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image121-4.jpg


Matériel pour les mesures d'un HP ou d'une enceinte

Mise à jour : 4 février 2017.


Les deux types de mesures :

Vous pouvez mesurer un HP ou une enceinte dans le domaine électrique ou acoustique.

  • Dans le domaine électrique, à partir de la mesure de la courbe d'impédance, vous pouvez calculer les paramètres de THIELE et SMALL d'un HP, et avoir les courbes d'impédance et de phase électrique.
  • Dans le domaine acoustique, avec un micro, vous pouvez avoir la courbe de réponse du HP ou de l'enceinte, la réponse sur une impulsion, la courbe de phase acoustique, le spectrogramme.

Dans les deux cas, les logiciels de mesure permettent d'exporter les fichiers de résultats, pour les utiliser dans un logiciel de simulation.
Pour ARTA dont je parle dans ce chapitre, c'est la version payante qui permet l'exportation des résultats.


Matériel :

Le matériel que j'utilise pour la mesure :

  • Carte son M-AUDIO FAST TRACK PRO.
    Fin 2012, cette carte n'existe plus sur le marché en neuf. Plusieurs membres du forum MELAUDIA utilisent une TASCAM US-122 MK2.
  • Une liaison stéréo RCA (ou une liaison numérique S/PDIF)
  • Un PC, pour bien faire portable
  • Logiciel de mesure ARTA (ou HOLMImpulse, ou REW.).
    La version gratuite ne permet pas d'enregistrer les résultats. Tout le reste est identique à la version payante.
    Il y a trois modules, arta.png et steps.png pour la courbe de réponse, limp.png pour les paramètres de THIELE et SMALL du HP.
    Les explications logicielles dans les chapitres suivants préciseront le module ARTA utilisé.
  • Livre de Joe d'Appolito : Le haut-parleur, manipulations et mesures électro-acoustique, aux éditions Publitronic/Elektor.


Matériel spécifique pour les courbes de réponses :

  • Micro BEHRINGER ECM8000, ou un équivalent avec son fichier de calibration.
  • 7 à 10 m de câble XLR
  • Un pied photo, détourné en pied micro
  • Bague interface pour adapter le pied au support micro


Matériel spécifique pour les courbes d'impédance :

  • Un câble à bricoler pour la mesure des impédance
  • Un baffle plan CEI
    .
  • Une solution toute prête, logicielle et matérielle, pour la mesure des paramètres de THIELE et SMALL d'un haut-parleur le DAYTON AUDIO DATS Woofer Tester.
    La garanti d'y arriver, la très grande simplicité, a un prix...


Autres documentations utiles :


Prise en main du matériel :

La table de mon ancien salon était parfaite pour cela

image423.jpg



Le micro :

Le micro est nécessaire pour la mesure de la courbe de réponse, ou les autres mesures associées, avec ARTA arta.png ou steps.png.

Même si les micros sont vendus comme des micros de mesure, il ne sont pas parfaitement linéaire pour autant.
Il est possible de trouver sur Internet la réponse de plusieurs dizaines de micros BEHRINGER ECM800 :

ecm8000.jpg

Vous allez me dire, "Mais comment mesurer juste avec un micro aussi mauvais ?".
Simplement en rentrant, dans le logiciel de mesure, la courbe de réponse et de phase du micro, pour que le logiciel corrige ce qu'il mesure en fonction de la courbe de réponse de votre micro.
Cela repose sur l'hypothèse que vous avez un micro et un seul, et que vous en prenez bien soin.

Cela veut dire qu'une mesure juste ne peut se faire qu'avec un micro étalonné, pour avoir la courbe de correction.
Une solution un plus économique est d'utiliser la corrections moyenne d'un grand nombre de micros identiques.
C'est un membre du forum, Lechacal619, qui a réalisé ce fichier, et qui a ouvert une discussion sur les micros sur le forum.
Un simple coup d'oeil permet de vérifier que cette courbe est bien la moyenne des mesures ci-dessus.

courbe de calibration ECM 8000

Il y a un 2eme piège.
Certain logiciel, tel ARTA, demande un fichier de correction qui est l'image des courbes ci-dessus. Autres logiciels :
D'autre logiciel, tel True RTA, demande un fichier de correction qui est l'inverse des courbes ci-dessus. Autres logiciels :

En conclusion, une bonne mesure ne peut se faire qu'avec un micro étalonné, avec la courbe de correction qui correspond à votre logiciel de mesure.
Cela vous demande de savoir le type de fichier que demandent les logiciels les plus utilisés.

 

Micros avec courbe d'étalonnage :

DAYTON EMM-6. et en Français.

Société faisant l'étalonnage d'un micro :

ISEMcon, Acoustic & Vibration division

 

Fichiers de correction pour micro ECM 8000 :

image691.jpg

Télécharger le fichier de compensation pour True RTA ou similaire
Format .txt
Format .mic

Télécharger le fichier de compensation pour ARTA ou similaire
ECM 8000 Calibration Générique
Voir le fichier au format txt.


Calibration de votre installlation de mesure :

Calibrer son système pour mesurer des enceintes avec ARTA.
Ce PDF est très bien fait, inutile pour moi de passer du temps à faire moins bien...


