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Comment (bien) mesurer les paramètres T&S (bonus: rodage)

Message » 20 Déc 2012 23:55

Bonjour JC,

j'adore quand des gens inscrits depuis longtemps comme toi, qui n'ont posté que quelques messages, en font un pour moi. Ca me flatte et m'honore :)
Le must c'est quand quelqu'un s'inscrit sur le forum rien que pour me répondre. Là c'est presque la gloire. Il n'y a pas de petite vanité :mdr:

jcg74 a écrit:@Alakasar,

dans tes conclusions préliminaires, tu as omis un point que je trouve important, à savoir le type de signal utilisé. Par exemple, un système de mesure qui utilise des séquences MLS ou des sweeps ne donneront pas les mêmes résultats qu'avec d'autres utilisant des stepped sinus lents.
je le dis un peu en parlant de la variation du résultat selon le signal utilisé. Je cite l'exemple du pink noise au lieu des stepped sine dans LIMP.
C'est bien le drame des T&S: ça change selon trop de variables. Comme ce ne sont pas des constantes, on a tous un peu raison.

Les remarquables travaux de Thiel puis Small ont permis de modéliser facilement le fonctionnement APPROXIMATIF d'un HP dans le grave à petits signaux. Ils ont pris bien garde à ne pas réellement définir ce qu'est un petit signal et même l'AES, dans son dernier draft, ne définit pas formellement ce qu'est un petit signal. Il y a peut être une bonne raison à cela : selon l'usage du HP Hifi, Home cinema ou sonorisation la valeur est très différente et si on rajoute à cela la notion de rendement...
c'est vrai que j'ai eu du mal a trouver ce que c'était que "petit signal" pour eux. Constatant qu'il n'y a pas de règle claire, j'ai cherché ce que font les premiers concernés : les constructeurs. Là aussi, c'est chacun sa sauce mais les rares qui expliquent ce qu'ils font, le font plutôt raisonnablement.
Thiele et Small ont fait des approximations dans leur modèle de fonctionnement du HP qui ne sont valides qu'avec des petits signaux. A haut niveau, il faut changer de modèle. Il y a de la littérature sur les modèles non linéraires des HPs a fort volume.

Un dernier point, la notion de rodage. La première fois que j'ai abordé ce problème avec Philippe Lesage (PHL Audio) il m'a fait la remarque suivante :
que dire de la conception d'un produit dont les caractéristiques se modifieraient aux bouts de quelques heures seulement ?

Avant que tout le monde me tombe dessus,

1) OUI, les mesures T/S sont différentes lors de mesures faites juste après rodage ( l'augmentation de température a modifiée un certain nombre de caractéristiques comme souligné par d'autres dans le forum) Normalement après refroidissement complet, on devrait pouvoir re mesure sensiblement les mêmes paramètres
marrant que tu dises cela, car c'est exactement ça qui a été le point de départ de cette affaire.
Le rodage de quelques minutes ça sert vraiment a quelque chose ? Est ce que ça se voit à la mesure ?
Cela m'a obligé a me demander comment mesurer les T&S. Le reste n'est qu'affaire de présentation.

Donc pas d'accord avec la phrase en gras ci-dessus. Un HP neuf, tiède et ce HP rodé, tiède, ne se comportent pas pareil. Un HP surchauffé juste après le rodage accéléré étant le cas extrême.
J'ai donc très vite introduit la notion de rodage et de chaleur pour ne pas mélanger les effets.
On m'a même obligé sous la contrainte (le tortionnaire se reconnaitra :mdr: ) a laisser le HP au repos 4 jours après le rodage accéléré pour vérifier que le HP bien reposé se rappelle dans la durée de ses 10minutes de rodage. Et oui, il se rappelle.
Une fois la suspension détendue, elle le reste. Matériaux bien choisis.

C'est une double bonne nouvelle : 1. une fois rodé, ça varie beaucoup moins et 2. il suffit de quelques minutes pour le rodage. C'est ce que PHL voulait dire sans doute et je soupçonne qu'il ne vendrait pas un HP non rodé.

Un autre truc que j'ai réalisé, et comme souvent ça parait évident après, c'est que mesurer un HP totalement froid est une mauvaise idée. Je l'ai constaté sans pouvoir clairement l'expliquer, jusqu'à tomber sur la doc de SBAcoustics qui le mentionne : le HP chauffe un peu, se détend, durant la mesure ce qui la rend aléatoire.
Ca veut aussi dire que écouter ses enceintes juste après un repos de plusieurs heures et quelques minutes après leur mise en marche, peut faire une petite différence. Là aussi, c'est mécanique, on peut comprendre.
Dans mon vocabulaire simpliste j'ai appelé ça HP tiède.

