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Les enceintes ( hors caissons qui ont un forum à part )

Intermodulation et waterfall

Message » 26 Fév 2017 19:24

Bonjour à tous

Je souhaite amorcer une discussion sur le thème de la distorsion d'intermodulation.
Sujet difficile, notamment parce qu'il n'existe pas de protocole de mesure universellement reconnu, mais aussi parce que les mesures sont très difficiles à interpréter, et donc que les outils permettant d'automatiser la mesure et son calcul n'existent pas.
Je vous livre ici (pdf joint) une analyse succincte portant sur des HP de 15", avec à titre d'exemple l'utilisation d'un signal multi-tons de 3 raies (160,170 et 200 Hz).
Les haut-parleurs étudiés sont les 18 Sound 15LW2400 et 15NLW9401, BMS 15N850v2, PHL 6211Nd et BC Speakers 15SW115.
Pour ce type de HP, le spectre résultant ressemble à ça :

intermod 38.jpg

J'ai fait apparaître en rouge les raies H2, H3 et H4 des signaux entrants. Toutes les autres raies sont ainsi des produits d'intermodulation.
Nous verrons que les spectres des 5 HP en étude se ressemblent, mais un premier constat s'impose : les produits d'intermodulation sont plus nombreux (évidemment) et surtout de niveau plus élevé que les raies harmoniques. Et même si leur somme quadratique n'est pas calculée, on voit que cette distorsion d'intermodulation est d'au minimum 10 dB plus élevée que la distorsion harmonique.

Dans la vraie vie, les messages musicaux sont des signaux complexes, et même si le protocole utilisé n'ambitionne pas les refléter tous, on peut sans doute affirmer que ce paramètre est nettement plus significatif que la distorsion harmonique.
En poussant le raisonnement, on peut également affirmer que plus le message est complexe, plus la distorsion est essentiellement de l'IM.

Pour des HP d'aigu, je me suis intéressé à l'intermodulation dans l'infrabande.
Lors d'essais sur la compression Nd2060A de 18 Sound, nous avons envoyé un signal à 4 raies localisées dans le tiers d'octave 8 kHz, à un niveau combiné de 120 dB à 1 m environ.

intermod 3.jpg


On voit distinctement le premier paquet de produits d'intermodulation, dans la plage 16 kHz (zone 2). Pendant les essais, ces raies étaient évidemment inaudibles. Et pourtant, elles sont à niveau très élevé, environ 20 dB sous le signal entrant.
Par contre, les raies de la zone 1, bien que situées environ 30 dB plus bas que celles de la zone 2, étaient distinctement audibles, même avec le casque anti-bruit sur les oreilles !
Elles se situent en plein dans la zone de sensibilité maximale de l'oreille.
Ce paramètre mérite donc probablement d'être regardé de très près quand on veut comparer des HP.

A titre de comparaison, j'ai retrouvé une mesure effectuée sur un AMT avec le même signal à 4 raies centrées sur 8 kHz, mais à un niveau SPL combiné de 110 dB environ, soit en gros 10 dB plus faible que sur le relevé précédent :

intermod 4.png

Ce relevé est celui d'un AMT Mündorf 197PP-27R. On observe un niveau d'intermodulation sans commune mesure avec celui de la compression évoquée plus haut, même en tenant compte de la différence de SPL.
Ca fait réfléchir, et peut-être cela explique-t-il la sensation de naturel généralement imputée aux AMT ?

Je serais heureux de recueillir vos commentaires, et de prendre connaissance de vos propres investigations sur le sujet.

Pascal
Fichiers joints
Intermodulation 1.pdf
(262.01 Kio) Téléchargé 95 fois
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Message » 26 Fév 2017 19:57

Bonjour Pascal,

j'avais publié des choses à ce sujet dans mes tests comparatifs de tweeter sur mon site JustDiyIt - Tests tweeters

Merci d'ouvrir cette discussion, comme je te le disais cet aspect m'intéresse beaucoup car doit à mon avis grandement participer à certaines différences d'écoute qui ne sont pas représentée par les distorsions harmoniques.
Le gros problème est effectivement de définir un protocole de test.

