Le Quiz 2 - le retour (par Francisbr)

[Jmmlc]

Bonjour Francis,

Je n'ai pas trop le temps de remonter jusq'à sa fonction de transfert mais de mémoire pour le Linkwitz-Riley d'ordre 2 on a une rotation de phase de 90° ou Pi/2 entre la fréquence nulle et la fréquence de coupure à -6dB que je note F-6dB par la suite.

Comme on le sait le retard de groupe à chaque fréquence est la dérivée de la phase par rapport à la pulsation (pulsation = 2 . pi. fréquence).

Si on fait l'hypothèse que le retard est a peu près constant dans la bande passante (ce qui n'est qu'une simplification) alors on a retard moyen = (pi/ 2) / ( 2 . pi. F-6db)

soit 1/ (4 . F-6dB).

Pour 1000Hz on aurait 250 microsecondes.

Mais c'est une estimation "sur le coin de table". Je suis sur que la réponse est autre...

Amicales salutations,

Jean-Michel Le Cléac'h

[Francisbr]

Bonjour Jean-Michel,

C'est effectivement l'ordre de grandeur.

De façon plus précise, plusieurs moyens peuvent être employés afin d'estimer le retard apporté par le passe-bas d'un Linkwitz d'ordre 2.

Un moyen "expérimental" consiste à utiliser un logiciel comme Adobe Audition en créant une impulsion et en appliquant par deux fois un filtre passe-bas de Butterworth d'ordre 1 :

Au dessus : l'impulsion d'origine,
En dessous : la même impulsion après filtrage.
Le retard moyen, défini par le décalage du sommet de l'impulsion, est de 0,159*T avec T période de la fréquence de coupure F-6dB
(dans cet exemple, avec une fréquence d'échantillonnage de 192 kHz et une F-6dB de 240 Hz, le décalage est de 0,159/240*192k=127 échantillons).

Un moyen "théorique" consiste à déterminer la réponse impulsionnelle du filtre en calculant la transformée de Laplace inverse de la fonction de transfert : http://fr.wikipedia.org/wiki/Circuit_RC ... lsionnelle
A partir de la fonction de transfert du passe-bas du LR2 H(p) = 1/(1+p)^2
on obtient la réponse impulsionnelle f(t) = 2*Pi*t/T*exp(-2*Pi*t/T)
On notera que la représentation graphique de cette fonction est voisine de ce qui apparait plus haut dans Adobe Audition avec un maxima pour t = T/(2*Pi) ~ 0,159*T

En conclusion, pour revenir à Q3, ceci confirme que reculer l'aigu de 0,5*T ne permet en aucune façon un alignement temporel optimal.

Pour en discuter.

Francis Brooke

[MBON]

Puisque ce post est l'occasion d'avoir des échanges instructifs sur le filtrage, je me permet de poster ici la remarque qu'un forumeur m'a fait sur cin&son :


Salut Mbon,

Si tu te souviens j'avais émis des doutes sur l'alignement de ce qui est apparemment devenu ton ancien système, la nouvelle version de fuzzmeasure confirme un peu (beaucoup) ce que je pensais



Le résultat est très variable en fonction du fenêtrage, mais le constat reste le même, il y a un problème a 300hz qui n'est pas qu'acoustique.

Est-ce quelqu'un pourrait infirmer/confirmer un problème "d'alignement/filtrage" en expliquant les causes ?

Francis, si on appelait cette question Q11 ?

