• Mesure acoustique : éléments

     

     

     

                                                      Les logiciels de mesure

     

     Holm Impulse : pc . http://www.holmacoustics.com/holmimpulse.php

    Mesure acoustique : éléments

    free, fonctions limitées mais pertinentes, va à l'essentiel

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    Rew : pc / mac http://www.roomeqwizard.com/

    free, ( donationware )  

    anciennes versions : http://roomeqwizard.com/installers/

    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  

    Mesure acoustique : éléments

    manuel :

    http://www.artalabs.hr/AppNotes/ARTA%20Handbook%20Version%202.4%20English.pdf

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    quelques liens :

    measuring hp : J. Atkinson ( stéréophile ) 

    http://www.troelsgravesen.dk/download/MeasuringLoudspeakers_JohnAtkinson.pdf

     

    https://www.youtube.com/watch?v=j77VKw9Kx6U

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    http://audioroundtable.com/misc/Mueller.pdf

     

    audioxpress.com/files/dappolito1

    audioxpress.com/files/dappolito2

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                                        les microphones de mesure

     

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    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:

        http://www.hifizine.com/2012/09/dayton-emm-6-measurement-microphone-calibrated-by-cross-spectrum-labs/

     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.

    la fonction " invert" globale est intégrée pour cet usage

    depuis rePhase 1.1.1:

     http://www.diyaudio.com/forums/multi-way/221434-rephase-loudspeaker-phase-linearization-eq-fir-filtering-tool-123.html#post4869366

    Exemple avec un UMIK1 : le déphasage est égal ou supérieur à 50° aux extrémités de bande, approximation supposant des pentes d'ordre 2 en band pass. 

     

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     calibration txt générique avec phase pour ECM 8000 :

    Télécharger « txt calibration ecm8000.txt »

                                               ---------------

     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" 

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     Tests préalables : carte son rebouclée, ici dans Holm.( en 44,1 kHz) 

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     calibration de la carte : device & signal, make

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    ou dans Rew : préférences, soundcard

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    résultat : mesure boucle avec calibration activée

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    ajouter ensuite le fichier de calibration du microphone.

     

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                               conditions idéales pour les mesures : milieu anéchoïque

     

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                        mais dans une pièce à vivre....

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    http://www.embedded.com/print/4015907

    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 )

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    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

    Mesure acoustique : éléments

    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:

     

    Mesure acoustique : éléments

     

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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

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    Idem dans Rew, gating à la largeur totale de la fenêtre,( 6ms )  mais l'affichage de la courbe s’arrête ( ou se prolonge en pointillés)  à la fréquence correspondante:

     

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    noter que la résolution effective à considérer est celle de la " right window"

    correspondant ici à 200 Hz ( 5ms) et non comme l'annonce Rew à 166 Hz (6ms)

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    autour du gating : commentaires de J-L. Ohl :

    http://www.homecinema-fr.com/forum/acoustique-correction-active-et-logiciels-de-mesure/ohl-i-need-to-know-mesures-acoustiques-et-reglages-t29972902-150.html

    " Si la fenêtre fait une milliseconde, seules les fréquences dont la période est plus courte que la fenêtre seront bien analysées : il faut que la fenêtre inclue au moins une période complète. Ce qui correspond à une fréquence supérieure à 1kHz. Mais pour avoir une résolution au 1/3 d'octave, il faut en réalité au moins 3 périodes de signal dans la fenêtre.
    Une fenêtre de 160 échantillons à 48kHz correspond à 160/48000 = 3.3ms donc environ 3 périodes de 1kHz, donc une analyse correcte à 1/3 d'octave jusqu'à cette fréquence de 1kHz."

