimiser l'"excess phase"
idem sur un tweeter phase mesure (prune) / minimum (gris)
le profil moins tourmenté permet de distinguer plus clairement les zones dominées:
- par le passe haut en avance de phase ( phase positive)
- puis par le passe bas en retard de phase ( phase négative )
Cette courbe passe donc nécessairement par 0 ° en pleine bande, ou par 180° si le haut parleur est branché en polarité inversée.
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ll faut cependant relativiser la validité du calcul de la phase minimum par les logiciels : un passe bande LR4 + LR4 ( 200 Hz , 2kHz ) dont le résultat est connu :
phase minimum incorrecte dans rew en haut du spectre ( impulsions en 44,1 kHz )
pas mieux avec arta :
(l'erreur diminue sensiblement avec une mesure ou impulsion à Fs supérieure )
commentaires de J. Kreskovsky en fin de page sur l'extraction de la phase minimum par les logiciels
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Pour une représentation plus justes, ces courbes de phase devraient être non repliées, de manière à conserver des valeurs positives sur la partie dominée par le passe-haut, et négatives pour la partie passe-bas, donnant des variations ici de +360° à -360°.
Pour un vrai retard, idem, la courbe doit rester dépliée, par exemple un retard pur de 1 ms correspond à -360° à 1 kHz , et -720° à 2 kHz ect .
Le problème de la courbe de phase pour une enceinte multi-voies est différent lequel peut donner une courbe passant réellement plusieurs fois par 0°.
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phase et placement de T= 0 sur un dirac parfait :
retard pur et phase : importance de l'échelle des fréquences lin / log
http://www.albedoaudio.com/files/Fase%20Eng.pdf
retard en échelle log et replié
calage de t=0 et group delay :
Pour obtenir des courbes de phase calées sur l'impulsion dans Arta,
il est nécessaire d'obtenir la valeur du predelay,
cad le temps entre le début de la fenêtre et le sommet de l'impulsion:
exemple avec une impulsion théorique:
wrap / unwrap
Le terme usuel en français de plier / déplier, lié au problème de la représentation plane, est moins pertinent que wrap qui peut se traduire par enrouler :
le phénomène de rotation de phase illustré en 3D:
http://www.techniquesduson.com/Phase.pdf
phase enroulée / 3D / 2D est ensuite dépliée ou pas.
La littérature autour du sujet présente volontiers le déphasage comme un phénomène
assimilable à un retard.
On peut l'imaginer comme un retard complexe, décomposable en retard de phase et retard de groupe. Lorsque ces valeurs sont égales et constantes, alors retard de phase = retard de groupe = retard temporel.=> déphasage linéaire.
(Un peu comme l'impédance d'une enceinte, ce n'est que si elle est linéarisée qu'elle devient assimilable à une résistance )
Si tout retard peut être vu sous l'angle d'un déphasage équivalent, l'inverse est faux,
ex : Pour un filtre d'ordre 1, chaque voie passe haut et passe bas voit sa phase tourner, présente donc un temps de propagation de groupe non nul, cependant il l'est pour la somme des voies. La phase ne crée pas le temps.
Décomposition voies : burst à Fc filtre premier ordre:
ce qui suppose que les hp sont alignés:
trois types d'alignements
observés par le placement relatif des impulsions
deux voies, FC : 1kHZ
Les impulsions dans Rew apparaissent à amplitude normalisée à 100%.
En fait leur amplitude réelle est fonction de la largeur de bande en fréquence vue en échelle linéaire, et apparait ainsi dans Arta ou Holm, ce qui rend celle d'un grave ou bas médium très peu lisible.
Leur placement relatif peut être observé en utilisant la fonction loopback, un canal est rebouclé pour servir de référence temporelle
avec des impulsions théoriques :
1 : Avec un filtre LR4 iir
Type causal, à phase minimum pour chaque voie, la conséquence ne peut précéder la cause : l'impulsion de la voie haute est alignée sur le tout début de l'impulsion de la voie grave. Dans overlays / impulses :
Le bon placement se vérifie avec la fonction A+B,
conduisant à une réponse droite
Filtrage LR4 FIR à phase linéaire:
non causal : les impulsions sont symétriques, toutes placées sur leurs sommets, leur somme donnant ici, sur impulsions de synthèse, un dirac parfait.
Filtre IIR à décalage : type dit "quasi-optimal"
selon Jean-Michel Le Cléac'h :
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