Personnellement je pense qu'il y a x autres raisons possibles, le contexte est le suivant :
mesure aurora sur sine sweep à 2m environ de l'enceinte et 1m du sol.
Le pavillon se trouve très avancé pour un bon callage physique/temporel des transducteurs et constitue un obstacle entre le micro et le 38cm, les évents sont proches du sol (le HP n'en est pas très loin d'ailleurs.
Il s'agit donc d'une mesure indicative qui incorpore de manière inévitable l'environnement. Je débutais à l'époque et maintenant je sais que pour mesurer de manière fiable une enceinte sous 400 Hz il est préférable d'aller sur un parking d'hypermarché un dimanche ou bien de louer une chambre anéchoique.

voici le fichier adobe de la mesure impulsionnelle :
http://mbon.free.fr/mesures_audio/2voies_tad_diy_v1.wav

[invité0408]

Une petit vue aussi de la réponse a un échelon:

[melavi]

Bonjour Francis,

Le retard moyen, défini par le décalage du sommet de l'impulsion, est de 0,159*T avec T période de la fréquence de coupure F-6dB

En fait pour moi le retard moyen c'était le retard sur la majorité de la bande passante du filtre.
Par exemple pour un LR2 passbas qui coupe a 240Hz, le retard moyen est le retard de 0Hz a f-6=240Hz.
A 20Hz, le retard est de 2*le retard a f-6 soit 254 echantillon=1.3ms
A 100Hz, il est de ~1.1ms.

Si on considere qu il faut aligner a f-6 pour un LR2, cela veut dire que f~0dB du pass haut et pass bas ne seront pas parfaitement aligner.
D un autre coté, en voulant aligné la majorité des frequences entre elle on altere la zone de recouvrement. (point discuter ds Q6 je crois)

@+Avi

[melavi]

Pour Q11, a vue de nez, le probleme a 300Hz provient d une simple annulation du a l acoustique et pas a un mauvais alignement.
Si on devait calculer le groupe delay d l impulsion, il ne faudrais pas deplier le "saut de phase" qui n'est du qu a l annulation d apres moi (la droite a 300Hz sur la reponse en phase, il faudrait la supprimer)

@+
Avi

[Jmmlc]

Marc,

J'ai regardé la réponse impulsionelle dont tu as donné le lien.

Ce système est très bien aligné, ce qui bien visble sur le spectrogramme. Eventuellement peut on trouver que le grave est légèrement en avance sur le médium aigu.


Ce que l'on constate aussi c'est que dans le grave, la première réflexion (probablement sur le sol entre l'enceinte et le microphone) arrive en retard de 144 échantillons ce qui correspond à une différence de marche entre trajet ditect et réfléchi de 1,12mètre.

Au dessous de 300Hz cette réflexion est d'amplitude égale à celle de l'onde directe.

Si la fenètre utilisée pour le calcul de la réponse en phase englobe cette réflexion dans le grave alors la phase n'a plus aucune signification au dessous de 300Hz.

La courbe de phase est un excellent outil lorsqu'on sait ce que l'on mesure. Dans les autres cas c'est un outikl dangereux.

Il y a actuellement un engouement pour des logiciels qui fourniseent des courbes de phase mais ce qu'il faudrait c'est un didacticiel pour que ceux qui les utilsient ne fasse pas n'importe quoi.

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cléac'h

Puisque ce post est l'occasion d'avoir des échanges instructifs sur le filtrage, je me permet de poster ici la remarque qu'un forumeur m'a fait sur cin&son :


Salut Mbon,

Si tu te souviens j'avais émis des doutes sur l'alignement de ce qui est apparemment devenu ton ancien système, la nouvelle version de fuzzmeasure confirme un peu (beaucoup) ce que je pensais



Le résultat est très variable en fonction du fenêtrage, mais le constat reste le même, il y a un problème a 300hz qui n'est pas qu'acoustique.

Est-ce quelqu'un pourrait infirmer/confirmer un problème "d'alignement/filtrage" en expliquant les causes ?

Francis, si on appelait cette question Q11 ?