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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

    Mesure acoustique : éléments

    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 :

    Mesure acoustique : éléments

    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

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    Mesure acoustique : éléments

    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 :

    Mesure acoustique : éléments

    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

    Le "frequency dependent window" se règle en cycles, et permet des mesures cohérentes de la phase à plus grande distance:

    Mesure acoustique : éléments

    Mesure acoustique : éléments

    L'accident à 200 Hz reste visible lequel correspond à une réflexion par le sol

    en retard d'environ 85 cm sur son direct:

    illustration S. Linkwitz

      

    http://www.linkwitzlab.com/frontiers_5.htm#U

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    Pour mettre en évidence le niveau des premières réflexions, avec l' etc

    ( energy time curve) dans Rew, overlays, ici avec une mesure au point d'écoute et micro omnidirectionnel:

    Mesure acoustique : éléments

    le traitement acoustique passif doit viser un affaiblissement mini de -15dB des premières réflexions sur 20 ms selon les travaux de S. Olive et F. Toole:

    Mesure acoustique : éléments

     

    Mesure acoustique : éléments

    https://docs.google.com/file/d/0B_l73GVBBlIUYjIwZGI3ZWItYmJlZC00NmM0LWFiMGUtNTcyMWY4MTUxYmM4/edit?pli=1%20 

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    --

    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 du microphone.

     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

      aucune mesure ici présentée n'est calibrée en niveau dBspl réel.

     

    ex . cardioïde type Neumann KM84

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    Schoeps MK41 hyper-cardioïde

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    En version abordable un T-Bone SC400 ou Behringer C1

      (donné pour 1% de distorsion à 136 dB SPL !) 

    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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    Mesure acoustique : éléments

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    2: mesure en proximité

    le champ indirect est négligeable, courbe de décroissance théorique :

     

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    mesure type sur sub :

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    near, free et far field :

    http://www.artalabs.hr/AppNotes/AP4_FreeField-Rev03eng.pdf 

    http://www.ti.com/lit/an/slaa641/slaa641.pdf 

    http://audio.claub.net/software/FRD_Blender/White%20Paper%20-%20Accurate%20In-Room%20Frequency%20Response%20to%2010Hz.pdf

    -------------------------

    mesures: liens

    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

     

    http://www.excelsior-audio.com/Publications/Phase_Response_&_Receive_Delay.pdf

    testing loudspeakers par J. D'Appolito

    https://drive.google.com/file/d/0B8OXGyAB2MTMS21yd3VIMVdBM1k/view?usp=sharing

    -------------------------

    sur le site de Denis ( SO-Audio) des articles à lire :

     

    http://so.audio.free.fr/SO-Audio.Concept_1.html

    ----------

    J-L. Ohl

    http://www.ohl.to/audio/downloads/MMM-moving-mic-measurement.pdf

    ----

    Mesure acoustique : éléments

    -

    La phase dans tous ses états:

    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

    http://www.bodziosoftware.com.au/Min_Phase_Appr_Deriveration.pdf 

     

    Mesure acoustique : éléments

     

    mesure brut d'un 17 cm à 80 cm :

    phase mesure vert, phase minimum calcul : gris

     

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    il faut retoucher progressivement le calage de T=0 sur l'impulsion                pour affiner la juxtaposition= minimiser l'"excess phase"

     

    Mesure acoustique : éléments

    idem sur un tweeter phase mesure (prune) / minimum (gris) 

     

    Mesure acoustique : éléments

    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.

    ------

    Mesure acoustique : éléments

     ll faut cependant relativiser la validité du calcul de la phase minimum par les logiciels : un passe bande LR4 + LR4 dont le résultat est connu :

    phase minimum incorrecte dans rew en haut du spectre

     

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     pas mieux avec arta :

     

    Mesure acoustique : éléments

     commentaires de J. Kreskovsky en fin de page sur l'extraction de la phase minimum par les logiciels

    http://www.diyaudio.com/forums/multi-way/221434-rephase-loudspeaker-phase-linearization-eq-fir-filtering-tool-12.html

    ----------------

    Pour une représentation plus justes, ces courbes de phase d'un passe-bande devraient être non repliées et calées 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°.

