1-3-3-3 : Mesure de la phase acoustique d'une enceinte

Mise à jour : 28 novembre 2023, Antidote 11.

 

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

 

Single ou dual channel ?

Pour une bonne mesure de la phase, je vous conseille la mesure en dual channel, avec un loopback au niveau de la carte son.
Si vous mesurez vos enceintes avec l'ampli que vous utiliserez ensuite pour les écoutes, cette mesure intégrera une éventuelle petite baisse de l'ampli dans les graves ou dans les aigus, et vous corrigerez globalement l'enceinte et l'ampli.

Pour ma carte son, le loopback ce n'est qu'un câble jack - jack de 50 cm de long, placé entre la sortie 2 et l'entrée 2.
C'est d'une simplicité enfantine.
Le loopback permet d'avoir une référence temporelle très précise, avec l'impulsion qui se décale quand vous reculez le micro.
Si vous devez mesurer, les uns après les autres, trois haut-parleurs d'une enceinte à trois voies pour aligner ensuite les impulsions, vous ne pouvez le faire qu'en dual channel.

 

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.

 

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 dual channel measurement mode si vous mesurez en dual channel.
Cochez Log-Frequence Sweep, Center Peek of impulse reponse, Close after recording.

 

Cliquez sur OK, les paramètres de mesures sont enregistrés.

 

Différences entre les mesures single et dual channel :

Aucune différence sur la courbe de réponse, sauf 20 dB de différence entre la mesure single et la mesure dual.
La courbe de phase est différente entre single et dual.
Comme la mesure dual a une référence temporelle précise, c'est la mesure dual qui est juste.
Si vous voulez bien corriger la phase, ou l'excess phase, vous devez mesurer en dual channel.

 

Placement du micro :

Voir la distance du micro dans le chapitre "Mesure de la courbe de réponse du haut-parleur".
Les différentes distances possibles, avec leurs avantages et inconvénients, sont détaillées.

Il faut chercher, par mesures et corrections successives, la distance de mesure qui donne les meilleurs résultats à l'écoute après correction de la phase acoustique, en gardant le time offset à 0 µs dans rePhase.
Commencez par exemple de 10 cm en 10 cm, puis réduisez l'intervalle quand vous avez estimé la zone de la bonne distance de mesure.
Avec mes ALTEC 420-8B BIFLEX c'est à 86 cm, à 1 cm près.

Cette méthode marche très bien avec un haut-parleur large bande ou un haut-parleur coaxial.
Avec une enceinte multivoie, il faut faire deux mesures à deux hauteurs différentes, et fusionner les fichiers le moins mal possible.

 

Le placement du micro au point d'écoute ne marche pas pour faire une correction de la phase acoustique, il est trop loin, la mesure n'est pas exploitable.
Je ne conçois pas que l'on puisse mesurer la réponse à une distance, et la phase acoustique à une autre.
Oubliez le point d'écoute dans un premier temps, corrigez la réponse et la phase acoustique avec une mesure proche des haut-parleurs, et ce premier point fait, vous ferez une deuxième passe de mesures au point d'écoute, et autour du point d'écoute, avec une Mesure MMM.

Je sais parfaitement que la méthode proposée par plusieurs logiciels commerciaux et de nombreux forumeurs est en une passe, c'est en parfaite connaissance que je conseille une méthode en deux passes.

 

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.

 

 

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 l'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...

 

 

Garder la partie utile de l'impulsion :

C'est une opération fondamentale pour avoir une phase acoustique exploitable.
La solution indiquée est celle qui convient avec ARTA.
Avec REW il semblerait que ce soit plus simple, mais comme je n'utilise pas REW je n'ai pas vérifié en pratique.

Garder la partie utile de l'impulsion.
Le chapitre en lien ci-dessus est un chapitre commun pour plusieurs chapitres de mesures avec un micro et le logiciel ARTA.

 

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 !!!

 

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 :

 

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

 

Renseignez Ph top = 180, Ph range = 720.
Avec ces valeurs vous êtes sûr 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.
À 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.

 

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 exploitables !!!
Une ligne verticale, c'est 360° de variation de la phase.
Dans l'exemple ci-dessous, il faut faire +360° à toute la partie en dessous de 400 Hz, la mesure n'est pas exploitable, car réalisée de trop loin.

 

Cliquez sur View et cochez Unwrap phase.

 

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

 

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, la distance de mesure est trop grande, la phase n'est pas exploitable.
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 grandes.

 

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

 

La courbe est exploitable au-dessus 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 haut-parleurs, les points à 500, 900, 2000 et 10000 Hz sont parfaitement alignés.

 

Et dans le grave ?

Les mesures que je vous présente ne sont valables qu'au-dessus de 100 à 200 Hz (en fonction du jour où 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 positionnez le trait rouge trop vers la droite, vous perdez les aigus...

 

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

 

 

 

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

 

 

 

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...
À 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 proches des 200 Hz de la fréquence de coupure.

 

Avoir une courbe de phase réellement exploitable :

Partie à oublier, non validé à l'écoute !!!

Nous avons vu comment triturer l'impulsion, positionner les traits jaune et rouge, régler les échelles, et choisir le bon menu pour faire apparaître la courbe de phase acoustique.
Il restait une hypothèse évoquée sur un forum. L'écoute a 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 prédélay de 0.083 ms :

 

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

 

J'ai comparé à l'écoute la correction suivant les deux courbes de phase ci-dessus.
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, le trait jaune un peu avant, vous demandez à ARTA de calculer le prédélay, 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 version 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 à tête reposée, sans être dans le feu de l'action des mesures.
Après avoir affiché la phase avec le bon prédélay, appuyez sur le bouton M+P pour avoir à l'écran la courbe de réponse et la phase acoustique.

 

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.

 

 

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.

 

Dôme Acoustique