Calibrateur pour microphone :

Si vous avez besoin d'avoir une mesure de niveau sonore précise, un calibrateur de micro est nécessaire. Le calibrateur s'enfile sur l'extrémité du micro, et envoie un niveau sonore très précis. Il suffit de régler le gain de la chaîne de mesure pour retrouver le même niveau sonore.
Si vous voulez pouvoir discuter sur un forum du niveau sonore d'écoute moyen qui vous convient, ne le faites pas avec un Smartphone qui n'est pas étalonné, et qui est donc trop impréci. Vous allez vous faire renvoyer dans vos 22 m !!!
Une bonne mesure devrait se faire à 85 dB au point d'écoute. Sans calibrateur vous pouvez faire une mesure en relatif, et dire que le 30 Hz est à -6 dB par rapport au 1000 Hz par exemple. Le calibrateur vous permet de dire en plus que vous avez fait cette mesure à 85 dB au point d'écoute.
Avec un calibrateur, vous pouvez mesurer le bruit de fond de votre pièce d'écoute.


La box ARTA :

Le but de cette box est de pouvoir mesurer la courbe d'impédance et la courbe de réponse sans rien avoir à débrancher entre les deux mesures.
C'est certainement très utile pour les fabricants d'enceintes, beaucoup moins pour un particulier qui doit réaliser son coffret entre les deux.

PDF de la box ARTA

Acheter la box ARTA


Câble de mesure d'impédance :

Lors des mesures d'impédance, ARTA limp.png recommande d'utiliser un ampli entre la carte son et le haut-parleur.
Cela permet d'avoir un bon rapport signal / bruit lors de la mesure, et de mesurer les paramètres du HP à votre niveau normal d'écoute.
Dans le cas des mesures avec un ampli, la résistance de 475 Ohms passe à 27 Ohms / 20 W environ dans le schéma ci-dessous.
Ce qui est marqué "sortie" est la sortie haut-parleur de l'ampli.
Les 475 Ohms sont remplacés par 27 Ohms / 20 W.
Les entrées rentrent directement dans la carte son.

Lorsque j'aurai modifié mon câble de mesure, et refait des photos, la partie ci-dessous sera modifiée.


Ne pas utiliser le branchement direct sur la carte son ?
Je mesure ainsi depuis des années, et lorsque je compare mes mesures avec les paramètres des fabricants, les différences ne sont que celle des HP et pas celle de la méthode de mesure. Je suis peut être un peu moins précis, mais la précision obtenue est suffisante.

Je me suis réalisé un petit bout de câble, avec une résistance de référence. La valeur de cette résistance, 475 Ohms,
Le dessin est réalisé avec une prise RCA pour la sortie carte son, et deux prises RCA pour les entrées carte son.
En pratique, les deux entrées de la carte son sont sur jack stéréo, branchées avec la masse sur la partie arrière, et le signal sur la bague centrale. La partie avant des deux jack n'est pas utilisée.

image570.jpg

La photo "vue arrière" de la cate son FAST TRACK PRO avec le câble de mesure d'impédance est surtout ma mémoire, quand il faudra refaire des mesures dans quelques mois avec ARTA.
J'avais les adaptateurs RCA / jack 3.25 stéréo.
J'avais deux adaptateurs jack 6.35 / jack 3.25.
Oui, ce serai bien mieux avec deux jacks stéréo direct...

Câblage :
Pour les deux adaptateurs, le point chaud de la RCA est relié à la bague centrale du jack 6.35 mm.
Pour les deux adaptateurs, la masse est la grande bague.
Pour les deux adaptateurs, la bague d'extrémité n'est pas utilisée.
Le repère bleu ajouté au scotch sur les adaptateurs correspond a l'entrée droite, a la bague d'extrémité.

image572.jpg

image571.jpg




Mesure des paramètres T&S d'un HP : Fs, Re, Qms, Qes, Qts et Sd

Mise à jour : 2014-09-03.


Formulaire de calcul des paramètres T&S, 1/5
Je vous conseille d'avoir lu ce chapitre et le suivant, avant de l'utiliser.


Votre HP est-il dans la base de données ?

Je vous recommande de mesurer vous même les HP en votre possession, car les paramètres peuvent varier de façon assez importante, surtout pour les marques les moins sérieuses.
Si vous n'avez pas le matériel de mesure, les données constructeurs sont la seule solution.

Paramètres de THIELE et SMALL, classés par marque et diamètre, en 2 ou 3 clics de souris seulement.


Placement du HP :

La mesure des paramètres THIELE et SMALL ne devrait se faire que le haut-parleur monté sur un baffle plan CEI suspendu, et loin de toutes les surfaces réfléchissantes.
Je mesure le plus souvent les HP posés par l'aimant sur deux ou trois boites de conserve, le tout posé sur une table. Ce n'est pas idéal, mais c'est très rapide a mettre en place.

image697.jpg


Mesure de Re :

Re est la résistance de la bobine mobile du haut-parleur au courant continu. Ce n'est pas l'impédance du HP comme je le vois parfois dans les données T&S des HP rentrés dans la base temporaire.
Pour le logiciel ARTA dont je parle ci dessous, Re c'est Voice coil Résistance (Ohms)

La résistance Re de la bobine doit être mesurée très précisément.
J'ai utilisé, par le passé une pas trop vieille batterie de voiture de 12 V comme source de tension continue qui ne s'écroule pas pendant la mesure.
Le HP était branché en série avec une résistance de 68 Ohms.
Imaginez que vous releviez U1 = 10.5 V aux bornes de la résistance de 68 Ohms et  U2 = 1.5 V aux bornes du HP.
Le courant qui traverse le circuit est I = U1 / R = 10.5 / 68 = 0.154 A.
La résistance de la bobine est Re = U2 / I = 1.5 / 0.154 = 9.71 Ohms.
Il y a un calcul direct, en remplaçant I par sa valeur dans l'équation de RCC qui donne :
Re = R * U2 / U1 = 68 * 1.5 / 10.5 = 9.71 Ohms.

