Déphasages et délais de transmission

» 26 Jan 2010 13:21

Bonjour,
Dans la série "je fais encore des mesures" en voici quelques unes sur les déphasages qui se produisent dans un ampli et le temps que met le signal à le traverser à diverses fréquences.
J'ai pris un vieux cobaye, mon vénérable QUAD 303 auquel j'envoie un signal venant d'un générateur.
L'entrée A du fréquencemètre/phasemètre (Racal 1992) mesure ce signal, alors que l'entrée B mesure le signal aux bornes de la sortie HP.
Le premier tableau indique le déphasage (en degrés) qui se produit à diverses fréquences.
Le deuxième tableau indique le temps que met le signal à traverser l'ampli (en millisecondes puis en microsecondes).
Déphasage entre signal à l'entrée et signal à la sortie :

10 Hz = 122°
25 Hz = 157°
50 Hz = 174°
100 Hz = 183°
250 Hz = 185°
500 Hz = 187°
1 KHz = 191°
2,5 KHz= 198°
5 KHz = 200°
10 KHz = 204°
15 KHz = 207°
20 KHz = 209°
25 KHz = 212°

Décalage entre entrée et sortie :

10 Hz = 34 mS
25 Hz = 17 mS
50 Hz = 9,7 mS
100 Hz = 5 mS
250 Hz = 2 mS
500 Hz = 1 mS
1 KHz = 530 µS
2,5 KHz= 220 µS
5 KHz = 111 µS
10 KHz = 56 µS
15 KHz = 38 µS
20 KHz = 29 µS
25 KHz = 23 µS

Je n'en tire aucune conclusion, c'est juste pour voir ce qui se passe dans un ampli.
Par ailleurs, j'ai mesuré le déphasage entre deux câbles identiques de longueur différentes, l'un double de l'autre.
Aucun déphasage jusqu'à 200 KHz (plus de 10 fois les fréquences audibles), à 500 KHz à peine 0,1° et 0,2° à 1 MHz.
Donc ne pas se prendre la tête pour les liaisons !

Michel...

» 26 Jan 2010 17:10

Très intéressant. C'est un ampli bass-reflex ? :mdr:

Ton expérience illustre bien qu'un système même passant une large bande de fréquence (enfin je suppose) déforme énormément le signal (si on le regarde d'un point de vue "visuel"); Ce qui explique parfaitement pourquoi il n'est pas possible de comparer directement par soustraction des signaux audio à l'entrée/en sortie d'un appareil (en tout cas j'avais échoué à le faire) - il faut faire passer le signal "de référence" par un filtre simulé correspondant à l'appareil testé. On pourra alors vérifier que l'appareil se comporte exactement (ou pas) comme le filtre théorique, et visualiser les non-linéarités éventuelles.

Edit: néanmoins ce que je ne comprends plus (du coup), c'est qu'un signal carré reste à peu près un signal carré en passant dans cet ampli ? ou alors ce n'est pas le cas ?

» 26 Jan 2010 18:46

Bonjour,
Oui, le signal reste pareil ou à peu près aux extrémités, mais c'est un décalage dans le temps, le temps que le signal transite par tous les composants. L'ampli fait environ 10 Hz-35 KHz. Il y a mieux, mais j'ai commencé par celui-là.
Les erreurs de mesure doivent être d'environ 5%. J'ai essayé avec une sinusoïde, car avec du rectangle, le signal étant déformé dans l'ampli, il y a un décalage différent. Je garde le rectangle pour les mesures de câbles. Sur un oscillo on voit le décalage, mais ce n'est pas assez précis pour donner des chiffres. Mais je commence à peine à faire ce genre de mesures.
Michel...

» 26 Jan 2010 19:26

...c'est un décalage dans le temps, le temps que le signal transite par tous les composants.

Je ne pense pas qu'on doive l'interpréter comme ça, mais plutôt comme le comportement normal d'un passe-bande sur la phase. Il faudrait que Robert (64) passe explique ça correctement...

» 26 Jan 2010 20:33

On dirait que la fréquence*décalage est presque constant...

» 26 Jan 2010 21:10

C'est la phase.

» 27 Jan 2010 18:20

Les décalages mesurés en sinus sont des déphasages ,qui dépendent de la fonction de transfert de l'ampli ,ici sa bande passante .
Il semble que ton ampli soit inverseur ,ce qui ajoute 180° au résultat . Les 180-122 = 68°à 10 hz indiquent que la coupure basse doit être quelquepart entre 10 et 20 Hz .
Les -32 ° à 25 kHz indiquent eux que la fréquence de coupure haute est ... plus haute .
Ce genre de mesure de phase est difficile à réaliser avec précision.
Les temps de propagation (retards purs) sont très difficiles à mesurer et très faibles (très inférieurs à la µs)
L'idéal est de mesurer en rectangulaire , mais la difficulté est de séparer ce qui relève de la bande passante et ce qui relève de la propagation.
Si on applique à l'entrée un échelon de temps de montée négligeable ,on mesure le temps qui se déroule jusqu'au moment où la sortie commence à "bouger" .La difficulté est que si on mesure dès que le signal sort du bruit ,il s'est déjà écoulé un temps qui dépend de la bande passante et du retard pur, sans qu'on puisse les distinguer. Pas facile ...
Edit : un petit conseil pour interprèter ce genre de résultat: on peut raisonner en fréquentiel (réponse harmonique) ou en temporel (réponse transitoire) .
Les deux approches sont d'un point de vue théorique strictement équivalentes. Il faut en choisir une et s'y tenir .
La meilleure façon de se "mélanger les crayons" est de mélanger les deux approches dans la même réflexion. On a tous un jour ou l'autre commis cette erreur ...

» 28 Jan 2010 21:19

Bonjour,
bien ok, effectivement, les fréquences de coupures correspondent.
Et l'ampli déphase bien en moyenne de 180 °.
Mais je ne suis pas très théoricien, donc je suis tout ouïe.
J'éviterai de mesurer des délais qui ne prendront pas en compte des paramètres que je ne maitrise pas et qui me fausseront le résultat.

» 29 Jan 2010 13:39

Si l'ampli est inverseur : j'imagine que son préampli dédié l'était aussi...

» 30 Jan 2010 21:05

Bonsoir,
Les degrés de déphasage absolus n'ont aucune importance, le tout est qu'il soient identiques à gauche et à droite et relativement constants sur toute la bande.
Sur mon ampli, g et d pareils.
D'ailleurs, s'il y a beaucoup d'éléments, ça peut être 180 + 180 + x°, le résultat est le même que x°.
Quand il y a un inverseur, c'est de 180 °.
Michel.