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

Mise à jour : 15 août 2021.

 

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 (T&S), 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 et la distorsion.

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.
Avec la version gratuite vous mesurez exactement de la même façon, mais sans la possibilité d'avoir des fichiers de résultats.
Sans fichier de résultats, pas de corrections par convolution par exemple.

 

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. Le gros intérêt de cette carte était qu'il y a des entrées et sorties en face arrière qui ne sont pas atténuables par un potentiomètre.
    Plusieurs membres du forum MELAUDIA utilisent une TASCAM US-122 MK2 qui n'existe plus en 2019.
    Une TASCAM US-2X2 peut la remplacer, par contre il est indispensable de faire une calibration pour l'utiliser pour mesurer les paramètres de THIELE et SMALL d'un HP, le signal des entrées passe par un potentiomètre.
     
  • Une liaison stéréo RCA (ou une liaison numérique S/PDIF).
     
  • Un PC, pour bien faire portable.
     
  • Logiciel de mesureARTA, ou HOLMImpulse, ou REW.
    La version gratuite d'ARTA 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, ou un pied micro avec perche.
  • 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. Schéma à la fin de ce chapitre.
  • Un baffle plan CEI, bien que ce soit de plus en plus contreversé.
  • Une solution toute prête, logicielle et matérielle, pour la mesure des paramètres de THIELE et SMALL d'un haut-parleur le Système de test audio DATS V3 DAYTON.
    La garanti d'y arriver, la très grande simplicité, a un prix...

 

Autre solution logicielle / matérielle :

DAYTON AUDIO OMNIMIC V3 vous propose pour 288 € le micro USB calibré, le câble USB, le pied pour micro, un mini trépieds et le logiciel de mesure.
Le câble USB de 2.50 m est juste assez long pour mettre le PC portable de mesure proche du micro.
Rien n'est prévu pour relier le PC à la chaîne Hi-Fi, un DAC ou une carte son sera nécessaire, le carte son interne d'un PC portable n'a pas la qualité requise : Si ce n'est pas bon pour la Hi-Fi, ce n'est pas bon pour la mesure !!!

Si vous devez mesurer des enceintes multivoies pour faire un alignement des voies sur les impulsions, un micro USB est bon à rien.
Lisez les explications un peu plus bas au chapitre micro.

 

Autres documentations utiles :

 

Prise en main du matériel :

La table de mon ancien salon était parfaite pour cela.

 

image423.jpg

 

ARTA et REW :

J'ai essayé d'utiliser des mesures faites avec ARTA dans REW.
En première approche ça marche en faisant :

  • Afficher l'impulsion mesurée de ARTA, faire File, export, et prendre .WAV file (16bit PCM). Donner un nom au fichier exporté.
  • Ouvrir REW, faire File, Import impulse response, prenez le fichier exporté de ARTA.

C'est merveilleux, vous avez dans REW la courbe de réponse et de phase acoustique mesurée avec ARTA !!!

J'ai importé 4 mesures, deux mesurées à 86 cm, deux mesurées à 2 cm.
Là ou je devais avoir 17 dB de différence entre la mesure à 86 cm et celle à 2 cm, j'en avais que 2 ou 3 dB.
Là ou la mesure à 86 cm était horizontale jusque 8000 Hz dans ARTA, j'avais une pente descendante au dessus de 3000 Hz dans REW.

Vous comprendrez, suite à mes essais, que pour moi le passage de ARTA dans REW ne marche pas : Vous avez un résultat faux dans REW.
Je n'ai pas d'avis (aujourd'hui) sur une mesure directe avec REW, mais je déconseille fortement REW avec des mesures ARTA.