Vous allez me dire comment être sur de la valeur de la résistance de 68 Ohms ?

  • Première méthode, vous utilisez votre multimètre pour mesurer directement le courant dans le circuit.
    Avec I et U2, vous calculez directement Re.
    (Avec la batterie dont la tension ne s'écroule pas pendant les mesures, vous avez le temps...)

  • Deuxième méthode, vous mesurez au multimètre une résistance de 680, 820 ou 1000 ohms. La précision sera bonne.
    En mettant en série la résistance de 680, 820 ou 1000 ohms et celle supposée de 68 Ohms, et en appliquant la méthode ci dessus (la résistance de 68 ohms remplace le haut-parleur), vous mesurerez précisément cette résistance de 68 ohms.
    Puis connaissant exactement cette résistance de 68 ohms, vous pourrez mesurer précisément RCC.

La résistance de 68 Ohms doit être assez puissante :
Dans notre exemple, 0.154 A et 10.5 V, la puissance dissipée par la résistance est de 10.5 * 0154 = 1.6 W.
Une résistance cimentée de 5 ou 10 W est nécessaire, mais nous avons tous ça en stock pour la mise au point des filtres passifs...


Mesure de Sd :

Sd, c'est la Surface du diaphragme, la surface de la membrane qui pousse l'air.
La question que vous vous posez tous est : Ou s'arrête la membrane et ou commence le châssis ?

Entre la membrane et le châssis il y a la suspension extérieure de la membrane.
Au plus prés de la membrane, la suspension bouge comme la membrane.
Au plus prés du châssis, la suspension ne bouge absolument bas.
Au milieu de la suspension, la suspension bouge de la moitié de ce que bouge la membrane.
C'est donc à la moitié de la suspension que se mesure le diamètre qui permet de calculer Sd.

Un simple mètre ruban suffit pour mesurer le diamètre, avec une précision de l'ordre de millimètre.
Pour bien prendre le diamètre, prenez un repère sur deux trous de fixation diamétralement opposé du châssis.
Soit D le diamètre en centimètre, Sd = Pi * D2 / 4 avec Pi = 3.14159. Sd est en cm2.
Le logiciel ARTA vous demande le diamètre, la base de données HP vous demandera la surface.

Si le milieu de la suspension est difficile à définir, vous pouvez faire la moyenne entre le bord fixe de la suspension et le bord fixé à la membrane. Ce n'est pas forcément plus facile, tout dépend du HP.
N'oubliez pas que la suspension a une partie collée sur la membrane. Cette partie collée, c'est encore la membrane.
N'oubliez pas que la suspension a une partie collée sur le châssis. Cette partie collée, c'est encore le châssis.

Enfin, pour ceux qui remesure eux même un HP dont les constructeurs indiquent les paramètres T&S, il n'y a rigoureusement aucune raison pour que vous ayez un Sd différent de celui du constructeur.
Je peux comprendre, avec les tolérances de fabrications des HP, qu'il y ai des différences sur Fs, Qms, Qes, VAS.
Une différence sur Re est plus difficilement compréhensible (Erreur sur le nombre de tours de fil sur la bobine, ou sur le diamètre du fil ?).
Une différence sur Sd est totalement incompréhensible. (Et si vous voulez entrer votre version mesurée du HP en base de données, je saurai vous rappeler que Sd ne peut pas être différent).
La bonne solution est de prendre la surface donnée par le fabricant du HP, et de regarder les HP équivalent au votre en utilisant 2 ou 3 caractères de la référence


Mesures par logiciel :

Un tutoriel pour la mesure des paramètres de THIELE et SMALL avec ARTA limp.png, tutoriel écrit et commenté par des membres du forum MELAUDIA.

La courbe d'impédance est donnée directement par le logiciel : ARTA limp.png dans mon cas.
La version gratuite ne permet pas d'enregistrer les résultats. Tout le reste est identique à la version payante.
Il suffit de mettre le curseur sur la courbe pour lire directement en bas à gauche les valeurs numérique recherchées.
J'ai limité la fenêtre entre 5 et 500 Hz, mais il est parfaitement possible d'aller jusqu'a 20kHz.

image569.jpg

La méthode est rigoureusement celle décrite à la fin du chapitre, si ce n'est que les mesures sont faites avec le PC, enregistrées avec un logiciel, et restituées à la demande.

image574.jpg


ARTA LIMP va plus loin que ça, et vous évite tout les calculs.
Il suffit de faire la première mesure à vide, de cliquer sur Overlay puis Set as overlay, et de faire une deuxième mesure avec la masse additive.
Plus aucun calcul, pas de tableur ou de calcul en ligne, le résultat arrive tout seul :

image618.jpg

Quelle masse additive ? Je faits dans l'ultra simple, soit je pique des billes de verre à mon gamin, soit je prends des petits cailloux dans le jardin, que je pèse avec un pèse lettre ou avec une balance plus précise.


