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Matériel pour les mesures d'un HP ou d'une enceinte

Mise à jour : 6 décembre 2019.


Les deux types de mesures :

Vous pouvez mesurer un HP ou une enceinte dans le domaine électrique ou acoustique.

  • Dans le domaine électrique, à partir de la mesure de la courbe d'impédance, vous pouvez calculer les paramètres de THIELE et SMALL d'un HP, et avoir les courbes d'impédance et de phase électrique.
  • Dans le domaine acoustique, avec un micro, vous pouvez avoir la courbe de réponse du HP ou de l'enceinte, la réponse sur une impulsion, la courbe de phase acoustique, le spectrogramme.

Dans les deux cas, les logiciels de mesure permettent d'exporter les fichiers de résultats, pour les utiliser dans un logiciel de simulation.
Pour ARTA dont je parle dans ce chapitre, c'est la version payante qui permet l'exportation des résultats.


Matériel :

Le matériel que j'utilise pour la mesure :

  • Carte son M-AUDIO FAST TRACK PRO. Fin 2012, cette carte n'existe plus sur le marché en neuf. Le gros intérêt de cette carte était qu'il y a des entrées et sorties en face arrière qui ne sont pas atténuables par un potentiomètre.
    Plusieurs membres du forum MELAUDIA utilisent une TASCAM US-122 MK2 qui n'existe plus en 2019.
    Une TASCAM US-2X2 peut la remplacer, par contre il est indispensable de faire une calibration pour l'utiliser pour mesurer les paramètres de THIELE et SMALL d'un HP, le signal des entrées passe par un potentiomètre.
  • Une liaison stéréo RCA (ou une liaison numérique S/PDIF)
  • Un PC, pour bien faire portable
  • Logiciel de mesure ARTA (ou HOLMImpulse, ou REW.).
    La version gratuite ne permet pas d'enregistrer les résultats. Tout le reste est identique à la version payante.
    Il y a trois modules, arta.png et steps.png pour la courbe de réponse, limp.png pour les paramètres de THIELE et SMALL du HP.
    Les explications logicielles dans les chapitres suivants préciseront le module ARTA utilisé.
  • Livre de Joe d'Appolito : Le haut-parleur, manipulations et mesures électro-acoustique, aux éditions Publitronic/Elektor.


Matériel spécifique pour les courbes de réponses :

  • Micro BEHRINGER ECM8000, ou un équivalent avec son fichier de calibration.
  • 7 à 10 m de câble XLR
  • Un pied photo, détourné en pied micro
  • Bague interface pour adapter le pied au support micro


Matériel spécifique pour les courbes d'impédance :

  • Un câble à bricoler pour la mesure des impédance. Schéma à la fin de ce chapitre.
  • Un baffle plan CEI
    .
  • Une solution toute prête, logicielle et matérielle, pour la mesure des paramètres de THIELE et SMALL d'un haut-parleur le Système de test audio DATS V2 DAYTON.
    La garanti d'y arriver, la très grande simplicité, a un prix...


Autre solution logicielle / matérielle :

DAYTON AUDIO OMNIMIC V2 vous propose pour 288 € le micro USB calibré, le câble USB, le pied pour micro, un mini trépieds et le logiciel de mesure.
Le câble USB de 2.50 m est juste assez long pour mettre le PC portable de mesure proche du micro.
Rien n'est prévu pour relier le PC à la chaîne Hi-Fi, un DAC ou une carte son sera nécessaire, le carte son interne d'un PC portable n'a pas la qualité requise : Si ce n'est pas bon pour la Hi-Fi, ce n'est pas bon pour la mesure !!!


Autres documentations utiles :


Prise en main du matériel

La table de mon ancien salon était parfaite pour cela

image423.jpg



Le micro :

Le micro est nécessaire pour la mesure de la courbe de réponse, ou les autres mesures associées, avec ARTA arta.png ou steps.png.

Même si les micros sont vendus comme des micros de mesure, il ne sont pas parfaitement linéaire pour autant.
Il est possible de trouver sur Internet la réponse de plusieurs dizaines de micros BEHRINGER ECM800 :

ecm8000.jpg

Vous allez me dire, "Mais comment mesurer juste avec un micro aussi mauvais ?".
Simplement en rentrant, dans le logiciel de mesure, la courbe de réponse et de phase du micro, pour que le logiciel corrige ce qu'il mesure en fonction de la courbe de réponse de votre micro.
Cela repose sur l'hypothèse que vous avez un micro et un seul, et que vous en prenez bien soin.