 

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 d'un forum qui a réalisé ce fichier.
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 avec sortie sur prise XLR et en Français.
Ce micro est livré avec sa courbe d'étallonage en amplitude, la courbe bleue continue ci-dessous.
La courbe de phase en pointillée a été déduite de la courbe en amplitude, elle n'est pas fournie par DAYTON AUDIO sur le micro avec prise XLR.
Si vous voulez faire une correction juste de la phase acoustique, un micro avec courbe d'étallonage en amplitude et phase est indispensable.

courbe de réponse et de phase du EMM6

Il existe une autre version avec sortie sur prise USB le DAYTON UMM-6.
Cette version n'a pas de fichier de calibration en phase acoustique.
La liaison USB est limitée à 5 m, pour moi c'est trop court. (sauf câble USB particulier, avec une électronique à chaque bout et une fibre optique entre les deux électroniques).

Lu sur le forum bleu, par mastro :

Je répète encore une fois que les micros USB ne permettent pas de faire des mesures loop back et c'est très problématique pour celui qui souhaite étudier lui même des filtrages d'enceintes multivoies !
Pour celui qui pratique les mesures non approximatives, y a pas photo , le Dayton Audio EMM-6 vendu avec son fichier de calibration (ou autre micro XLR similaire d'une autre marque ) est de très loin le meilleur choix par rapport à des micro USB qui sont très inadaptés pour la mise aux point de filtrage multivoies qui nécessitent des réferences temporelles très précises...

 

Sociétés faisant l'étalonnage d'un micro :

 

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.

 

Il faut aussi un câble assez long pour brancher le micro sur la carte son, idéalement de 10 m parce qu'il n'est jamais trop long.
Chez moi, les électroniques sont placées sur le coté de la pièce : Si je n'ai pas un câble de 10 m de long je ne peux pas mesurer l'enceinte droite.
Un câble USB est limité à 5 m de long, je ne peux pas utiliser de micro USB...
Votre cas est différent du mien, à vous de voir, mais ne soyez pas trop juste en longueur.

 

Calibration de votre installlation de mesure avec micro :

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...

Nota :

Lors de la mesure des paramètres de THIELE et SMALL, lors de la mesure de l'impédance, une calibration de la chaîne de mesure est là aussi indispensable.
La méthode, très simple, pour le faire sera décrite dans le chapitre qui convient.

 

Calibrateur pour microphone :

Si vous avez besoin d'avoir une mesure de niveau sonore précise, un calibrateur de micro est nécessaire.
Si vous voulez montrer une courbe de distorsion de vos encceeintes, un niveau précis, donc un calibrateur, est indispensable.
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 d'enceinte entre les deux.

 

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 est de 470 Ohms théorique et de 475 Ohms mesuré.
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.
J'ai aujourd'hui 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

 

Les adaptateurs marchent très bien, mais rien ne remplace des bons jacks stéréos soudés directement au bout des fils.
Les miens sont repérés 1 et 2 pour aller directement sur les entrées 1 et 2 de ma carte son.
Les cartes son qui acceptent des prises RCA sont de plus en plus rares, vous trouvez plus souvent des prises combinées XLR / RCA.
D'autre part j'ai fait un montage sur une plaquette avec des cosses à souder pour augmenter la fiabilité dans le temps.
Parfois je me dis qu'un montage dans un petit coffret en bois ne serait pas du luxe, et une fois la séance de mesures passée j'oublie !!!
Mon câble de mesure à évolué comme ci-dessous :

câble de mesure de l'impédance avec 2 jacks pour les entrées

 

Configuration informatique :

Vous venez d'acheter votre carte son, vous avez réalisé votre câble de mesure, vous avez installé votre logiciel de mesure dans le PC, vous allumez le tout, vous commencez à mesurez, et vous n'obtenez rien...
Toute ressemblance avec le cas d'un internaute qui est passé chez moi n'est pas fortuite !!!
Avant de mettre les repères 1 et 2 sur les jacks d'entrée, un repère S sur la prise de sortie, il faut faire marcher "ce putain de basard".
Et quand vous ne savez pas qui du câble ou de la configuration informatique en est la cause, vous pouvez y passer quelques heures...

Pourtant le câble est très simple à vérifier, regardez le schéma :
Entre le point chaud de la sortie et le poind chaud de l'entrée 1, vous devez avoir 0 Ohms, ce qui permet de dire qu'inverser sortie et entrée 1 n'a aucune importance.
Entre le point chaud de l'entrée 1 et le point chaud de l'entrée 2, vous devez mesurer la valeur de la résistance.
Enfin vous devez mesurer 0 Ohms entre les trois masses.
Il n'y a plus d'erreur possible...