Mesures à l'ancienne :

La mesure des paramètres T&S du HP, c'est la mesure de points particuliers sur la courbe d'impédance.
Si vous savez mesurez et trouver ces points particuliers, vous aurez les paramètres T&S du HP.

image214.jpg

Il vous faut un générateur de fréquences sinusoïdales, une résistance d'environ 1000 Ohms (560, 680, 820 ohms conviennent aussi), le haut-parleur, et trois fils de liaison soudés.
La résistance de 1000 Ohms limite fortement le courant qui circule dans le circuit. Le générateur est assez puissant.
Et si votre résistance fait 680 Ohms au lieu de 1000, cela marche aussi...

A une fréquence données vous mesurez la tension U aux bornes de la résistance de R=1000 Ohms avec un multimètre.
Vous calculez I = U / R.
Puis vous mesurez U1 aux bornes du HP, sans rien changer sur le montage et sur le générateur.
Vous calculez Z = U1 / I.
Sachant que I = U / R, ==> Z = U1 * R / U.
Si vous vous arrangez pour générer un courant de 10 mA pendant la mesure, vous lisez directement la la résistance en Ohms en mesurant la tension aux bornes du HP.

Avez vous vérifié que votre multimètre était capable de mesurer une tension a la fréquence du générateur ?
Ce serai dommage de passer du temps à mesurer pour rien...


Formulaire de calcul des paramètres T&S, 1/5
Je vous conseille d'avoir lu ce chapitre et le suivant, avant de l'utiliser.



Mesure des paramètres THIELE et SMALL d'un HP : Mms, VAS et BL

Mise à jour : 2011-09-04.


Formulaire de calcul des paramètres T&S, 1/5
Je vous conseille d'avoir lu ce chapitre et le précédant avant de l'utiliser.


La masse mobile du haut parleur se mesure en ajoutant une masse (de la patte à modeler, appliquée avec soin autour du cache noyau) dont la valeur est connue à 0.1 g près. Avec quelques explications, votre pharmacien vous fera cette pesée précise. Cette masse doit être suffisante pour décaler la fréquence de résonance de 20 à 50%.

Un internaute me faisait remarquer que les pièces de monnaie ont une masse relativement constante, et connue à 0.01 g prés.
Si la mesure se fait avec un courant assez faible, les pièces posées sur le cône ne vibrent pas.
Vérifiez bien au préalable que les pièces ne restent pas collées contre l'aimant du HP. Cela fausserai la mesure.

Un autre internaute, Hervé, me donne l'info suivante :

Peser une masse de façon précise sans poids :

image311.jpg

Je vous défie de trouver plus précis !
Puis pesez la pâte à modeler avec !

Impossible, me direz-vous ? Eh bien, après un peu de bricolage, c'est possible, et au gramme près !
Il vous faut :

  • Un ressort suffisamment fin, par ex. récupéré d'une vieille cellule de réverbération.

  • Une embase et quelques morceaux de bois ou de plastique. Des chutes d'aluminium peuvent également faire l'affaire.

  • Une seringue d'un kit de remplissage de cartouches d'encre d'imprimante de 10 ml.

Avec l'embase et les morceaux de bois ou de plastique, faites une potence et fixez-la sur le support.
Percez un trou pour l'accrochage du ressort sur le bras horizontal de la potence.
Avec une chute d'aluminium et un morceau de fil de fer, faites un petit plateau que vous accrocherez au ressort. Munissez-le d'une petite flèche, pour le repérage de la graduation.

Pour le marquage de la graduation, munissez-vous d'un petit récipient capable de contenir 50 ml d'eau. Un bouchon de dosage récupéré d'un flacon de produits de teinture des cheveux fait très bien l'affaire !

Posez le petit récipient sur le plateau.
Repérez le 0 (Par la suite, il faudra garder ce récipient vide sur le plateau pour toutes les pesées).
Remplissez la seringue de 10 ml d'eau. Videz-la dans le récipient -> Repérez 10 g
Recommencez avec10 autres ml d'eau -> 20 g et ainsi de suite !
Voulez-vous repérer les grammes ? Versez alors 1 ml d'eau ->1 g, 2 ml d'eau -> 2 g, etc...

Sur la photo, c'est le mien. Comme je n'avais besoin que de repérer 20 g, je ne l'ai gradué que tous les 10 g.
La petite flèche, en plastique mince, fait également office d'antirotation pour le plateau. Facile et pas cher du tout !

À côté, le joint en D blanc et un peu derrière, du joint en E marron, mais ça c'est pour le chapitre réparation des haut-parleurs..

C'est avec ça que je me suis fabriqué un anneau en plastique de 20 g pour déterminer le Vas et le Mms de mes HP JAMO et Infinity dont les caractéristiques sont introuvables.

  • Soit Fs, la fréquence de résonance du haut-parleur sans la masse.

  • Soit FRA, la fréquence de résonance du haut-parleur avec la masse.

  • Soit MA, la masse additionnelle.

Mms = MA / ( ( Fs / FRA )2 - 1 ).
J'ai prévu trois cases pour MA et FRA, pour comparer les résultats avec trois masses différentes :

  • Une inférieure à la masse de la membrane.

