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Mesure de la phase acoustique d'une enceinte

Mise à jour : 12 janvier 2019.


Tout est dans ce lien, mais les informations ne sont pas regroupées : http://www.audiotechno.fr/html/arta_dtr.htm.
Je complèterai petit à petit.


Paramétrage pour une mesure en Sweep :

Appuyez sur le bouton IMP, réglez FFT sur 256k, IR Wnd sur Hann 50%, et Sig Wnd sur Hanning, comme indiqué sur l'image ci-dessous.

Mesure en sweep


Appuyez sur le triangle rouge, vous arrivez sur l'image ci-dessous.
Réglez Séquence Length sur 256 k, Sampling Rate (Hz) à une fréquence compatible avec votre carte son et/ou le reste de l'installation : 48000 dans mon cas.
Cochez Log-Frequence Sweep, Center Peek of impulse reponse, Close after recording.

Paretrage ARTA pour mesure en sweep


Cliquez sur OK, les paramètres de mesures sont enregistrés.


Placement du micro :

Le micro doit être placé entre 3 et 4 fois le diamètre utile de la membrane du haut-parleur.
Cette mesure est appelée par Joe d'Appolito dans son livre Le haut-parleur : Manipulation et mesures électroacoustiques "En champs lointain".
Pour un HP de 21 cm avec une surface de membrane de 220 cm2, 3.5 D c'est 59 cm. ( racine(220*4/Pi)*3.5 = 58.6 cm ).
Cette méthode marche très bien avec un haut-parleur large bande ou un haut-parleur coaxial.
Avec une enceinte multivoies, il faut faire deux mesures à deux hauteurs différentes, et fusionner les fichiers le moins mal possible.

Hauteur du micro

Le placement du micro au point d'écoute ne marche pas en pratique pour faire une bonne correction.
La méthode semble très satisfaisante pour l'esprit, mais les multiples réflexions de la pièce qui s'ajoutent au signal direct ne donnent rien de bon en pratique.
Oubliez le point d'écoute, même avec une moyenne de plusieurs mesures dans plusieurs positions différentes autour du point d'écoute.
Je sais parfaitement que c'est la méthode proposée par plusieurs logiciels commerciaux, et c'est en parfaite connaissance que je déconseille la solution.


Mesure en Sweep :

Appuyez sur le triangle rouge. La fenêtre de paramétrage s'ouvre.
Appuyez sur Record et laisse le système faire la mesure qui prend 10 secondes environ. Pendant ces 10 secondes les paramètres de réglage sont grisés.

Mesure en sweep

Paretrage ARTA pour mesure en sweep


Cliquez sur OK, l'impulsion mesurée s'affiche.
Vous pouvez, rien qu'en voyant l'impulsion, voir si vos réglages sont bons ou pas.
La première image de l'impulsion est avec correction d'amplitude et phase acoustique, la seconde image de impulsion est sans aucune correction.

Si le premier pic de l'impulsion est vers le bas, cliquez sur le bouton "Inv" pour mettre l'impulsion dans le bon sens.
La mesure de la phase n'est juste que si l'impulsion commence vers le haut...

Bonne impulsion

Mauvaise impulsion


Triturer l'impulsion :

C'est maintenant que les choses vont être un peu moins simple...
Après avoir appuyé sur OK pour lancer la mesure en Sweep, et après avoir attendu 10 s environ après la fin de la mesure, vous aurez une impulsion telle que ci-dessous :

Bonne impulsion


Avec le bouton gauche de la souris, cliquez à gauche de l'impulsion. Un trait jaune se met en place.
Avec le bouton droit de la souris, cliquez à droite de l'impulsion. Un trait rouge se met en place.
Restez proche de l'impulsion, pour avoir de la précision avec ce qui suit.

Impulsion encadrée


Une précision : Vous pouvez agrandir la hauteur de l'impulsion en cliquant sut la flêche vers le haut juste à coté de Gain Max. L'important est de bien voir l'impulsion, sans qu'elle sorte de la fenêtre.

Appuyez sur la touche Zomm Max. Les points de mesure sont parfaitement visibles.

Impulsion zoom maxi


Avec le bouton gauche de la souris, cliquez sur le point le plus haut de l'impulsion.
Si le point le plus haut de l'impulsion est vers le bas, appuyez sur le bouton Inv pour inverser la courbe.