2) Il existe des HPs dont les mesures sont durablement modifiés. Mon humble avis est qu'il vaut mieux fuir ce genre de produit car cela signifie un pb de conception
faut en fuir beaucoup alors :D

3) Ne pas oublier qu'un HP est aussi un microphone, or la procédure de mesure utilisée fait que les valeurs de tension (ou de courant) sont extrêmement faibles et donc souvent entachées de bruit parasite. Il faut donc être particulièrement soigneux dans la procédure.
si on mesure sans ampli, avec des niveaux très faibles je te confirme que ça se voit. Je l'ai constaté lors de mesures faites avec carte son seule il y a longtemps ou j'avais laissé la musique pendant la mesure. Ca fait une courbe d'impédance toute crénelée :mdr:
En mesurant avec l'ampli c'est déjà une autre affaire. Pour que le HP comme micro génère une tension suffisante pour affecter la tension de mesure de 1Vrms et plus, faut déjà que le bruit ambiant dans la pièce soit bien fort !
Cela dit: j'ai fait mes mesures en silence. Enfin, pas en silence, avec le doux son du stepped sine :wink: on se croirait a un test auditif !

4) dans le cas du super logiciel ARTA (avec un prix imbattable ET le support ASIO natif) LIMP est probablement la partie la moins aboutie car le logiciel n'utilisent que quelques valeurs d'impédance pour calculer les paramètres au lieu d'utiliser la méthode des moindre carré (par exemple) pour ajuster au plus près la courbe d'impédance réellement mesurée. La conséquence est que d'une mesure à l'autre, des différences notables peuvent apparaitre.

incapable de dire. Si je trouve un peu de motivation et de temps, je referai quelques mesures avec REW histoire de comparer un deuxième outil.

En conclusion, je dirais que les paramètres T/S sont très utiles pour "dégrossir" le problème, mais qu'il ne faut pas se focaliser uniquement là dessus.... l'acoustique restera toujours une affaire de compromis... :friend:
on est bien d'accord :)

Amicalement
Jean Claude
:)
alkasar
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Message par Google » 20 Déc 2012 23:55

 
 
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Message » 22 Déc 2012 12:50

Pour que le HP comme micro génère une tension suffisante pour affecter la tension de mesure de 1Vrms et plus, faut déjà que le bruit ambiant dans la pièce soit bien fort !
Cela dit: j'ai fait mes mesures en silence. Enfin, pas en silence, avec le doux son du stepped sine :wink: on se croirait a un test auditif !


D'une manière générale, il me semble presque toujours nécessaire de passer par un module ampli qui permet de se mettre dans de bonnes conditions pour faire des mesures (un LM3886 fait parfaitement l'affaire) avec une commande de mute pour éviter bien des des dégâts et une commande de gain calibrée.

Et bien non car ce n'est pas la tension de 1 Volt (ou autre) qui pose un problème mais bien la valeur de tension mesurée aux bornes du HP qui elle, hormis aux alentours de la résonance est considérablement plus faible et bien souvent entachée de bruit!

dans le cas du super logiciel ARTA (avec un prix imbattable ET le support ASIO natif) LIMP est probablement la partie la moins aboutie car le logiciel n'utilisent que quelques valeurs d'impédance pour calculer les paramètres au lieu d'utiliser la méthode des moindre carré (par exemple) pour ajuster au plus près la courbe d'impédance réellement mesurée. La conséquence est que d'une mesure à l'autre, des différences notables peuvent apparaitre


incapable de dire. Si je trouve un peu de motivation et de temps, je referai quelques mesures avec REW histoire de comparer un deuxième outil..


C'était le constat fait par l'auteur d'ARTA après un échange de mails il y a un peu plus de 2 ans.

Je n'ai pas d'expérience avec REW

Et concernant la notion de "tiède", le tiède de X ne sera pas celui d'Y donc cela me parait difficile de proposer cette solution. Bon, allez deux bonnes nouvelles:

- la fin du monde n'était pas pour le 21
- tant que le Fs/Qt ne varie pas trop, tous les espoirs sont permis...

A tous, de très bonne fêtes de fin d'année
JC
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Message » 23 Déc 2012 13:12

Ma technique pour l'ajout de masse, c'est des aimants pour tableau avec des rondelles métallique ou des écrous suivant le poids désiré. Le tout prend la membrane en sandwich. C'est pratique et indolore pour le hp !
Avec la technique de la charge close, j'obtiens a peu prés les même résultat mais il faut faire attention au poids et au volume, trop petit, les paramètres calculés ne sont pas bon.

