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Conseils, Guides et Tutos pour la correction acoustique passive

Demande de quelques informations sur la phase acoustique

Message » 28 Avr 2014 11:48

Bonjour,
Dans le cadre de mes TIPE (travaux d'initiative personnelle encadrée), je m'intéresse à la notion de phase acoustique d'un haut-parleur et j'aimerais effectuer des mesures puis des corrections à l'aide des logiciels arta et Rephase. Cependant je dois avouer que je ne connais pas grand chose dans le domaine des HP et un peu d'aide serait bienvenue :) .

Tout d'abord j'ai de la peine à comprendre le sens physique de cette notion de phase acoustique. Peut-on l'appliquer à un seul HP ou correspond-elle au déphasage entre les signaux des différents HP d'une enceinte ? Je ne comprends pas ce qu'arta mesure et comment il peut nous sortir la phase acoustique d'un seul HP en ayant seulement le signal de sortie mesuré avec un micro, sans avoir besoin du signal en entrée.

Sur un plan plus pratique, est-il mieux d'alimenter le HP avec un sinus bien déterminé (avec un GBF) ou avec du son un peu plus réaliste ? (un cd par exemple mais dans ce cas je n'aurais aucune info sur le signal d'entrée)

Bonne journée :D
bastlice
 
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Message par Google » 28 Avr 2014 11:48

 
 
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Message » 30 Avr 2014 13:42

je ne suis pas un pro de l'acoustique mais je crois que la phase c'est la synchronisation ou décalage du temps et ce sur l'ensemble du spectre de fréquence ciblée.

on parle degré de décalage en général sur 360° (+/- 180°) présentant un cycle complet du mouvement du HP a la vitesse dictée par la fréquence. + ou - 180° étant une parfaite opposition de phase par rapport au point zéro.

Tu peux donc avoir une mesure de phase sur un seul haut parleur et ce dépendant du spectre qu'il reproduit avec des différences de phase. Par exemple un haut parleur classique n'agit pas forcement en piston parfait et donc centre émissif peut varier en fonction de la fréquence et donc avoir un impact immédiat sur la phase, c'est encore plus vraie et compliqué sur les haut parleur ou moteur a compression chargés par des pavillons. Un système multi voix c'est encore plus compliqué, avec plusieurs haut parleur plusieurs choses qui agissent sur la phase, l'emplacement physique de ceux-ci qui peuvent donc induire un retard ou une avance du signal par rapport aux autres,une enceinte aligne souvent ses haut parleurs sur le même plan, alors que le moteur (bobine) et centre émissif moyen de ceux-ci varie très grandement en fonction du spectre reproduit, on peut donc entre le tweeter et le boomer parler en dizaine de centimètres. Ensuite tu as le filtrage : la coupure entres les haut parleurs afin de les spécialiser sur leurs bandes de fréquence et selon la pente de coupure et la zone de recouvrement (6/18/24 db par octave) et leur complexité (IIR/FIR) ils influent également très grandement sur la phase. D'autres choses influencent aussi la phase comme par exemple l'accord acoustique du coffret de l'enceinte.

la mesure de phase ne peut je crois que ce faire avec un signal étalon maitrisé qui permet donc a la mesure d'en détecter les différences.


pour la mesurer, il te faut un logiciel adapté, un ordinateur et un micro, il y a des topics spécialisée dans ce forum, je crois que REW permet de le faire.

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Message » 03 Mai 2014 10:29

Chouette projet !
D'ou te vient cette envie? :)

Je ne me souviens plus comment est abordée la notion de phase mais sans doute as-tu déjà étudié les filtres électriques passe haut ou passe bas et les diagrammes de Bode ?
C'est plus simple dans ce cas car on compare deux grandeurs, en entrée et sortie, sans qu'un autre retard intervienne. Donc c'est pas mal de commencer par la.

D'autant plus qu'un haut parleur comme Steph le dit n'est pas "parfait", et dans une première approximation on peut considerer qu'il fonctionne comme un passe bande : il est limité dans les basses et dans les hautes fréquences, en fonction de ses caractéristiques (coupure basse et haute ne sont pas les mêmes pour un subwoofer que pour un tweeter)
Lorsque l'on s'approche de la coupure haute et basse, non seulement l'amplitude du signal reproduit diminue, mais apparait un déphasage comme pour un filtre électrique.
Si tu as déjà lu des trucs sur la modélisation des hauts parleurs peut être auras tu vu des analogies électriques (RLC) ou mécaniques (masse ressort).