Le dual tone me parait trop restrictif, il suffit de tomber sur une fréquence "cas particulier" et on tire de mauvaises conclusions.

Le multitone comme le propose arta permet à l'aide des overlays de faire des comparaisons rapides mais qui ne seront "qu'à l'oeil" + la valeur donnée par le logiciel je ne connais la fiabilité.
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Message » 26 Fév 2017 21:47

Comme générateur, j'utilise NCH Tone Generator, vraiment très pratique pour faire des signaux multitons custom :
http://www.nch.com.au/tonegen/fr/index.html
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Message » 27 Fév 2017 9:20

Il faudrait isoler aussi les interférences (battements) créées par ces quatre fréquences :
(f1-f2)/2, (f1-f3)/2, etc....

tout n'est pas intermodulation...
La zone 1 y ressemble pas mal...Mais comme on ne connait pas précisément les fréquences générées...
Philby
 
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Message » 27 Fév 2017 9:44

Intermodulation induite ou crée?
Si cela n'a pas déjà été fait, il serait intéressant de vérifier ce que dit la FFT en sortie de la carte son.
Eric.D
 
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Message » 27 Fév 2017 11:19

Bonjour

Les signaux entrants s'additionnent et ne se modulent pas. Les spectres ne sont donc normalement composés que de leurs raies individuelles.

Mesure faite avec la carte son d'origine de mon PC portable :

1. Signal à trois raies de 160, 170 et 200 Hz utilisé pour les 15" :

160-170-200.jpg

2. Signal à 4 raies utilisé pour les compressions et AMT :

7070-7840-8460-8920 Hz.jpg

On voit qu'une carte son "ordinaire" ne produit pas d'intermodulation visible. La carte Antelope utilisée lors des essais fait évidemment nettement mieux.
Les raies observées sur les relevés du premier post sont donc bien des raies d'intermodulation.

Pascal
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Message » 27 Fév 2017 14:17

j'ai fais un test rapide avec RMAA. Le micro ne pourra pas être calibré. Donc pas de vrai mesure. Mais cela permet de mesurer les imd de plusieurs hp très rapidement dans les mm conditions de mesure. Intéressant je pense. non ?
globulelg
 
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Message » 27 Fév 2017 14:24

Ce qui serait très intéressant aussi c'est de prendre deux HPs identiques : des graves médium ; et :
1 - mesurer les l'IMD d'un seul HP en full range ;
2 - faire un montage deux voies avec les deux HPs id. et xsieurs types de fx et mesurer à nouveau les IMD en full range
androuski
 
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Message » 27 Fév 2017 15:07

globulelg a écrit:j'ai fait un test rapide avec RMAA. Le micro ne pourra pas être calibré. Donc pas de vraie mesure. Mais cela permet de mesurer les imd de plusieurs hp très rapidement dans les mm conditions de mesure. Intéressant je pense. non ?

Je ne connais pas la suite RMAA.
Peux-tu nous décrire ce que cet outil propose pour l'IMD ?
L'IMD étant très dominante sur un message musical réel, je pense que quelle que soit la mesure, même non calibrée, elle sera discriminante lorsqu'on veut comparer des HP.
A la seule condition de faire cette mesure pour un même SPL, bien sûr.

androuski a écrit:Ce qui serait très intéressant aussi c'est de prendre deux HPs identiques : des graves médium ; et :
1 - mesurer les l'IMD d'un seul HP en full range ;
2 - faire un montage deux voies avec les deux HPs id. et xsieurs types de fx et mesurer à nouveau les IMD en full range

Idée intéressante. En toute logique, les HP produiront une IMD correspondant aux signaux localisés dans leur bande de travail après filtrage. Donc ça dépendra du protocole. Il faudrait alors utiliser un signal entrant composé de raies réparties sur toute la bande.
D'une façon générale, cette approche suggère quand même que le multivoies est une solution plus avantageuse que le large bande, mais il faudrait le vérifier.
Je pense que la mesure de l'IMD, outre le fait qu'elle permet de "départager" des HP, permet d'affiner le choix des fréquences de raccordement dans un système multivoies. Ca prêche également pour des pentes de filtrage pas trop douces...