  • Une a peu prés égale à la masse de la membrane.

  • Une supérieure à la masse de la membrane.

S est la surface de la membrane du HP, dont vous mesurerez le diamètre au mètre ruban, pour calculer ensuite la surface.

Avec Ma en Kg, Mms en Kg, S en m2.

Francis IBRE m'a envoyé un courriel qui dit :

Notez que lorsqu'on détermine la masse mobile par la technique de l'alourdissement, on trouve directement Mms.
On peut donc calculer Mmd en retranchant Mma : Mmd = Mms - Mma.

En plus de la masse mobile **mécanique** Mmd constituée par la bobine et son support, la membrane, une partie du spider, une partie de la suspension externe, l'inertie de l'équipage mobile est augmentée à cause du **freinage** apporté par le rayonnement de l'onde sonore.
Autrement dit la membrane est **chargée** par une impédance mécanique, réactive, inductive dans ce cas, ce qui fait qu'on la modélise par une masse (analogie masse = self-inductance = inertie)
Cette inertie ne dépend pas de la pression SPL du son rayonné, mais seulement de l'impédance de rayonnement, donc de la surface de rayonnement.

Trois formules permettent de déterminer Mma (en Kg) :

  • Mma = 2,67 x Ro x R3  avec R rayon du piston (membrane) en m et Ro masse volumique de l'air = 1,200 kg/m3 à 40% d'humidité relative = ( 8 x Ro x  R3 ) / 3

  • Mma = 0,394 x D3  avec D diamètre membrane  en m

  • Mma = 0,566  x Sd1,5  avec Sd surface active en m2 = 8 x Ro / ( 3 x Pi1.5 ) x Sd1.5

Notez aussi que sur un baffle plan, les deux côtés de la membrane sont chargés indépendamment, ce qui fait qu'il se produit une réactance de masse des deux côtés.
Si on a mesuré Mms par alourdissement, alors M'ms = Mms + Mma

Je ne peux que vous conseiller la lecture de l'excellent livre de Francis IBRE : Bien entendu, Itinéraire d'un audiophile.
Notez que ce que j'ai appelé Mma est aussi appelé Mmrf pour "Masse mécanique de rayonnement frontal"

VAS = ( C * S / 2 / PI / Fs )2 * Ro / Mms.

Avec C = 343.4 m/s, Ro = 1.200 Kg/m3, Mms en Kg, VAS en m3.
Sous les tropiques, prenez la valeur de C et Ro qui correspond à votre cas, voir en annexe.

BL = RACINE (2 * PI * Fs * Mms * Re / Qes ).

Avec Mms en Kg, VAS en m3.
Le tableur fait les corrections d'unités qui sont nécessaire.

image330.jpg

Il existe une autre méthode de mesure, en montant le HP dans un enceinte close parfaitement étanche.
La perfection n'est pas de se monde, je ne détaillerai pas. (ou du moins pas encore...)
Simplement dans ce cas c'est Mmd qui est mesuré. Il faut ajouter Mma pour avoir Mms = Mmd + Mma.

Francis Brooke à une méthode rigoureuse pour trouver les vrais paramètres du HP.


Formulaire de calcul des paramètres T&S, 1/5
Je vous conseille d'avoir lu ce chapitre et le précédant avant de l'utiliser.



Formulaire de calcul des paramètres THIELE et SMALL, 1/5

Mise à jour : 2011-09-04.


Je vous conseille d'avoir lu les deux chapitres précédant avant d'utiliser ce formulaire.
Mesure des paramètres T&S d'un HP : Fs, Re, Qms, Qes, Qts et Sd.
Mesure des paramètres T&S d'un HP : Mms, VAS et BL.

A l'heure des logiciels de mesure à partir d'un PC, mon formulaire ne sert plus a grand chose.
Il me permet simplement de supprimer du site un tableur qui faisait la même chose.
En page 5/5, s'il vous manque un paramètre calculé, demandez le...


Notations : FR du schéma = Fs dans le texte. RCC du schéma = Re dans le texte. Le schéma sera modifié...

image17.gif

Résistance au courant continu de la bobine mobile (Re) en Ohms :
Impédance maximale à Fs (Z Max) en Ohms :


Dans son livre AUDIO, Mario ROSSI indique qu'il est parfois difficile de trouver la valeur la fréquence de résonance Fs exacte (Page 564, chapitre 9.2.24) :

A Fs, la courbe passe par un maximum noté Zmax. En pratique, ce maximum n'est pas assez aigu pour déterminer Fs avec la précision nécessaire. Aussi se base t'on sur la symétrie de la courbe : Pour un même désaccord en dessous ou en dessus de Fs, on a la même valeur d'impédance. Soient les fréquences F1 < Fs et F2 > Fs telles que Z(F1) = Z(F2) = "Z de F1 et F2", on a Fs = racine( F1 * F2 ).

Je ne vous demanderai donc pas Fs, il sera calculé à partir de F1 et F2...



Mesure spécifiques pour un tweeter

Mise à jour : 2008-05-30.


Un tweeter se mesure exactement comme un haut-parleur de grave.
La connaissance de Fs, Re, Qms, Qes et Qts du tweeter permet de calculer le correcteur RLC qui linéarisera l'impédance à la fréquence de résonance, et permettra d'avoir l'atténuation souhaitée.
J'utilise les formulaires au bas du chapitre La correction d'impédance RLC série avec toutes les explications qui vont avec.