Cela veut dire qu'une mesure juste ne peut se faire qu'avec un micro étalonné, pour avoir la courbe de correction.
Une solution un plus économique est d'utiliser la corrections moyenne d'un grand nombre de micros identiques.
C'est un membre du forum, Lechacal619, qui a réalisé ce fichier, et qui a ouvert une discussion sur les micros sur le forum.
Un simple coup d'oeil permet de vérifier que cette courbe est bien la moyenne des mesures ci-dessus.

courbe de calibration ECM 8000

Il y a un 2eme piège.
Certain logiciel, tel ARTA, demande un fichier de correction qui est l'image des courbes ci-dessus. Autres logiciels :
D'autre logiciel, tel True RTA, demande un fichier de correction qui est l'inverse des courbes ci-dessus. Autres logiciels :

En conclusion, une bonne mesure ne peut se faire qu'avec un micro étalonné, avec la courbe de correction qui correspond à votre logiciel de mesure.
Cela vous demande de savoir le type de fichier que demandent les logiciels les plus utilisés.

 

Micros avec courbe d'étalonnage :

DAYTON EMM-6 avec sortie sur prise XLR et en Français.
Ce micro est livré avec sa courbe d'étallonage en amplitude, la courbe bleue continue ci-dessous.
La courbe de phase en pointillée a été déduite de la courbe en amplitude, elle n'est pas fournie par DAYTON AUDIO sur le micro avec prise XLR.
Si vous voulez faire une correction juste de la phase acoustique, un micro avec courbe d'étallonage en amplitude et phase est indispensable.

courbe de réponse et de phase du EMM6

Il existe une autre version avec sortie sur prise USB le DAYTON UMM-6.
Cette version aurait (parce que je ne l'ai pas vérifié personnellement), un fichier de calibration en amplitude et phase acoustique.
La liaison USB est limitée à 5 m, pour moi c'est trop court. (sauf câble USB particulier, avec une électronique à chaque bout et une fibre optique).

 

Société faisant l'étalonnage d'un micro : ISEMcon, Acoustic & Vibration division

 

Fichiers de correction pour micro ECM 8000 :

image691.jpg

Télécharger le fichier de compensation pour True RTA ou similaire
Format .txt
Format .mic

Télécharger le fichier de compensation pour ARTA ou similaire
ECM 8000 Calibration Générique
Voir le fichier au format txt.


Il faut aussi un câble assez long pour brancher le micro sur la carte son, idéalement de 10 m parce qu'il n'est jamais trop long.
Chez moi, les électroniques sont placées sur le coté de la pièce : Si je n'ai pas un câble de 10 m de long je ne peux pas mesurer l'enceinte droite.
Un câble USB est limité à 5 m de long, je ne peux pas utiliser de micro USB...
Votre cas est différent du mien, à vous de voir, mais ne soyez pas trop juste en longueur.


Calibration de votre installlation de mesure avec micro :

Calibrer son système pour mesurer des enceintes avec ARTA.
Ce PDF est très bien fait, inutile pour moi de passer du temps à faire moins bien...

Nota :
Lors de la mesure des paramètres de THIELE et SMALL, lors de la mesure de l'impédance, une calibration de la chaîne de mesure est là aussi indispensable.
La méthode, très simple, pour le faire sera décrite dans le chapitre qui convient.


Calibrateur pour microphone :

Si vous avez besoin d'avoir une mesure de niveau sonore précise, un calibrateur de micro est nécessaire. Le calibrateur s'enfile sur l'extrémité du micro, et envoie un niveau sonore très précis. Il suffit de régler le gain de la chaîne de mesure pour retrouver le même niveau sonore.
Si vous voulez pouvoir discuter sur un forum du niveau sonore d'écoute moyen qui vous convient, ne le faites pas avec un Smartphone qui n'est pas étalonné, et qui est donc trop impréci. Vous allez vous faire renvoyer dans vos 22 m !!!
Une bonne mesure devrait se faire à 85 dB au point d'écoute. Sans calibrateur vous pouvez faire une mesure en relatif, et dire que le 30 Hz est à -6 dB par rapport au 1000 Hz par exemple. Le calibrateur vous permet de dire en plus que vous avez fait cette mesure à 85 dB au point d'écoute.
Avec un calibrateur, vous pouvez mesurer le bruit de fond de votre pièce d'écoute.


