Egalisation numérique, pas à pas

[Pio2001]

Aujourd'hui, je recalibre mon système stéréo.
Deux enceintes JBL 305p mkii. Je vais les avancer d'une vingtaine de centimètres pour éviter un trou à 100 Hz. En plus ça élargira le triangle stéréo.

Mais je dois refaire l'égalisation DSP en conséquence, car les pics et creux de la courbe de réponse vont tous se déplacer.
J'ai un micro de mesure Umik-1, un PC avec REW, et à partir de REW je peux générer une égalisation qui pourra fonctionner dans le PC ou dans un MiniDSP 2x4 externe.
Vous voyez, aucun matériel cher, le PC est l'élément le plus coûteux dans tout ce que je viens de citer.

Première étape, refaire une mesure, la plus propre possible, de chacune des deux enceintes, car au-dessus de 1000 Hz, la réponse anéchoïque de l'enceinte doit rester plate. C'est d'autant plus bénéfique que les 305P ont une courbe d'index de directivité excellente. En les égalisant proprement dans le médium aigu, j'aurai un registre naturel non seulement dans l'axe, mais aussi hors axe. Les sons hors axe alimentent le "champ diffus" qui représente la moitié de ce qu'on entend au point d'écoute.

Ensuite, je les placerai là où elles doivent être, et j'égaliserai la réponse finale au point d'écoute, mais seulement de 30 à 1000 Hz, registre gouverné par la pièce.

Procédure pour la mesure anéchoïque : éloigner l'enceinte de tout ce qui peut réfléchir le son. Je vais la placer sur son pied, lui-même sur une chaise.
Elle sera à mi-chemin entre le sol et le plafond. Et je vais éloigner le mobilier le plus possible. Le but, obtenir le plus long délai entre le moment où le signal atteint le micro, et le moment où la première réflexion sur un élément extérieur (table, meuble, mur, sol, plafond etc) atteint le micro à son tour.
La réponse anéchoïque sera calculée sur l'intervalle entre les deux, où on n'enregistre que le signal venant de l'enceinte, à l'exclusion de tout ce qui se passe dans la pièce.

Cela donnera une courbe définie uniquement dans les aigus. Couper l'analyse au bout de quelques millisecondes empêche de mesurer le grave.
Je vais faire quelques mesures dans la fenêtre d'écoute : +/- 10° verticalement, +/- 30 ° horizontalement.

[Kro]

Les mesures anechoiques sont dispo sur le site de Erin ou Asr.
Ca peut t'aider à voir ce qu'il en est.
Notamment la listenig window.

[Pio2001]

J'ai fait quelques mesures, que je suis en train d'examiner.

Une fois l'enceinte et le micro placés, on mesure la distance aller-retour de toutes les réflexions que le micro est susceptible de capter. On s'arrange pour qu'aucune n'arrive tôt. Les trajets en bleu font tous environ 240 cm. Ne pas oublier celui en rouge, sur la baie vitrée.
Celui en vert, sur l'assise de la chaise, arrivera forcément en premier. C'est pourquoi l'enceinte est assez avancée, pour éviter que la chaise ne soit visible directement depuis le tweeter. Le dossier est tourné en diagonale pour envoyer les réflexions sur le côté.
Je place le micro verticalement car le fichier de calibration à 90° est déjà chargé dans REW. Cela évite de devoir basculer sur le fichier à 0° et oublier ensuite de rebasculer à 90°.

J'ai oublié de mesurer la distance enceinte micro, qui devait être d'environ 1 mètre. On soustrait 100 cm à 240 cm et on obtient le retard des premières réflexions, à diviser par la vitesse du son, 343 m/s.
(2.4-1)/343 = 0.004 secondes.
On doit donc s'attendre à voir des réflexions arriver 4 ms après l'impulsions principale.

Dans REW, après avoir fait la mesure, j'affiche l'impulsion, avec échelle verticale en %, et je zoome sur les premières millisecondes.

On voit clairement les réflexions arriver à 5.5 millisecondes. Mon micro était donc à un peu moins de 1 mètre de l'enceinte. On ajuste donc la fenêtre pour les éliminer. Je raccourcis aussi la fenêtre à gauche. Cela a l'avantage de couper l'affichage de la courbe de réponse à gauche (plus la fenêtre est courte, plus il manque du grave, autant l'afficher clairement).

Voici les mesures dans l'axe de l'enceinte gauche et de l'enceinte droite. Je lisse à 1/48e d'octave pour éliminer les petites oscillations.

La question la plus importante, à présent est de savoir jusqu'où corriger.

Tout d'abord, le logiciel indique que la résolution en fréquence est de 130 Hz. A gauche de la courbe, il y a donc un point de mesure à 200 Hz, un à 330 Hz, un à 460 Hz etc. On ne peut pas être plus précis sans agrandir la fenêtre, ce qui nécessite de retarder les réflexions, donc d'éloigner l'enceinte à la fois du sol et du plafond.
Seul le système Klippel peut augmenter la résolution anéchoïque dans le grave sans écarter les murs. Mais bon, cela coûte 500 fois le prix de mon matériel.