La seule difficulté pour rentrer les valeur Zmax, F1 et F2 peut venir que le fabricant donne une échelle de l'impédance non pas linéaire mais logarithmique. Une telle échelle logarithmique se repère facilement avec un intervalle constant entre 4, 8, 16 et 32 Ohms.
Les difficultés existent si vous utilisez la courbe d'impédance donnée par le fabricant, et n'existe pas si vous mesurez vous même le tweeter. Hors nous sommes dans le chapitre mesure !!!
Les explications ci-dessous concerne un ancien outil de calcul avec un tableur, outil que je n'ai pas transposé en PHP. Si vous en avez l'utilité, faites le moi savoir.



Vous entrez case K4 à K7, 2 points de cette échelle, par exemple 4 Ohms (K4) à la 4eme ligne (K5), 32 Ohms (K6) à le 22eme ligne (K7).

Pour trouver la valeur de Zmax, vous entrez une estimation de l'impédance, par exemple 12 Ohms. La feuille calcule Échelle 13.51. si Zmax n'est pas à la ligne 13.51 mais 14.5, vous faites en cliquant sur la case K15 Outils, Valeur cible, Atteindre 14,5, Modifier K14. La valeur de Zmax est 13.45 Ohms que vous recopierez en C6.

La feuille calcule Z de F1 et F2 = 7.95 Ohms. Vous recopiez cette valeur en K14. La feuille vous calcule directement à quelle ligne il faut relever F1 et F2.

image332.jpg



Mesure de la courbe de réponse d'un HP

Mise à jour : 21 juin 2018.


Des liens très utile :


Réglage hauteur et distance du micro :

Réglage de la hauteur du micro pour mesure des enceintes principales. Vous avez une meilleure méthode ?
Aujourd'hui j'ai la petite pièce interface qui permet de visser sur le pied le support plastique du micro.

Champs proche :
Vous mesurez le HP, sans prendre en compte la taille de l'enceinte et la pièce.
Limite : 0.11 x D, ou D est le diamètre de la membrane en cm.
Fréquence limite de mesure : Flim = 10950 / D. Au dessus la mesure en champs proche n'est plus valable.
Pour un HP de 21 cm avec une membrane de 220 cm2, 16.7 cm de diamètre, c'est une distance de 1.8 cm, et une fréquence limite de 655 Hz.

Champs lointain :
Vous mesurez le HP et la taille de la face avant de l'enceinte, sans prendre en compte la pièce.
Il ne faut prendre que 30 ms après l'impulsion pour éviter les retours de la pièce. Ces 30 ms limitent l'étendue de la réponse valide dans les graves
Dans une grande pièce avec des échos qui arrivent plus tard, ou en extérieur, vous pouvez augmenter les 30 ms vers 40 ms.
Pour Joe d'Appolito, le champs loingtain c'est 3 à 4 fois le diamètre du haut-parleur.
HP de 7" : Mesure à 60 cm, HP de 8" : Mesure à 70 cm, HP de 15" : Mesure entre 120 à 140 cm.

Dans le plan du sol :
Avec le micro posé par terre.
Le micro doit être placé à la distance défini dans le champs lointain.
La sensibilité mesurée dans le plan du sol est de +6 dB par rapport à la même sensibilité mesurée dans le champs lointain.

Au point d'écoute, c'est un champs lointain réverbérent :
Vous n'éviterez pas les réflexions de la pièces, et les perturbations qui vont avec.

Ma recommandation : Mesure en champs lointain. Eviter la mesure au point d'écoute.

image424.jpg


Je ne dois pas être le seul à penser que pointer le micro vers la source sonore est la meilleure des solutions. Pourtant ce lien vers un PDF Cross spectrum labs montre bien que le micro est plus linéaire lorsqu'il est placé verticalement. Un fichier de correction est pratiquement inutile dans ce cas.

Entrons dans le vif du sujet :

image429.jpg


Réglages des entrées et sorties :

Lorsque l'on fait des mesures que de temps en temps, comme dans mon cas, impossible de se rappeler comment il faut paramétrer les logiciels pour que ça marche sans passer une heure à retrouver les choses.
Cette partie vous aidera sans doute beaucoup, mais c'est aussi ma mémoire écrite...

 

Dans la carte son FAST TRACK PRO pour une mesure de la courbe de courbe de réponse.

Dans mon cas, j'utilise la sortie numérique S/PDIF, et je rentre le micro dans l'entrée Balanced Input 1.
Pour une sortie en analogique, vous avez les Ouputs 3 & 4 en analogique sur prises RCA.
Notez bien le "connected" en haut à droite qui vous dit que la FAST TRACK PRO est bien allumée, et qu'elle est reconnue par le PC.

fast-track-pro-1.jpg
fast-track-pro-2.jpg

 

Dans le logiciel ARTA :

Cliquez sur le micro dans les menus, à coté du triangle orange.
Le logiciel est réglé pour prendre les sorties 3 & 4 analogique ou S/PDIF, et les entrées 1 & 2.
A vous de faire le branchement qui correspond à ce paramétrage. Une fois fait, ça marche !!!

arta2.jpg
arta1.jpg


Paramétrage ARTA :

J'ai posé une question de confirmation des valeurs à utiliser sur un forum de spécialistes.
Les valeurs Sweep sont confirmées.
Vous pouvez aussi consulter Cette explication sur le forum MELAUDIA. FFT 1 ou 2 k, Séquence length 256 k.
Mon expérience sur le réglage FFT, 2 k pour avoir une bande passante qui descend assez dans le grave, et peut être 4 k pour un SUB qui descend très bas.


