Mesures de transfos audio ... mais pas que

[Dagda]

Salut à tous,

Pour un petit projet, j'ai besoin de symétriser un signal (de RCA vers XLR).
Ne voulant pas me farcir du montage actif, je me suis tourner vers du transformateur.
J'en avais quelques uns en stock, des gros, mais j'aurais bien aimer avoir un truc un peu compact directement sur le câble.
Je me suis donc tourner vers les adaptateur Neutrik, mais comme leurs transformateurs sont dispo à la pièce, j'ai donc acheté deux paires de NTE1 et NTE4 ...

Seulement, pas d'infos sur ces transfos ... pas de RF, un disto à une fréquence donnée à un niveau donnée, mais pas l'ombre d'une courbe ... vu la taille du truc, je ne m'attends pas à ce que ce soit fabuleux.

Donc, me voilà avec une série de transformateur audio ayant des rapports de transformations différents :
Neutrik NTE1 - 1:1
Neutrik NTE4 - 1:4
Edcor PCW600/600 - 1:1
Lundahl LL1935 - 1:5 / 1:10 / (0.5:5)
Dibao DB1736 - 1:1 / 1:2


http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-001.jpg

Matériels :
- J'ai bricolé un câble XLR / XLR coupé au milieu avec des borniers pour y connecter les transformateurs.
- Voltmètre BK Précision 2831E
- Carte son Fluid Audio SRI-2
- REW

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-002.jpg

Protocole de mesure :
- Réglage de la sortie à 1Vrms pour 0dBfs dans REW et donc pour ne plus avoir à faire de manipulation avec le voltmètre
- Fichier de calibrage de la boucle de mesure avec le câble coupé
- Insertion des transformateurs

1Vrms

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-003-1Volt.jpg

Calibration de la carte son
Réponse en fréquence

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-004-CalibRF.jpg

THD

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-005-CalibTHD.jpg

Les Neutrik et le Edcor ont des rapports de transformation fixe, 1:1 et 1:4
Le Lundahl LL1935 est initialement prévu pour du microphone. Les rapports préconisés sont 1:5 et 1:10 mais pour mon besoin j'ai fait un 0.5:5 (soit 1:2.5) et 1:5
Le Dibao DB1736 a été câblé en 1:1 et 1:2

J'ai réglé le niveau de la carte son 3 fois. Le fait de changer le gain de l'entrée n'a que très peu d'impact sur la THD.
Le premier réglage pour mesurer les rapports 1:5 et 1:4 (Lundahl et Neutrik)
Le second réglage pour mesurer les rapports 1:2.5 et 1:2 (Lundahl et Dibao)
Le troisième réglage pour mesurer le rapport 1:1 (Dibao Edcor et Neutrik)

Première série de mesure à 1Vrms (0dBfs)
Réponse en fréquence

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-006-RF-1V.jpg

THD avec curseur à 40Hz

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-007-THD-1V.jpg

Deuxième série de mesure à 316mVrms (-10dBfs)
Réponse en fréquence

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-008-RF-316mV.jpg

THD avec curseur à 40Hz

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-009-THD-316mV.jpg

Troisième série de mesure à 100mV (-20dBfs)
Réponse en fréquence

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-010-RF-100mV.jpg

THD avec curseur à 40Hz

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-011-THD-100mV.jpg

(Je viens de voir que les légendes ne sont pas complètes sur les distos ... mais bon, les numéros sont les mêmes pour retrouver ses petits).

Conclusions :
- J'enfonce des portes ouvertes. La qualité est directement proportionnelle avec le prix du transformateur !
- Même si mes mesures n'ont pas une précision folle, le comparatif reste valable je pense.
- Les Neutrik n'aiment pas du tout les niveaux élevés. Les atténuations dans le bas sont énormes et clairement, il ne faut pas leur envoyer plus de 0.3Vrms ! Quand bien même, la distorsion reste élevée.
- Les Edcor s'en sortent plutôt bien même si la THD reste "haute" assez loin en fréquence.
- Les Lundahl et les Dibao jouent dans la même cour. Pour mon utilisation, je pense partir sur les Dibao qui sont plus proche de mon besoin (symétrisation).

Voilà, si ça peut servir

D.

[tcli]

Prévisible, mais c'est toujours intéressant de voir une comparaison et de faire la manip.
Deux petits points :
1) Essaye de mesurer les THD avec la méthode stepped sine en mode RTA dans REW. C'est beaucoup plus long mais donne de meilleurs résultats qu'avec un sweep
2) Si ta carte te permet d'aller à 192Khz , ça pourrait être intéressant de voir ce qui se passe vers 30-50Khz. Certains transfo on des résonances prononcées.

[Dagda]

Pour les mesures précédentes, j'ai fait du sweep en 96k et en 4M (40 secondes la mesure).
Je peux monter en 192k pour faire les mesures.