Après, il y a une note sur le site neumann au sujet du rodage. Le rodage a une influence sur la fs mais qui au final, comme expliqué plus haut, a peu d'influence sur le résultat final. (dixit neumann)

Ce n'est qu'une étape mais je trouve la précision suffisante. La réponse simulée correspond bien a la réponse mesurée en 2pi (plan de sol).
JIM
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Message » 23 Déc 2012 15:04

JIM a écrit:Après, il y a une note sur le site neumann au sujet du rodage. Le rodage a une influence sur la fs mais qui au final, comme expliqué plus haut, a peu d'influence sur le résultat final. (dixit neumann)

Ce n'est qu'une étape mais je trouve la précision suffisante. La réponse simulée correspond bien a la réponse mesurée en 2pi (plan de sol).

sur fs et aussi Cms et donc Qts qui en dépend.
C'est vrai que c'est étonnant le fait que les avis subjectifs disent qu'un HP rodé se comporte différemment, les simulations changent peu alors que fs et cms changent (encore que mon hp est que de 15cm... ca change peut etre plus pour un plus gros HP).
fs/qts change peu. Je sais pas trop a quoi correspond physiquement cette grandeur.
alkasar
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Message » 23 Déc 2012 15:17

Suite aux discussions précédentes, je me suis demandé l'impact du bruit ambiant sur les mesures puisque le HP se comporte comme un micro.

On se rappelle que la tension de mesure aux bornes du HP dépend de la fréquence à cause de la Résistance de mesure Rm. Uhp=Uamp*Z/(Z+Rm). La tension est maximale à Fs quand Z est maximal.

Lorsque je dis 1Vrms je parle à Fs. Pour la mesure de T&S, c'est autour de Fs que les mesures sont exploitées. ( Cf doc LIMP page 29 pour les précisions). Aux fréquences concernées, l'impédance reste pas loin de Zmax/2 et la tension de mesure significative.

Pour une mesure à 1Vrms à Fs, la tension au niveau de mon HP baisse jusqu'à 300mV au plus bas pour la fréquence impédance mini.

Pour avoir une idée de l'impact du bruit, j'ai mesuré la tension générée par le HP 15W en tant que micro en lui mettant un multimètre.

Dans le silence complet, 27 à 28dB de bruit de fond dans mon salon, le multimètre montre 0.0mV

Comme je mesure dans mon salon, à quelques mètres de mes enceintes principales, mettons une sinusoide dans foobar.
Dabord à 100Hz. Je déplace le HP pour chercher un max de niveau (les réflexions sur sinusoides créent des ventres et des noeuds dans la pièce!). 90dB au sonomètre (!!) et le multimètre ne montre que 0.7mV généré.

Passons à 50Hz. Tout près de la Fs du HP, l'amplitude de déplacement est maximale et le courant généré devrait être le plus fort. En effet, il monte jusqu'à 5.8mV sans changer de réglage de volume.
En réglant le niveau à ce qui pourrait être considéré comme un gros bruit parasite dans la pièce, à 50Hz, le courant généré par le HP comme micro tourne autour de 0.5mV max.

Conclusion: avec un bruit très significatif à 50Hz dans la pièce, le HP comme micro ne génère qu'au maximum 0.5mVrms. A rapprocher des 300mV mini de la mesure dite à "1V". Ca reste négligeable.

En revanche, si on mesure avec la sortie casque de la carte son, avec des tensions de mesure de l'ordre de quelques dizaines de mV, le bruit peut être remarqué. Quelques %. Est ce de nature a perturber la mesure ? je sais pas.



jcg74 a écrit: Et concernant la notion de "tiède", le tiède de X ne sera pas celui d'Y donc cela me parait difficile de proposer cette solution.
on est bien d'accord, rien de scientifique dans cette notion.
Juste le constat que la première mesure au réveil du hp est strange. La deuxième aussi. La troisième ça commence à aller et les suivantes sont cohérentes entre elles.
En pré-conditionnant le HP avant la mesure, les mesures successives sont cohérentes entre elles.
alkasar
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Message » 23 Déc 2012 15:45

j'ai continué mes recherches.

Cédric m'avait communiqué la référence de la norme IEC60268-5 Loudspeakers (édition 2003).
http://fr.scribd.com/doc/50620695/IEC-e ... udspeakers

Cette norme s'applique aux HPs ou aux enceintes passives. Elle décrit les règles applicables aux fabricants pour mesurer les spécifications : puissance applicable, impédance nominale, bande passante, etc. tout ce qu'on trouve dans les datasheets. Elle ne concerne pas les T/S bien que pour Fs ça se rejoint.

Il y a tout de même deux choses que je retiens :

- chapitre 12 Preconditioning
Permanent changes may take place in a loudspeaker as a result, for example, of motion of
the diaphragm. Therefore,the loudspeaker should be preconditioned before measurements by
application of a simulated programme signal, in accordance with IEC60268-1, at the rated
noise voltage for at least 1 h.