Réglage de la FFT :

fft.jpg


Réglages dans Record, Impulse response / Time record :

periodic-noise.jpg
Paretrage ARTA pour mesure en sweep
mls.jpg


Calibration :

PDF en Français sur : Calibrer son système pour mesurer des enceintes avec ARTA.


Mesures de base avec ARTA :

Je ne suis pas un spécialiste de la mesure. Je ne fait qui montrer ce que l'on peut obtenir avec ce logiciel et les réglages de base, et comment on l'obtient.
Il y a des réglages fins qui doivent être approfondis : Le mode d'emploi ARTA.

Commencez par lancer ARTA.

image883.jpg


Appuyez sur FR1

image884.jpg


Appuyez sur la flèche rouge, puis sur le carré rouge, enfin sur le bouton IMP

image885.jpg


En appuyant sur le bouton FR, puis dans le fenêtre qui s'ouvre sur M+P, et en cochant dans View "Minimum phase", vous obtenez les deux courbes ci-dessous :

image886.jpg


Fermez la fenêtre. Bouton STEP. Impulsion de base à 6.21 ms, écho à 9.5 ms. différence 3.3 ms, c'est à dire 1130 mm.

image887.jpg


Fermez la fenêtre. Bouton CSD :

image888.jpg


Fermez la fenêtre. Bouton BR

image889.jpg


Mesures avec HOLMImpulse :

Mesures avec HOLMImpulse



Garder la partie utile de l'impulsion

Mise à jour : 2012-07-08.


Lors de la mesure, après avoir appuyé sur le bouton IMP vous obtenez la courbe ci-dessous :

impulsion1.jpg


Cette courbe comprend une impulsion principale, et un echo à cause des résonances ou des réflexions dans la pièce.
Nous allons garder l'impulsion principale, et éliminer la résonance de la pièce.
Faites un clic droit de la souris, en positionant le curseur juste avant l'écho. Vous obtenez la courbe ci-dessous :

impulsion2.jpg


Faites un clic gauche de la souris, en positionant le curseur avant l'impulsion principale. Vous obtenez la courbe ci-dessous :

impulsion3.jpg


Seule la partie en vert de l'impulsion, la partie significative, sera utilisée pour calculer les autres courbes.
La difficulté est d'avoir le paramètrage de ARTA qui convient pour avoir un résultat exploitable...



Réglage des délais entre les HP

Mise à jour : 2012-07-08.


Délais entre les HP :

Vous pouvez avoir mesuré et réglé votre système le mieux possible, vous n'êtes pas à l'abri de surprises.
Je ne doute pas une seconde que vous serez meilleurs que moi lors de votre mise au point, surtout lorsque vous aurez lu ce qui suis...

Pour le sens de branchement des HP, ou le réglage Normal / Inverted sur le DCX, les impulsions doivent partir dans le sens demandé par la simulation avec le tableur JMLC. Dans l'exemple ci-dessous, en 3 voies avec un HP relais, tout les HP sont branchés en phase, toutes les impulsions partent dans le même sens.


Mesure du HP de grave filtré à 50 cm :

grave2.jpg


Mesure du HP large bande filtré à 50 cm :

grave3.jpg


Mesure du HP de médium-tweeter à 50 cm :

grave4.jpg


La position des traits jaunes sur chacune des trois images montre un départ des impulsions identiques sur les trois HP. Est-ce le signe d'une bonne mise en phase acoustique ?
La simulation du filtre, avec le tableur JMLC donne des délais théorique identiques et nuls. Mes trois départs d'impulsion sont rigoureusement alignés, donc je devrai être en phase ?

nrds-relai-126.jpg
nrds-relai-126.jpg


Et bien non, les délais entre les HP ne sont pas bons... Il faut prendre la mesure STEP pour le voir de façon irréfutable :
Il y a 1.5 ms de décalage entre deux HP, c'est à dire 515 mm environ.

grave10.jpg

csd-1.png


Vous retiendrez de cet exemple vécu que pour trouver les délais entre les HP il faut utiliser l'analyse de la mesure STEP.


Après une autre séance de mesures, des délais mieux adaptés, voici le résultat obtenu :

grave11.jpg

csd-2.png

Ne venez pas dire que le système n'est pas en phase parce qu'il y a deux pointes : Si j'avais pu faire disparaître la 2eme pointe, je l'aurai fait.
Mais cette 2eme impulsion n'est pas un HP qui a un mauvais délais, c'est une réflexion du signal sur le joli carrelage de mon salon.
Pour le savoir de façon certaine j'ai fait varier le délais du large bande et du médium tweeter par pas de 50 mm entre 0 et 550 mm, avec une mesure à chaque fois. J'avais toujours une 2eme impulsion 1.5 ms après la première.