Jamais fait le stepped sine, je suis curieux, je vais faire ça

[Dagda]

Complément avec le Dibao DB1736 en rapport 1:1

Réponse en fréquence de 5Hz à 96kHz avec échantillonnage en 192kHz

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-012-RF96k.jpg

Ensuite j'ai fait un Stepped Sine ... c'était long
On retrouve un profil similaire, si ce n'est les deux bosses à 800 et 5000 ... événement extérieur ?

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/TransformateursAudio/MesureTR-013-StepTHD.jpg

D.

[tcli]

Complément avec le Dibao DB1736 en rapport 1:1
Réponse en fréquence de 5Hz à 96kHz avec échantillonnage en 192kHz

Bon, Il faudrait encore augmenter la fréquence d’échantillonnage pour voir ce qui se passe vers 100KHz.
Je suis surpris que ca descende si bas.

Ensuite j'ai fait un Stepped Sine ... c'était long

J'avais prévenu ...
C'est le mode "à l'ancienne"

On retrouve un profil similaire, si ce n'est les deux bosses à 800 et 5000 ... événement extérieur ?

Surement, mais au moins, avec le stepped sine, tu es au dessus du bruit de fond pour les 1ères harmoniques.

[Dagda]

Peut pas faire plus en fréquence ... la carte monte pas au delà de 192k
J'ai commencé la mesure bas pour avoir un truc plus fiable dans les 15 / 20 Hz

Le bruit de fond est limité par celui de la carte. Elle est pas dégueulasse mais ça reste une carte son à 200 balles !

Par contre, j'ai constaté un truc. Si je fais un fichier de calibration en mettant le niveau à 0dBfs, la réponse en fréquence est bruitée à partir de 5 / 6kHz.
Si je baisse à -1dBfs, c'est lisse ...

[Ragnarsson]

Les transformateurs s’utilisent (et se mesurent) avec une compensation RC, ce qui linéarise leur réponse en hautes fréquences.
On paye l’isolation par de la distorsion.
Je te conseille l’épisode de jipihorn sur la mesure de transformateurs audio (il avait trouvé un modèle pas mal), et la lecture du chapitre dédié dans le livre Small Audio Signal de D. Self qui montre aussi des circuits de mise en oeuvre pour limiter la distorsion.

En plus du prix il faut considérer la taille, un transformateur qui a peu de THD en basses fréquences est gros et donc coute plus cher, mais aussi le niveau du signal, les transformateurs fonctionnant encore bien sur les niveaux consumer mais pas sur des niveaux pro.

[Ragnarsson]

Peut pas faire plus en fréquence ... la carte monte pas au delà de 192k
J'ai commencé la mesure bas pour avoir un truc plus fiable dans les 15 / 20 Hz

Le bruit de fond est limité par celui de la carte. Elle est pas dégueulasse mais ça reste une carte son à 200 balles !

Par contre, j'ai constaté un truc. Si je fais un fichier de calibration en mettant le niveau à 0dBfs, la réponse en fréquence est bruitée à partir de 5 / 6kHz.
Si je baisse à -1dBfs, c'est lisse ...

Ta carte ne permet pas de sortir à 0dBFS, carte à 200 balles tu l’as dit.
Achetes toi une RME ou une Lynx d’occasion (les PCI sont entre 150 et 200€ en occasion) pour faire des mesures.

[Dagda]

Alors, j'entends bien vos propos (ici et dans le bistrot) mais on va resituer un peu l'expérience

En premier lieu, non je ne vais pas acheter une autre carte son. Celle-ci me convient parfaitement pour ce que j'ai à en faire. Ou alors tu veux me faire un cadeau, mes 40 ans arrivant j'en serais fort ravi
Et si, elle sort le 0dBfs, c'est juste qu'à cette valeur il y a une "saturation" ... je ne comprends pas ta remarque pour le coup
Ou alors c'est que tu me dis que le fait de la qualité "bonne sans plus" de la carte, elle a une limitation au niveau des DAC et à 0Dbfs il y a saturation ?

Ce petit partage n'a pas vocation à être un tutoriel ou autre chose du genre, l'exercice était simplement un exercice de curiosité.
Je l'ai également dit, mon protocole n'est pas parfait et je le sais bien.

J'ai regardé la vidéo de Jipihorn, et justement, il me semble qu'il mesure comme moi, à la différence qu'il a un AudioPrecision et pas une carte son ... non ?

Dans tout ces transformateurs, il y en a quand même qu'un seul qui n'est pas dédié à symétriser ou faire une isolation de signal. quand on voit les montages (du commerce ou recommandé par les fabricants) il n'y a que la connectique et les transformateurs, éventuellement un atténuateur.
Donc, c'est exactement le montage que j'ai fait pour mon expérience ... sortie ligne symétrique / transformateur / entrée ligne de la carte.

Mais, si vous avez des recommandations pour les montages à faire afin de mesurer "correctement" ces transformateurs, n'hésitez pas à partager votre savoir. Le forum est fait pour ça
Je vais aller voir le livre que tu indiques en attendant.

D.

[Dagda]

Bon, comme vous attisez ma curiosité tous ...