Ensuite, examinons l'effet des réflexion plus précoces, probablement sur la chaise. Voici ce que ça donne si on les élimine en rétrécissant la fenêtre à 4 ms :

C'est très étrange, car cela réduit le grave et augmente les aigus.

Pour voir si c'est un effet du lissage dû à une fenêtre plus courte, je demande à lisser la mesure à 5.5 ms au 1/6e d'octave :

Non, il y a toujours plus d'aigus et moins de grave. Comme si les réflexions ajoutaient du grave. Après tout, pourquoi pas, étant donné que la chaise est à l'arrière, et que l'aigu, dirigé vers l'avant, l'atteint très peu.

A présent, voyons la réponse dans différente directions. Je rajoute des mesures à 8° au-dessus, 15° au-dessus, 20° gauche + 8° au-dessus, et enfin, 20° gauche + 15° au-dessus, mesure particulièrement importante puisque c'est là que sont mes oreilles quand les enceintes sont en position.

Pour l'enceinte droite :

R windows raw.png (113.37 Kio) Vu 144 fois

Cela devient compliqué parce que toutes les courbes descendent. Si je les réaligne au même niveau dans le grave, j'obtiens ceci :

R windows norm.png (91.5 Kio) Vu 144 fois

La courbe rouge est la courbe dans l'axe. Il est important d'examiner attentivement ces courbes. Par exemple à 9500 Hz, la mesure dans l'axe est la seule à présenter un pic. Il est donc totalement inutile de le corriger, d'autant plus que mes oreilles ne sont pas dans l'axe.
Le creux à 2500 Hz varie de 1 dB selon si on est exactement dans l'axe ou pas tout à fait.
Tout cela nous donne un ordre de grandeur sur la précision à rechercher dans notre correction. Inutile d'arranger une courbe si c'est pour empirer les autres. Il faut rester dans une moyenne, en faisant une correction qui les améliore toutes globalement.

Voici une comparaison de la mesure dans l'axe, et de la moyenne de toutes les mesures :

Utiliser la moyenne me paraît un bon point de départ.

Comparons maintenant les deux enceintes (moyennes) avec la mesure de l'exemplaire testé par Audio Science Review, ce qui fait trois exemplaires différents :

Là il y a une très nette différence.
Tout d'abord, il ne faut pas tenir compte du pic et du creux à 8000 et 9000 Hz chez ASR. A cette époque, toutes les mesures d'ASR étaient polluées par des oscillations à cet endroit dues à la cage qui protégeait le micro de mesure des chocs. Amir a fini par céder aux demandes incessantes des lecteurs et retirer la protection, ce qui a fait disparaître ces oscillations dans les mesures suivantes. Mais il n'avait plus les premières enceintes pour refaire les mesures.

Il reste toutefois un sacré écart entre le niveau d'aigu mesuré par Amir et le mien.
Je pense que le pic à 5000 Hz est absent de mes enceintes. Il n'apparaît sur aucune de mes courbes, et mon micro n'a aucune déviation de ce genre, même si je coupe son étalonnage.

Par contre, avant de procéder à une correction, je vais regarder si en raccourcissant ma fenêtre, je ne retrouverais pas d'avantage d'aigus. Je vais recalculer une moyenne avec des mesures fenêtrées plus court et voir ce que j'obtiens.

[Pio2001]

Il est possible aussi qu'Amir ait oublié de mettre à zéro le treble trim de l'enceinte qu'il a mesurée. Je vais aussi mesurer l'effet de ce trim pour voir s'il correspond à l'écart observé ou pas.

[Pio2001]

On remarque aussi une légère oscillation tous les 130 Hz sur mes courbes. Cela correspond à la résolution de ma fenêtre, telle qu'indiquée REW. Il faut donc complètement ignorer ces oscillations. Elles n'appartiennent pas à la courbe de réponse de l'enceinte. Elle sont certainement causées par l'arrêt brutal du signal 5.5 ms après le début par le fenêtrage. Si le signal continuait (ce qu'il fait effectivement, en réalité), ces oscillations ne seraient pas là.

EDIT : confirmé : si je remplace le profil de fenêtrage Tukey 0.25 par "rectangular" (le pire), la courbe prend une allure d'accordéon, et si je choisis "cosine", très doux, il n'y a plus aucune oscillation.

[Dagda]

Questions/ Observations :
- Pourquoi ton micro est à la verticale pour mesurer l'enceinte ?
- Tu as mesurer les polaires horizontales ET verticales ?
- La moyenne que tu fais n'est pas celle qui est faite par Klippel ou par VituixCad (CTA-2034-A)

D.