Le signal est revenu pratiquement à 0 à 14 ms, alors quil en fallait 17 ms avec le réglage précédant.
Les délais sont passés de 0, 12 et 24 mm à 0, 132 et 144 mm. Pour des délais théorique à 0 mm, c'est pas mal.
Le montage géométrique des HP peut justifier 30 mm, pas plus.


Configuration de l'affichage CSD utilisé ci-dessus :

csd-config.png


Délais entre les HP, 2 :

Pour la mesure de la mise en phase j'ai utilisé le logiciel AUDIOTESTER, et le signal DIRAC, qui présente le gros avantage d'un départ très propre, et d'un signal parfaitement visible et identifiable.

Pour les fréquences graves, je faits un réglage à 40.
Pour les fréquences plus élevées, il est possible d'utiliser une valeur plus faible.
Enfin si vous utiliser une valeur faible pour le grave, vous ne voyez pas l'impulsion.

dirac.jpg

Soit la mesure de mon large bande filtré à 1050 Hz, le départ de l'impulsion est à 49.95 ms environ, le maximum à 50.45 ms.

Une parenthèse au passage : L'impulsion du large bande démarre vers le haut. Branchez les autres HP pour que l'impulsion parte elle aussi vers le haut. C'est la mise en phase des HP entre eux.
Et là, nous oublions toutes les belles théories sur le branchement en ou or phase, la mesure est le juge de paix.

medium10.jpg

Soir les mesures du médium tweeter : En réglant le délai dans le filtre actif, ou par recul physique du haut-parleur, vous pouvez retenir deux solutions :

Le réglage du maximum de l'impulsion du médium tweeter sur le maximum de l'impulsion du large bande.

tweeter10.jpg

Le réglage du départ de l'impulsion du médium tweeter sur le départ de l'impulsion du large bande.
Avec une impulsion DIRAC plus petite la largeur de l'impulsion est moins grande, et le départ est moins facile à identifier.

tweeter11.jpg

Et bien sur, une seule des deux méthodes est la bonne...
Votre réflexe sera d'aligner les maximums, la bonne méthode est d'aligner les départs.
L'une des raisons est que si vous changez la valeur de l'impulsion DIRAC, la position du maximum change, et pas la position du départ.
Nous ne pouvons pas régler une enceinte sur un truc qui change tout le temps, le départ ne change pas c'est donc lui la référence...

L'explication est parfaitement compréhensible si nous analysons un signal carré, dont une partie des sinusoïdes est reproduit par un HP et l'autre partie par un autre HP.
Nous faisons l'hypothèse dans ce cas que les HP sont parfait, sans rotation de phase, sans atténuation du signal à reproduire.

En préparation.



Mesures dans les revues

Mise à jour : 2010-09-28.


Bruno me fait part des remarques suivantes :

Outre les paramètres de THIELE et SMALL fournis par les constructeurs (et les facteurs dérivés de ces paramètres comme le facteur d'accélération),  la courbe de réponse en fréquence, le taux de distorsion par harmoniques 2 et 3 pour différents niveaux sonores, et l'énergie stockée à différentes fréquences constituent des critères essentiels de choix des haut-parleurs pour vos projets d'enceinte acoustique et de baffle plan.
Mais la plupart des constructeurs de haut-parleurs ne fournissent pas ces données et très peu d'amateurs ont les instruments pour faire ces mesures. Heureusement quelques magazines papier et sites web publient ces mesures.

Deux revues en langue allemande peuvent être conseillées, même à ceux qui ne parlent pas l'allemand car les graphiques et tableaux de chiffres sont accessibles à tous les audiophiles ayant un minimum de connaissances techniques :

Elles publient chaque mois des mesures sur une quinzaine de modèles de pratiquement toutes les marques disponibles sur le marché.

Cinq sites peuvent être utilement consultés par ceux qui cherchent des données sur les haut-parleurs de marques comme Dayton, Peerless, Scan Speak, Seas, Usher, Vifa, Visaton (mais aussi quelques marques moins connues) :

Enfin, d'autres sources de mesures sur les haut-parleurs sont les quelques magazines Hi-Fi et sites web qui testent des enceintes acoustiques en donnant notamment leurs taux de distorsion. Il suffit que vous connaissiez les haut-parleurs qui équipent ces enceintes, en vous souvenant que parfois ces haut-parleurs peuvent être des modèles spéciaux non commercialisés (même si extérieurement, châssis, aimant et membrane semblent identiques à ceux que vous pouvez acheter chez votre détaillant, lemagasin du coin de la rue, ou site de vente en ligne) :

Les autres magazines publient au mieux la courbe de réponse des enceintes, mais aucune donnée sur la distorsion harmonique.

Les matériels et méthodes de mesure utilisés dans les essais publiés par des magazines papier et sites web sont tous différents. Il ne faut donc pas comparer les performances de plusieurs haut-parleurs à partir des données figurant sur plusieurs magazines ou sites différents. Par contre cette comparaison est possible à l'intérieur d'un même magazine ou site, sauf avis contraire de l'auteur des mesures.


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Merci pour votre visite.


Dôme acoustique : La conception des enceintes acoustiques.


Il y a un savoir vivre élémentaire qui consiste à demander l'autorisation avant de reprendre tout ou partie de ce qui est écrit dans ce chapitre.
Ne pas respecter ce droit élémentaire vous expose à des poursuites sous toutes les formes.