Personnellement je pense qu'il y a x autres raisons possibles, le contexte est le suivant :
mesure aurora sur sine sweep à 2m environ de l'enceinte et 1m du sol.
Le pavillon se trouve très avancé pour un bon callage physique/temporel des transducteurs et constitue un obstacle entre le micro et le 38cm, les évents sont proches du sol (le HP n'en est pas très loin d'ailleurs.
Il s'agit donc d'une mesure indicative qui incorpore de manière inévitable l'environnement. Je débutais à l'époque et maintenant je sais que pour mesurer de manière fiable une enceinte sous 400 Hz il est préférable d'aller sur un parking d'hypermarché un dimanche ou bien de louer une chambre anéchoique.

voici le fichier adobe de la mesure impulsionnelle :
http://mbon.free.fr/mesures_audio/2voies_tad_diy_v1.wav

[invité0408]

Pour Q11, a vue de nez, le probleme a 300Hz provient d une simple annulation du a l acoustique et pas a un mauvais alignement.
Si on devait calculer le groupe delay d l impulsion, il ne faudrais pas deplier le "saut de phase" qui n'est du qu a l annulation d apres moi (la droite a 300Hz sur la reponse en phase, il faudrait la supprimer)

Moi je veux bien et c'est tout a fait possible, mais j'ai toujours eu un doute sur cette mesure, moi j'y vois un petit décalage caché justement par l'annulation et l'acoustique.

Le group delay (qui est sensé être extraite de la courbe mixte en phase):

[invité0408]

Il y a actuellement un engouement pour des logiciels qui fourniseent des courbes de phase mais ce qu'il faudrait c'est un didacticiel pour que ceux qui les utilsient ne fasse pas n'importe quoi.

C'est vrai et j'y travaille, le probleme, c'est que même en fenêtrant correctement et en fonction de la mesure, c'est quand même parfois difficile de se faire une idée, c'est loin d'être automatique quoi.

[invité0408]

La courbe de phase correctement fenêtrée sans pondération mais avec un fort lissage:

[Jmmlc]

Bonjour Thend,

Il y a des cas, où, notamment dans le grave, il est illusoire de rechercher un fenêtrage "correct". Dans le cas où la différence de marche est plus petite que la longueur d'onde par exemple. Alors la courbe de phase que l'on mesure ne correspond plus à celle de l'onde directe mais bien à une combinaison entre l'onde réfléchie et l'onde directe.
C'est le cas avec la réponse impulsionelle du système de Marc telle que montrée içi et c'est pourquoi la courbe de phase au dessous de 250Hz n'y a plus de signification réelle.

La bonne solution est alors l'utilisation d'un fenêtrage variable avec la fréquence. C'est ce que j'utilise dans ma routine Matlab avec une fenêtre en cloche de largeur égale à 12 périodes à chaque fréquence calculée.

Je pense que Fuzzmeasure est un bon outil mais que cette fonctionalité qui délivre la courbe de phase est très mal adaptée à la mesure et l'alignement d'un système multivoies.

Mieux vaut encore utiliser le spectrogramme d'Adobe Audition.

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cléac'h

La courbe de phase correctement fenêtrée sans pondération mais avec un fort lissage:

[MBON]

Pour Q11, a vue de nez, le probleme a 300Hz provient d une simple annulation du a l acoustique et pas a un mauvais alignement.
Si on devait calculer le groupe delay d l impulsion, il ne faudrais pas deplier le "saut de phase" qui n'est du qu a l annulation d apres moi (la droite a 300Hz sur la reponse en phase, il faudrait la supprimer)

@+
Avi

Merci AVI, nous sommes totalement en phase sur le diagnostique

[MBON]

Marc,

J'ai regardé la réponse impulsionelle dont tu as donné le lien.
...
Il y a actuellement un engouement pour des logiciels qui fourniseent des courbes de phase mais ce qu'il faudrait c'est un didacticiel pour que ceux qui les utilsient ne fasse pas n'importe quoi.

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cléac'h

Bonjour jean michel,

nous sommes également en phase sur le diagnostique, j'essaye de me perfectionner en mesure et j'espère pouvoir faire un didacticiel sur ARTA dès que possible, mes nouvelles enceintes étant bientôt terminées, la finalisation de leur mise au point est l'occasion de fouiller cet aspect.
Il y a plus de mauvaises interprétations que de mauvaises mesures !