Il est vrai que faire les premiers tests chez un internaute qui a un câble qui marche, avec les deux entrées et la sortie repérées, permet de faire tout de suite la part des choses entre ce qui vient du câble et de la configuration informatique...
Encore faut-il trouver un internaute qui l'accepte, et / ou qui n'est pas trop loin : Feriez vous 450 Km pour débugger votre nouveau système de mesure ?
Quand vous aurez passé 3 à 4 heures dessus sans y arriver, peut-être !!!
J'avoue avoir laissé tombé au début après 3 heures sans y être arrivé, puis m'y être remis 2 jours après, pour trouver la solution en 1/2 heure.
Même avec les meilleures explications du monde, c'est parfois galère : Je n'avais pas les explications, juste le schéma...

La configuration informatique est expliquée en images ci-dessous pour la TASCAM US-2X2.
Il faut utiliser le driver de la TASCAM US-2X2, le driver WDM de Windows ne marche pas.

configuration de la TASCAM US-2X2

 

configuration de la TASCAM US-2X2

 

Les entrées :

Sur IN1 et IN2, mettre les potentiomètres entre 9 et 10 H.
La position exacte sera trouvée à la calibration qui est indispensable avec cette carte son : 10 H sur IN1, à affiner sur IN2.
Mettre les deux interrupteurs sur INST.
Sur MIC/LINE la mesure est fausse aux basses fréquences.

Entrées sur la TASCAM US-2X2

 

La calibration :

La calibration du système de mesure est indispensable pour faire des mesures justes.
Le chapitre suivant vous expliquera, sur la simple mesure de Re, des conséquences d'une erreur de 0.2 Ohms : 12.5% sur le Qts.

La calibration, avec ARTA, se fait avec les câbles du haut-parleur qui ne sont pas branchés, résistance infinie.
J'ai vu des schémas sur internet avec la résistance courcircuitée : Ce n'est pas dans la doc ARTA, vérifiez vous même.
Le logiciel de mesure ajuste des paramètres interne pour avoir à la fois la bonne valeur de la résistance utilisée, et l'infini sur le haut-parleur qui n'est pas branché.
Une fois ses paramètres acquis par le logiciel, les mesures sont bonnes.

Si votre carte son, telle la TASCAM US-2X, a des potentiomètres sur les entrées, il ne faut pas qu'il y ai un éccart de niveau supérieur à 3 dB entre les deux entrées.
Si vous êtes dans ce cas, la calibration ne se fait pas, retouchez la position de l'un des potentiomètres.
Avec une carte son, telle la M-AUDIO FAST TRACK PRO, il n'y a pas de potentiomètre sur les entrées. La calibration est néenmoins indispensable.

La calibration se lance avec le bouton CAL situé sous Analyse.
Dans la fenêtre, il suffit d'appuyer sur le bouton "Calibrate" au centre de la fenêtre, puis sur OK lorsque c'est terminé.

Calibration dans ARTA LIMP

 

J'ai mesuré la même résistance de 12.2 Ohms avec ma carte son M-AUDIO FAST TRACK PRO, une fois sans calibration, une fois avec calibration.
Aucune des deux mesures ne semble abérente du premier coup d'oeil.
Pourtant c'est la mesure avec calibration qui est juste.

 

Sans calibration :

Mesure d'une résistance de 12.2 Ohms sans calibration

 

Avec calibration :

Mesure d'une résistance de 12.2 Ohms avec calibration

 

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Un grand père facécieux disait à ses petits enfants que le grand truc blanc tout en haut du Puy de Dôme était un thermomètre géant : Quand il deviendra tout rouge il faudra vite se sauver, parce que le volcan va se réveiller !!!

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Je vous donnerai l'accord, demandez-le simplement pour être en règle. Sont exclues les demandes extravagantes.

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