    Mesure acoustique : éléments

    Pour un vrai retard, idem, la courbe devrait préférablement être représentée 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 :

    Mesure acoustique : éléments

    retard pur et phase : importance de l'échelle des fréquences lin / log

    Mesure acoustique : éléments

     

    http://www.albedoaudio.com/files/Fase%20Eng.pdf

     

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    retard en échelle log et replié

    calage de t=0 et group delay :

    Mesure acoustique : éléments

     phase et t=0 par Alka, sur le forum Dspiy :

    http://www.dspiy.be/forum/viewtopic.php?f=2&t=151&p=3891&sid=caa4b2c3de6fc5d5560980319cdf0f4f#p3891

    ----

    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:

    Mesure acoustique : éléments

    Mesure acoustique : éléments

    Mesure acoustique : éléments

     

    --------

     

     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 :

     

    câblage par wrapping  Mesure acoustique : éléments

     

     

      le phénomène de rotation de phase illustré en 3D:

    http://www.techniquesduson.com/Phase.pdf

     

    Mesure acoustique : éléments

     

    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 donc 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.

     

    Mesure acoustique : éléments

    Décomposition voies : burst à Fc filtre premier ordre:

     

    Mesure acoustique : éléments

    ce qui suppose que les hp sont alignés: 

     

    Mesure acoustique : éléments

     

     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

    Mesure acoustique : éléments

     

     

     

     

    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 :

     

    Mesure acoustique : éléments

    Le bon placement se vérifie avec la fonction A+B,

    conduisant à une réponse droite.

    voir la vidéo de Magu ( Meyer Sound ) à partir de 54mn

    https://meyersound.adobeconnect.com/_a838360253/p9o4ms85n0y/?launcher=false&fcsContent=true&pbMode=normal

     

    Mesure acoustique : éléments

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    ---

    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.

     

     

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    ------------

    Filtre IIR à décalage : type dit "quasi-optimal"

    selon Jean-Michel Le Cléac'h :

    Mesure acoustique : éléments

     

    -------------------------

    Rew et rePhase 

     

     Les dernières versions de REW ( depuis V5, 19 beta 5 ) offrent la possibilité 

    d'extraire l'excess phase d'une mesure pour faciliter l'égalisation par

    convolution via rePhase pour une cible globale à phase minimum. Démarche:

    Soit la mesure initiale avec la phase, la phase minimum et l'excess phase:

    Mesure acoustique : éléments

     dans "all spl ", controls, générer l'excess phase version:

    Mesure acoustique : éléments

    Mesure acoustique : éléments

    exporter cette version au format  txt et faire glisser dans le fenêtre de rePhase:

    ( cliquer sur les images pour agrandir ! )

    Mesure acoustique : éléments

    linéariser totalement la courbe de phase avec les outils "filter linéarisation "

    et" paragraphic phase eq "

    Mesure acoustique : éléments

    puis effacer la mesure d'excess phase ( File, clear measurement ) ce qui laisse apparaitre maintenant l'excess phase inversé

    Mesure acoustique : éléments

    pour faire glisser la mesure initiale exportée de Rew

    Mesure acoustique : éléments

    l'égaliser en amplitude avec les fonctions " paragraphic gain EQ "

    en MINIMUM PHASE

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    Mesure acoustique : éléments

    générer l'impulsion de correction dans rePhase, l'importer dans Rew et simuler la correction avec la fonction arithmetic

    ( all spl, controls ) AxB   A : mesure , B : correction

    Mesure acoustique : éléments

    phase et phase minimum se superposent intimement comme prévu

    et la réponse transitoire ne montre quasi aucun pré ringing

    Mesure acoustique : éléments

     

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    -

     

    Mesure acoustique : éléments

     

    câblage pour mesure d'impédance avec Rew:

    prendre 100 Ohms pour Res et le même schéma que Limp ( erreur sur le manuel de Rew ) :

    sortie gauche direct vers entrée droite et entrée gauche après le pont diviseur

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     combinaisons :

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