La box ARTA :

Le but de cette box est de pouvoir mesurer la courbe d'impédance et la courbe de réponse sans rien avoir à débrancher entre les deux mesures.
C'est certainement très utile pour les fabricants d'enceintes, beaucoup moins pour un particulier qui doit réaliser son coffret entre les deux.

PDF de la box ARTA

Acheter la box ARTA


Câble de mesure d'impédance :

Lors des mesures d'impédance, ARTA limp.png recommande d'utiliser un ampli entre la carte son et le haut-parleur.
Cela permet d'avoir un bon rapport signal / bruit lors de la mesure, et de mesurer les paramètres du HP à votre niveau normal d'écoute.
Dans le cas des mesures avec un ampli, la résistance de 475 Ohms passe à 27 Ohms / 20 W environ dans le schéma ci-dessous.
Ce qui est marqué "sortie" est la sortie haut-parleur de l'ampli.
Les 475 Ohms sont remplacés par 27 Ohms / 20 W.
Les entrées rentrent directement dans la carte son.

Lorsque j'aurai modifié mon câble de mesure, et refait des photos, la partie ci-dessous sera modifiée.


Ne pas utiliser le branchement direct sur la carte son ?
Je mesure ainsi depuis des années, et lorsque je compare mes mesures avec les paramètres des fabricants, les différences ne sont que celle des HP et pas celle de la méthode de mesure. Je suis peut être un peu moins précis, mais la précision obtenue est suffisante.

Je me suis réalisé un petit bout de câble, avec une résistance de référence. La valeur de cette résistance, 475 Ohms,
Le dessin est réalisé avec une prise RCA pour la sortie carte son, et deux prises RCA pour les entrées carte son.
En pratique, les deux entrées de la carte son sont sur jack stéréo, branchées avec la masse sur la partie arrière, et le signal sur la bague centrale. La partie avant des deux jack n'est pas utilisée.

image570.jpg

La photo "vue arrière" de la cate son FAST TRACK PRO avec le câble de mesure d'impédance est surtout ma mémoire, quand il faudra refaire des mesures dans quelques mois avec ARTA.
J'avais les adaptateurs RCA / jack 3.25 stéréo.
J'avais deux adaptateurs jack 6.35 / jack 3.25.
Oui, ce serai bien mieux avec deux jacks stéréo direct...

Câblage :
Pour les deux adaptateurs, le point chaud de la RCA est relié à la bague centrale du jack 6.35 mm.
Pour les deux adaptateurs, la masse est la grande bague.
Pour les deux adaptateurs, la bague d'extrémité n'est pas utilisée.
Le repère bleu ajouté au scotch sur les adaptateurs correspond a l'entrée droite, a la bague d'extrémité.

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image571.jpg


Les adaptateurs marchent très bien, mais rien ne remplace des bons jacks stéréos soudés directement au bout des fils.
Les miens sont repérés 1 et 2 pour aller directement sur les entrées 1 et 2 de ma carte son.
Les cartes son qui acceptent des prises RCA sont de plus en plus rares, vous trouvez plus souvent des prises combinées XLR / RCA.
D'autre part j'ai fait un montage sur une plaquette avec des cosses à souder pour augmenter la fiabilité dans le temps.
Parfois je me dis qu'un montage dans un petit coffret en bois ne serait pas du luxe, et une fois la séance de mesures passée j'oublie !!!
Mon câble de mesure à évolué comme ci-dessous :

câble de mesure de l'impédance avec 2 jacks pour les entrées


Configuration informatique :

Vous venez d'acheter votre carte son, vous avez réalisé votre câble de mesure, vous avez installé votre logiciel de mesure dans le PC, vous allumez le tout, vous commencez à mesurez, et vous n'obtenez rien...
Toute ressemblance avec le cas d'un internaute qui est passé chez moi n'est pas fortuite !!!
Avant de mettre les repères 1 et 2 sur les jacks d'entrée, un repère S sur la prise de sortie, il faut faire marcher "ce putain de basard".
Et quand vous ne savez pas qui du câble ou de la configuration informatique en est la cause, vous pouvez y passer quelques heures...