La mesure quasi anéchoique au dessus de 400 Hz me semble accessible avec les précautions d'usage, en dessous c'est le challenge.
De mon point de vue la mesure d'un système à pavillon est sans doute encore plus délicate car il faut quand même avoir un peu de recul compte tenu de la surface du système émissif, dans le cas du WAV "controversé", j'ai mesuré à 2m pour une meilleure fusion des deux transducteurs ; le pavillons J321 était perché sur une planche très en avant du 38cm, cet obstacle (qu'on peut craindre) n'a à l'époque pas montré d'accidents flagrants sur la mesure ou a l'écoute, j'ai quand même pris soin sur mes nouvelles enceintes de placer le pavillon de sorte à ce que le 38 soit libre d'obstacles (sauf le cache/tissu), ceci se fait beaucoup mieux en actif numérique qu'en passif bien sûr !

[invité0408]

Il y a des cas, où, notamment dans le grave, il est illusoire de rechercher un fenêtrage "correct". Dans le cas où la différence de marche est plus petite que la longueur d'onde par exemple. Alors la courbe de phase que l'on mesure ne correspond plus à celle de l'onde directe mais bien à une combinaison entre l'onde réfléchie et l'onde directe.

Je suis évidemment d'accord mais moi quand j'ai un doute c'est difficile de me l'enlever.

La bonne solution est alors l'utilisation d'un fenêtrage variable avec la fréquence. C'est ce que j'utilise dans ma routine Matlab avec une fenêtre en cloche de largeur égale à 12 périodes à chaque fréquence calculée.

Je pense que Fuzzmeasure est un bon outil mais que cette fonctionnalité qui délivre la courbe de phase est très mal adaptée à la mesure et l'alignement d'un système multivoies.

Fuzz utilise, si c'est bien ça dont vous parlez, la pondération de type rectangulaire, Hamming, demi Hamming, Hanning, demi Hanning, Bingham et demi Bingham.
C'est très utile pour avoir quelque chose qui se rapproche de la réalité dans le grave.

[Jmmlc]

Bonjour Thend,

La forme de la fenêtre est importante, une fenêtre en forme de cloche (Blackmann-Harris par exemple) permettra de diminuer les artefacts dit "effets de bords" ou de "repliement" d'une fenêtre rectangulaire.

Mais les logiciels tels que Adobe Audition, Fuzzmeasure, etc utilisent des fenêtres de largeur constante (largeur chosie par l'utilisateur). Pour 1000Hz l'analyse de la phase se fera sur un nombre de période 100 fois plus grand qu'à 10Hz.

Avec un logiciel qui utilise une fenêtre régulièrement variable avec la fréquence l'analyse se fait à toute fréquence sur le même nombre de périodes. (Mais cela nécessite que la réponse impulsionelle ne soit pas dédoublée et soit donc déja très correcte. On se sert de ce type de logiciel pour peaufiner les réglages)

J'ai mis dans les fichiers de [son-qc] l'impulsion de MBon mais dont j'ai filtré la première réflexion. Refaite votre analyse sur cette impulsion, vous constaterez que la phase varie maintenant dans un intervalle très faible au dessus de 150Hz (et que vous ne verrez plus cette brusque inversion de phase vers 300Hz qui est du à une annulation entre onde directe et onde réfléchie.)

C'est à:

http://fr.groups.yahoo.com/group/son-qc/files/M_Bon/

le fichier s'appelle:

2voies_tad_diy_v1_JMLC.wav


Cordiales salutations


Jean-Michel Le Cléac'h

Fuzz utilise, si c'est bien ça dont vous parlez, la pondération de type rectangulaire, Hamming, demi Hamming, Hanning, demi Hanning, Bingham et demi Bingham.
C'est très utile pour avoir quelque chose qui se rapproche de la réalité dans le grave.