The period of preconditioning shall be followed by arecovery period of at least 1 h, during
which the loudspeaker shall be disconnected, before proceeding with the measurement.
La norme dit de pré-conditionner le système (HP ou enceinte) pendant 1heure avec un signal puis le laisser reposer 1h avant de mesurer. Ca correspondrait à un rodage ?
Un signal conforme à IEC60268-1 est un bruit rose.
En revanche c'est quoi le niveau "rated voltage" ??? Qui a accès à IEC60268-1 pour nous dire

- L'autre que je retiens est la méthode pour mesurer l'impédance & Fs
16.2.2.2 A constant voltage or current shall be supplied, the former usually being preferred.
The value of voltage or current chosen for the measurement shall be sufficiently small to
ensure that the loudspeaker operatesin a linear region.

Donc la norme recommande plutot l'utilisation d'une méthode de mesure à courant constant "constant current", c'est a dire avec une résistance de mesure Rm élevée. Avec Rm élevée, plusieurs centaines d'ohms, l’influence de Z est faible et le courant varie peu. i=Uamp/(Z+Rm) .
La mesure à tension constante "constant voltage" serait avec une résistance de mesure faible (quelques ohms). Dans ce cas, la tension aux bornes du HP dépend peu de Z, surtout autour de Fs où Z est élevée.

C'est pas l'approche retenue par les outils "modernes" qui utilisent plutot une résistance Rm moyenne (10 à 50ohms pour Arta, 33 ou moins pour REW).


Sinon j'ai trouvé une référence supplémentaire d'un constructeur : BC Speakers, pour ses woofers
"Thiele-Small parameters are measured after a high level 20 Hz sine wave preconditioning test".
alkasar
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Message » 23 Déc 2012 16:15

encore un article sur le rodage

Klippel, encore eux ;) , a fait une étude sur le vieillissement des HPs. C'est essentiellement la raideur de la suspension qui change.
http://www.klippel.de/uploads/media/Agi ... lippel.pdf

ca donne ce genre de courbe:
Image

En abscisse Durée * Puissance.
La baisse est rapide au départ, puis bien plus lente ensuite et ne change quasiment plus.

Le rodage vient vite quoi qu'il arrive : 10 minutes à 10W ou 100minutes à 1W a le même effet.
alkasar
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Message » 15 Oct 2013 17:22

Je voudrais revenir sur le côté obligation d'utiliser un ampli pour avoir des paramètres exploitables. Que faire au niveau des entrées de la carte son pour la protéger. Kro parle de "pad de résistances" dans son tuto pour Limp, ça correspond à quoi exactement ?
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Message » 15 Oct 2013 17:39

J'ai utilisé la methode préconisé par REW pour mesure mon sub Dayton
Utilisation d'un ampli caque avec une résistance de 100 ohms.
A +/- 5 % je trouve les données du constructeur,à part le VAS et le MMS.

Avec une résistance de 47 ohms, le VAS et le MMS se rapproche des données constructeur

J'utilise également une masse additionnelle de 100 g qui fait chuter la FS de 10%, alors qu'alkazar parle d'une masse qui fait chuter la FS de 20 à 50%.
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Message » 15 Oct 2013 17:58

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Message » 16 Oct 2013 10:48

thierry38efd a écrit:Image


Ça correspond à quoi les triangles avec 3.3V marqué à côté ?
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Message » 16 Oct 2013 10:54

Diodes zener :oldy:
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Message » 16 Oct 2013 11:01

Ok donc il me faut, un résistance de 10K, une autre de 1K, 2 zéner de 3.3V le tout en double.

Pour l'ampli, est-ce qu'un ucd180 peut faire l'affaire ?
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Message » 16 Oct 2013 12:16

Nimaj44 a écrit:Ok donc il me faut, un résistance de 10K, une autre de 1K, 2 zéner de 3.3V le tout en double.

Pour l'ampli, est-ce qu'un ucd180 peut faire l'affaire ?

avec une résistance de 1K et de 10K, la proportion de signal visible sur ta carte son est d'environ 1/(1+10) = 1/11
Du moment qu'on le sait, c'est bon.
Quand on veut mesurer sans se prendre la tete avec les divisions, on prend un couple de résistances qui donne un ratio directement lisible de 1/10 environ (1K et 9K par ex).

Les cartes ucd de base ne sont pas bridgées. Ton ampli peut avec avoir des UCD bridgées. Toi seul le sais.
Ce système protège ta carte son. Faut se poser la question de ce coté là : Quel est le niveau d'entrée max de ta carte son ?
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Message » 16 Oct 2013 12:59

En fait,il n'y aucune division à faire. :hein:

la formule de Z=U2.Rsense/(U1-U2)

c'est comme si on mesurait avec juste la carte son,
-1 fois à 0.5Veff
-1 autre fois à 1Veff.

pas de division à effectuer,le delta U1-U2 est divisé par K,U2 est divisé par K
l'impédance vue sera la même.
on peut mettre ce qu'on veut comme valeur 10-1K,20-1K,47-1K....

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