Pascal
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Message » 27 Fév 2017 16:00

La version gratuite impose les fréquences de mesure mais avec la payante (25€), on peut faire ce que l'on veut. On doit pouvoir linéariser le micro en utilisant Jriver comme carte son. De tte façon pour bien comparer il sera nécessaire de faire des eqs sur les hp donc Jriver nécessaire.

Image

exemple de mesure sur des cartes son :
Image
Image
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Message » 27 Fév 2017 17:02

Juste au cas où, il apparait qu'avec REW (qui est gratuit lui et là, il y a prise en charge des fichier de calibration des micros... ), il est aussi possible d'analyser les intermodulations en "dual tone" uniquement et les fréquences sont customisables ... (voir bas de page ici : https://www.roomeqwizard.com/help/help_en-GB/html/spectrum.html et ici pour l'outil rapide : https://www.roomeqwizard.com/help/help_en-GB/html/siggen.html#dualtone )
Alex.H
 
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Message » 27 Fév 2017 17:20

Bonjour Alex

Quand globulelg indique que son micro n'est pas calibré, il veut dire pas calibré en niveau, je pense.
REW comme ARTA permettent la production de signaux deux tons, effectivement. Ca permet déjà pas mal de débroussaillage.

Pascal
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Message » 27 Fév 2017 17:25

pvrx a écrit:Bonjour Alex

Quand globulelg indique que son micro n'est pas calibré, il veut dire pas calibré en niveau, je pense. Ok, je comprends, autant pour moi donc.
REW comme ARTA permettent la production de signaux deux tons, effectivement. Ca permet déjà pas mal de débroussaillage.
Oui, c'était au cas où des aussi ignorants que moi passaient par là et voudraient s'y essayer... ;)
Pascal


Cela dit, j'avoue que le principe même m'échappe un peu... :oops: Ce que je comprends c'est qu'il s'agit de mesurer une forme "d'écho" implicite à la non linéarité du transducteur... est-ce cela ?
[Edit. : petite auto-réponse : http://www.neumann-kh-line.com/neumann-kh/glossary.nsf/root/19025D8C4F126AD8C12578B2003A71E9?Open&term=TIM ]
Dernière édition par Alex.H le 27 Fév 2017 17:48, édité 1 fois.
Alex.H
 
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Message » 27 Fév 2017 17:35

Bonjour Pascal,

Très intéressant et très pertinent!

Juste une chose; à 120dB la distorsion harmonique de la compression doit être conséquente. Est-il possible de mesurer son intermodulation à 110dB pour comparaison avec l'AMT?

Merci d'avance
Bruno_du_13
 
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Message » 27 Fév 2017 18:04

Alex.H a écrit:Ce que je comprends c'est qu'il s'agit de mesurer une forme "d'écho" implicite à la non linéarité du transducteur... est-ce cela ?
[Edit. : petite auto-réponse : http://www.neumann-kh-line.com/neumann-kh/glossary.nsf/root/19025D8C4F126AD8C12578B2003A71E9?Open&term=TIM ]

L'intermodulation n'a rien à voir avec un écho. Elle est le résultat des non-linéarités des transducteurs. Le système non-linéaire produit des signaux à des fréquences qui sont des combinaisons linéaires (à coefficients entiers) des fréquences incidentes :
m*f1 +/- n*f2 +/- p*f3 etc.
Plus le signal incident est complexe, plus on observera de raies.
Le lien que tu cites résume bien les choses.

Bruno_du_13 a écrit:Juste une chose; à 120dB la distorsion harmonique de la compression doit être conséquente. Est-il possible de mesurer son intermodulation à 110dB pour comparaison avec l'AMT?

Ca sera fait aux beaux jours...

Pascal
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