Impulsion maximum


Faites un zoom arrière, cliquez avec le bouton gauche de la souris à gauche de l'impulsion, à la fin de la partie horizontale juste avant la montée vers l'impulsion.
Cliquez le bouton Get. Lisez la valeur du préDélai (ms).
Aujourd'hui je prends un PréDélai autour de 0.100 à 0.200 ms. Sur l'image il est de 0.500 ms, c'est trop loin, ça n'apporte rien.
Sur l'image le trait jaune devrait être positionné un point à droite du trait vert environ, on peut discuter deux points à droite ou sur le trait vert !!!.
A partir de maintenant, ne touchez plus le bouton gauche de la souris.

Position trait jaune


Cliquez avec le bouton droit de la souris à droite de l'impulsion. Lisez la valeur de Gates en bas de la fenêtre en cm.
Recommencez l'opération plusieurs fois pour avoir une valeur de l'ordre de 250 cm. 250.00 cm sur mon exemple.
Aujourd'hui je positionne le trait rouge pour lire Gates: 20.000 à 30.000 ms.
La bande passante dans le grave est plus grande avec 30.000 ms, il y a moins de réflexions prises en compte avec 20.000 ms.
En dessous de 20.000 ms, la bande passante dans le grave est trop petite.

Position trait rouge


Nous aurons encore à retoucher la valeur du PreDelay, nous verrons pourquoi en images plus bas dans le chapitre.


Afficher la courbe de phase acoustique :

Appuyez sur le bouton FR avec la courbe de réponse.
Nous arrivons sur cette fenêtre avec la réponse en amplitude. C'est la phase que nous voulons !!!

Réponse en amplitude


En bas à gauche de la fenêtre il y a 4 boutons :

  • Mag pour la réponse en amplitude.
  • M+P pour la réponse en amplitude et en phase acoustique.
  • Ph pour la réponse en phase acoustique.
  • Gd pour le délai de groupe.

Cliquez sur le bouton Ph :

La fenêtre sans la phase


Assez souvent les échelles ne se mettent pas bien toute seule... Faites un clic droit sur l'échelle en degré.

Echelle de la réponse en phase


Renseignez Ph top = 180, Ph range = 720. Avec ces valeurs vous êtes sur d'avoir au moins un morceau de la courbe de phase.
Sur une enceinte dont les réglages sont bien affinés comme ci-dessous, un PH top = 72, Ph range = 90 sont les valeurs à retenir.
A vous de voir les valeurs dont vous avez besoin.

Le trait jaune en bas à gauche de la fenêtre indique la zone dans le grave ou la mesure n'est pas valable : 180 Hz environ.
Prenez une fenêtre plus grande avec Gate compris entre 20.000 et 30.000 ms.

La réponse en phase


Déplier la phase :

Sur un tout autre exemple, un large bande dans une enceinte bass-reflex à résonateur, et sans la moindre correction de phase, vous pouvez arriver sur le cas suivant.
Les lignes verticales sont difficilement exploitable !!!

Réponse en phase d'un large bande


Cliquez sur View et cochez Unwrap phase.

Dépliez la phase


C'est mieux, mais ce n'est pas encore ça...

Dépliez la phase 2


Une mise à l'échelle permet d'arranger les choses.
Dans cet exemple, le fichier de mesure vieux de 2 ans n'a pas assez de points. Je n'irai pas plus loin.


Le délai de groupe :

Appuyez sur le bouton Gd en bas à gauche.
La courbe ci-dessous semble très belle, parce que les échelles sont trop grande.

Délai de groupe


Faites un clic droit sur l'échelle en ms à gauche.
Réglez Gd top = 2, Gd range = 4.

Echelle du délai de groupe


La courbe est exploitable au dessu de 300 ou 400 Hz.
Le médium fonctionne de 200 à 2000 Hz, le tweeter de 2000 à 20000 Hz, le délai de groupe montre parfaitement la bonne mise en phase des deux HP, les points à 500, 900, 2000 et 10000 Hz sont parfaitement alignés.

Délai de groupe


Et dans le grave ?