Pourtant le câble est très simple à vérifier, regardez le schéma :
Entre le point chaud de la sortie et le poind chaud de l'entrée 1, vous devez avoir 0 Ohms, ce qui permet de dire qu'inverser sortie et entrée 1 n'a aucune importance.
Entre le point chaud de l'entrée 1 et le point chaud de l'entrée 2, vous devez mesurer la valeur de la résistance.
Enfin vous devez mesurer 0 Ohms entre les trois masses.
Il n'y a plus d'erreur possible...

Il est vrai que faire les premiers tests chez un internaute qui a un câble qui marche, avec les deux entrées et la sortie repérées, permet de faire tout de suite la part des choses entre ce qui vient du câble et de la configuration informatique...
Encore faut-il trouver un internaute qui l'accepte, et / ou qui n'est pas trop loin : Feriez vous 450 Km pour débugger votre nouveau système de mesure ?
Quand vous aurez passé 3 à 4 heures dessus sans y arriver, peut-être !!!
J'avoue avoir laissé tombé au début après 3 heures sans y être arrivé, puis m'y être remis 2 jours après, pour trouver la solution en 1/2 heure.
Même avec les meilleures explications du monde, c'est parfois galère : Je n'avais pas les explications, juste le schéma...

La configuration informatique est expliquée en images ci-dessous pour la TASCAM US-2X2.
Il faut utiliser le driver de la TASCAM US-2X2, le driver WDM de Windows ne marche pas.

configuration de la TASCAM US-2X2

configuration de la TASCAM US-2X2


Les entrées :
Sur IN1 et IN2, mettre les potentiomètres entre 9 et 10 H.
La position exacte sera trouvée à la calibration qui est indispensable avec cette carte son : 10 H sur IN1, à affiner sur IN2.
Mettre les deux interrupteurs sur INST. Sur MIC/LINE la mesure est fausse aux basses fréquences.

Entrées sur la TASCAM US-2X2


La calibration :

La calibration du système de mesure est indispensable pour faire des mesures justes.
Le chapitre suivant vous expliquera, sur la simple mesure de Re, des conséquences d'une erreur de 0.2 Ohms : 12.5% sur le Qts.

La calibration se fait avec les câbles du haut-parleur qui ne sont pas branchés, résistance infinie.
Le logiciel de mesure ajuste des paramètres interne pour avoir à la fois la bonne valeur de la résistance utilisée, et l'infini sur le haut-parleur qui n'est pas branché.
Une fois ses paramètres acquis par le logiciel, les mesures sont bonnes.

Si votre carte son, telle la TASCAM US-2X, a des potentiomètres sur les entrées, il ne faut pas qu'il y ai un éccart de niveau supérieur à 3 dB entre les deux entrées.
Si vous êtes dans ce cas, la calibration ne se fait pas, retouchez la position de l'un des potentiomètres.
Avec une carte son, telle la M-AUDIO FAST TRACK PRO, il n'y a pas de potentiomètre sur les entrées. La calibration est néenmoins indispensable.

La calibration se lance avec le bouton CAL situé sous Analyse.
Dans la fenêtre, il suffit d'appuyer sur le bouton "Calibrate" au centre de la fenêtre, puis sur OK lorsque c'est terminé.

Calibration dans ARTA LIMP


J'ai mesuré la même résistance de 12.2 Ohms avec ma carte son M-AUDIO FAST TRACK PRO, une fois sans calibration, une fois avec calibration.
Aucune des deux mesures ne semble abérente du premier coup d'oeil. Pourtant c'est la mesure avec calibration qui est juste.
Sans calibration :

Mesure d'une résistance de 12.2 Ohms sans calibration


Avec calibration :

Mesure d'une résistance de 12.2 Ohms avec calibration


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Merci pour votre visite.


Dôme acoustique : La conception des enceintes acoustiques.


Il y a un savoir vivre élémentaire qui consiste à demander l'autorisation avant de reprendre tout ou partie de ce qui est écrit dans ce chapitre.
Ne pas respecter ce droit élémentaire vous expose à des poursuites sous toutes les formes.