- La plupart des schémas de symétrisation par transformation que l'on trouve sur la toile son simplement avec transformateur inséré dans la liaison - même chez Jensen d'ailleurs.

Chez Rane également - https://www.ranecommercial.com/kb_artic ... ticle=2107

- On trouve quelques schémas un peu plus complexe, que ce soit au primaire avec un montage pour réduire la disto (que l'on trouve dans le livre de douglas d'ailleurs) ou avec une charge (simple R ou cellule RC).
https://www.jhbrandt.net/wp-content/upl ... ipment.pdf
https://www.sonifex.co.uk/de/cmulx1/index.shtml

Mes reste de magnétisme et tout ce que j'ai pu voir depuis une vingtaine d'année me font dire que oui, il doit y avoir un moyen d'optimiser le truc

Du coup, va falloir que je fasse d'autres mesures ....

Concernant cette histoire de 0dBfs ... j'ai du mal à croire qu'il s'agit d'un problème de "qualité" ... Fluid audio c'est quand même pas les derniers des clamplins en matière de son ?
Bon, ceci dit, je n'ai plus d'autre carte son sous le coude pour comparer (j'ai tout revendu) ... Si jamais vous avez 5 minutes pour claquer une mesure sur votre carte les copains, ça serait intéressant je crois ...

D.

[J-C.B]

Bonsoir Dagda,
Un transfo de modulation nécessite d'être chargé par une R. Elle permet entre autre d'amortir la résonance aux hautes fréquences. Je me souviens que les transformateurs " Mélodium " de rapport 1/4 destinés aux micros de Z nominale=200 Ohms nécessitaient charge de R=12k au secondaire. Son choix a éte fait de manière dichotomique et de mesures répétées.

[Dagda]

Merci J-C.B pour cette réponse.
Donc, ce que je comprends c'est que, dans le doute, les fabricants ne fournissent pas de schéma "fini" avec des valeurs fixées puisque c'est du cas par cas suivant la situation (et donc le matériel utilisé).
Du coup, si on cherche un "idéal" il faut y aller par de la mesure pour ajuster au mieux et trouver un équilibre.

Concernant le 0dBfs, bon, bah pas de bol, ma carte son a sa réponse en fréquence qui déraille quand je balance du 0dBfs ... à -1dBfs pas de problème.
Plus précisément, de 44 à 96k d'échantillonnage, les RF sont similaire à identique entre 0dBfs et -1dBfs.
Il n'y a qu'avec 176k et 192k où il y a oscillation de la RF.
Par contre, la disto n'est pas impactée.

A -1dBfs
RF

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/SRI-2-001-RFCalib.jpg

THD

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/SRI-2-002-DistoCalib.jpg

A 0dBfs
RF (J'ai placé un offset sur les deux fréquences problématiques)

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/SRI-2-003-RFCalib.jpg

THD

http://dctech.fr/public/HCFR/Mesures/SRI-2-004-DistoCalib.jpg

On voit qu'il y a un début d'ondulation également sur les autres fréquences, mais ce n'est pas franchement critique.

Bon, va falloir que je sorte les résistances. Mon choix s'étant arrêté sur les Dibao, je vais voir l'impact que ça peut avoir.
Une idée de départ pour les R ?
Sachant que le primaire est à 56Ohms et le secondaire à 43Ohms (résistances statiques du data)
D'après cette image http://audiophonics.fr/img/cms/Dibao%20 ... quence.jpg et si je comprend bien, au secondaire il y a 100k ou 600R ... ?

D.

[J-C.B]

Il y a très longtemps que je n'ai plus utilisé de transformateurs de modulation. Par contre je me souviens des effets passe haut et passe bas liées aux inductances de fuite et capacités réparties ainsi que des limites liées à la surface de flux du noyau. Pour passer de forts niveaux, il te faut un transformateur de bonne taille. Un primaire d'inductance élevé et de faible résistance qui implique un secondaire de même acabit. Le tout réalisé de telle manière que les capas parasites soient les plus faibles possibles. Un écran antistatique permet d'en réduire les effets.
Autrement dit, ton transfo stylo ne fera pas le taff pour un transport de modulation autre que celui des micros dont le niveau moyen est de l'ordre de -30dBm.
Le limites sont nombreuses comme tu pourras le voir dans cette thèse. https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=Etude+th%C3%A9orique+%2B+transformateur

[Dagda]

Oui, c'est clair que les petit Neutrik sont à la ramasses complet ...
Je vais expérimenter avec les Dibao qui semblent être les plus prometteurs.

Ton lien renvoi à une recherche google par contre. Tu n'as pas de lien direct ou le nom de celui qui a fait la thèse ?

D.

[Eric.D]

Concernant le 0dBfs, bon, bah pas de bol, ma carte son a sa réponse en fréquence qui déraille quand je balance du 0dBfs ... à -1dBfs pas de problème.

Si je me réfère à ces explications c'est normal (phénomène d'écretage du signal).