En mesure acoustique c'est un poil plus compliqué car la mesure avec un micro est tributaire également du temps de propagation du signal (vitesse du son)

Une autre vision, un peu plus mathématique, de la phase apparait lorsque l'on fait de l'analyse spectrale. En passant du domaine temporel au domaine fréquentiel via la fameuse transformée de Fourier. Je ne sais pas si tu es à l'aise avec ces notions, mais tout signal réel (le cas de nos mesures) peut être transformé en spectre complexe et vice-versa.
Les grandeurs complexes sont pratiques a manipuler pour les calculs mais pour coller un peu plus à la réalité on transforme la partie réelle et imaginaire de notre spectre complexe en deux grandeurs réelles : module et phase.
On a l'habitude de voir le module (ou plutôt son carré) sur les analyseurs de spectre, mais l'information de phase est également importante.
En effet la transformée de Fourier d'un dirac et d'un bruit blanc sont identiques si on ne regarde que le module et pas la phase :idee:

Tout cela va peut être un peu trop loin, mais pour revenir a ta question sur la mesure acoustique, en chambre sourde on pourrait mesurer un haut parleur avec un micro avec la technique du GBF et du Diagramme de Bode mais non seulement c'est fastidieux mais en plus c'est difficile applicable en pratique dans une pièce réverbérante puisque le micro va capter le signal du haut parleur, avec un temps de retard lié a la distance entre HP et micro, mais également les réflexions sur les parois de la pièce.

Du coup, la technique qui s'est imposée pour la mesure acoustique c'est celle de la réponse impulsionnelle.
Si on récupère par un quelconque moyen une réponse impulsionnelle précise du haut parleur, on peut en déduire la réponse en fréquence et phase via la transformée de Fourier.
Et en partant du principe que l'on est devant un système linéaire, c'est bien cette réponse impulsionnelle qui dictera le comportement en régime musical du haut parleur (cela ne fonctionne plus en cas par exemple de distorsion harmonique si on dépasse les possibilités du haut parleur)

En mesurant la réponse impulsionnelle, on peut également ignorer les réflexions dues a la pièce qui apparaissent comme des échos parasites.
Cela permet également de mettre la référence t=0 sur le pic de notre réponse impulsionnelle et ainsi d'ignorer le temps de propagation du à la distance entre HP et micro.
Du coup la courbe de phase est plus lisible (sinon elle tourne a cause d'un retard de groupe constant)

Pour mesurer une réponse impulsionnelle, on peut soit essayer de faire reproduire un dirac par l'enceinte mais on comprends bien qu'un tel signal est très difficile a reproduire a fort niveau, et du coup la mesure aura un très mauvais rapport signal sur bruit.
Les logiciels comme ARTA ou REW utilisent donc soit un signal type MLS ou logsweep pour recalculer la réponse impulsionnelle via des signaux de tests plus favorables.
Ces logiciels savent très bien ce qu'ils ont envoyé et peuvent donc analyser le signal en retour. Parfois on peut leur donner un signal de référence comme celui qui arrive aux bornes de l'ampli pour éliminer les délais et autres différences (plutôt anecdotiques de nos jours) entre le signal théorique et celui vraiment issue de la carte son.

On a donc:
un signal de test (MLS, logsweep) émis par le logiciel => une mesure de la réponse du haut parleur a ce signal par le micro => un traitement algorithmique pour recalculer la réponse impulsionnelle => une translation dans le domaine temporel pour ignorer le retard au besoin => une transformée de Fourier => une visualisation séparée de l'amplitude et de la phase
palm
 
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Message » 04 Mai 2014 7:24

Hello,
c'est un peu technique mais il y'a des schémas blocks qui expliquent bien.(par ex page 18 du pdf )

four audio AES sweeplog

en gros la phase est relative d'une fréquence à une autre.
dans les mesures cartes son,la référence est vers 20K.
la phase (par ex à 40Hz) sera dépendante de celle à 20K,d'ou la nécessité de caler l'impulse à t=0 (le 20K)
thierry38efd
 
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