Les mesures que je vous présente ne sont valable qu'au dessus de 100 à 200 Hz (en fonction du jour ou j'ai extrait les images des mesures).
Pour descendre plus bas dans le grave, il faut positionner le trait rouge plus vers la droite, avec plus de distance avec le trait jaune.
Si vous positionner le trait rouge trop vers la droite, vous perdez les aigus...


Avec 550 cm entre les traits jaune et rouge, Gate = 11.458 ms :

Impulsion 550 cm

Phase 550 cm

Groupe délai 550 cm


Avec 900 cm entre les traits jaune et rouge, Gate = 18.792 ms :

Impulsion 900 cm

Phase 900 cm

Groupe délai 900 cm

Je ne connais pas la validité des mesures à 900 cm, mais si elles sont valables alors j'ai un gros problème de raccord avec le grave...
A moins que ce soit simplement un problème de hauteur de micro, qui devrait être placé à égale hauteur entre le grave et le médium.

Et si la cause la plus certaine était le branchement en opposition de phase du grave, avec un ampli DENON POA 2200 qui inverse la phase absolue par rapport aux amplis BEHRINGER A500 ? La fréquence de coupure entre grave et médium est à 200 Hz avec des pentes à 48 dB/octave.
Les 0.0046 ms à 60 Hz correspondent à une fréquence de 1 / 0.0046 = 217 Hz, vraiment proche des 200 Hz de la fréquence de coupure.


Avoir une courbe de phase réellement exploitable :

Nous avons vu comment triturer l'impulsion, positionner les traits jaune et rouge, régler les échelles, et choisir le bon menu pour faire apparaitre la courbe de phase acoustique.
Il restait une hypothèse évoquée sur un forum. L'écoute à tranché...

En faisant exactement le positionnement des traits rouge et jaune expliqué plus haut dans le chapitre, nous arrivons à la phase ci-dessous avec un PreDelay de 0.083 ms :

Phase avec un PreDelay de 0.083 ms


En augmentant le PreDelay à 0.125 ms, sans toucher aux traits jaune et rouge, nous arrivons à la courbe de phase ci-dessous.

Phase avec un PreDelay de 0.1250 ms


J'ai comparé à l'écoute la correction suivant les deux courbes de phase ci-desssus.
C'est la première qui donne les meilleurs résultats à l'écoute, la seconde solution doit être oubliée au plus vite.
Vous positionnez le trait rouge sur le pic de l'impulsion, je trait jaune un peu avant, vous demandez à ARTA de calculer le PreDelay, et vous avez la courbe de phase acoustique à corriger.
Si la courbe de phase acoustique n'est pas exploitable, mesurez plus près des enceintes...


Exporter le fichier de mesure :

RePhase sait récupérer un fichier de mesure ARTA dans sa vertion payante, et l'afficher sur son écran.
Une fois affiché il suffit, devant son PC, de faire ce qu'il faut pour linéariser la phase acoustique et la courbe de réponse.
Une fois les corrections trouvées, vous générez les fichiers de corrections, pour les utiliser dans Convolver ou ConvolverVST.
C'est très confortable de pouvoir calculer les corrections a tête reposée, sans être dans le feu de l'action des mesures.
Après avoir affiché la phase avec le bon PreDelay, appuyez sur le bouton M+P pour avoir à l'écran la courbe de réponse et la phase acoustique.

Phase avec un PreDelay de 0.198 ms et courbe de réponse

Cliquez sur File en haut à gauche de la fenêtre puis sur Export... ASCII file.
Une petite fenêtre s'ouvre "Press OK if you want export in plain in .FRD format!". Ne contrariez pas votre PC, cliquez sur OK...
Donnez un nom, mettez le fichier à l'emplacement qui vous convient, l'exportation est terminée.


Le fichier .frd s'ouvre facilement avec un Bloc-notes ou un NotePad de Windows.
Le début du fichier est à gauche, la fin du fichier est à droite.
Le début du fichier de cet autre exemple est visiblement faux de 0.500 à 0.585. Enlevez les lignes.
La fin du fichier est visiblement fausse de 16223 à la fin. Là aussi enlevez les lignes.

FRD dans le grave FRD dans les aigus


Le chapitre Installation et utilisation de Rephase et surtout le chapitre Que faut-il corriger ? vous explique comment utiliser en pratique ce fichier de mesure.


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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.