[Pio2001]

- Pourquoi ton micro est à la verticale pour mesurer l'enceinte ?

A partir du moment où je réalise un fenêtrage strict, la position du micro n'a pas d'importance. Je dois avoir le même résultat avec le micro tourné vers l'enceinte et le fichier de calibration 0°, ou avec le micro tourné vers le plafond et le fichier de calibration 90°.

C'est juste que j'avais le fichier 90° déja chargé dans REW. Il n'y avait aucune utilité à décharger le fichier 90° pour le remplacer par le 0°.

J'aurais pu faire les deux pour vérifier si Umik a bien fait sa calib.
Par contre, maintenant que j'y pense, quand j'étais à 15° au-dessus de l'enceinte, c'est vrai que le micro n'étais plus à 90°, mais à 105°. Je n'ai pas pensé à l'incliner pour bien rester à 90°.

- Tu as mesurer les polaires horizontales ET verticales ?

J'ai fait 6 points :
0° Horizontal 0°Vertical
0° Horizontal 8°Vertical
0° Horizontal 15°Vertical
20° Horizontal 0°Vertical
20° Horizontal 8°Vertical
20° Horizontal 15°Vertical (la direction actuelle de mes oreilles par rapport à l'enceinte).

- La moyenne que tu fais n'est pas celle qui est faite par Klippel ou par VituixCad (CTA-2034-A)

Je ne connais pas les méthodes de calcul. Ils font comment ?

[Kro]

Tu devrais te remettre à zero. Ca pourrait expliquer la différence dans l'aigu.

[Kro]

Tu as ce test différent de celui d'amir aussi :
https://www.erinsaudiocorner.com/loudsp ... l_305pmk2/

[Kro]

Tu pourrais faire un test de mesure dans l'axe évent bouché ?

[Pio2001]

Voici les deux courbes de calibration du micro, à 0° et à 90°

calib.png (40.65 Kio) Vu 64 fois

J'ai vérifié, la calibration est bien appliquée aux courbes. Si je l'enlève, la courbe chute dans l'aigu.
Si l'écart vient de la calibration, c'est qu'il y a un gros bug quelque part.

J'avais également comparé trois exemplaires du Umik-1 en faisant la même mesure avec les trois micros (celui de Jean-Luc, celui d'Igor et le mien) et les trois résultats concordaient. Du moins il n'y avais aucune trace d'un tel écart.

Je vais investiguer dès que j'ai un moment. Il me semble également qu'Amir ne charge pas le fichier d'étalonnage de son micro à lui, sur le Klippel.

[Pio2001]

Tu as ce test différent de celui d'amir aussi :
https://www.erinsaudiocorner.com/loudsp ... l_305pmk2/

Ah super ! Lui n'a pas les oscillations dans l'aigu dues à la cage de protection du Klippel.

Voilà ce que ça donne par rapport à mes moyennes :

Son exemplaire de la 305 ne semble pas avoir le pic à 3 kHz, contrairement aux miennes et à celle mesurée par Amir.

Même dérive dans l'aigu, faut que je trouve d'où ça vient.

Par contre, plus inquiétant, ma courbe est décalée de 10% vers la gauche. C'était déjà le cas par rapport à Amir, mais ça se voyait moins.
Je dois absolument vérifier s'il n'y a pas eu un problème de conversion 44.1 / 48 kHz dans l'acquisition des données. Surtout que le Umik est numérique et que REW, au lieu de se plier à la fréquence d'entrée, définit la sienne dans les settings.

Tu pourrais faire un test de mesure dans l'axe évent bouché ?

Pas pour le moment, parce que pour ça il faut que je déménage deux ou trois trucs dans la pièce, pour refaire l'espace libre autour de l'enceinte.

[Dagda]

A partir du moment où je réalise un fenêtrage strict, la position du micro n'a pas d'importance. Je dois avoir le même résultat avec le micro tourné vers l'enceinte et le fichier de calibration 0°, ou avec le micro tourné vers le plafond et le fichier de calibration 90°.

Euh ... Non ... D'autant plus dans l'aigu
Faudrait que je teste avec le miens comme j'ai les deux fichiers de calibrations.

Par contre, maintenant que j'y pense, quand j'étais à 15° au-dessus de l'enceinte, c'est vrai que le micro n'étais plus à 90°, mais à 105°. Je n'ai pas pensé à l'incliner pour bien rester à 90°.

Ça peut jouer aussi

Je ne connais pas les méthodes de calcul. Ils font comment ?

Pour faire la "listening windows" par exemple, il faut minimum le 0°, horizontal +/-10 / 20 / 30° et vertical +/-10°.
Sur ces mesures, il y a un coefficient de pondération qui est appliqué suivant l'angle (coefficient dispo dans le tableau en annexe de la CTA). Mais il n'est pas appliqué à la valeur SPL de la courbe, il faut repasser en énergie, en puissance acoustique (et pas en pression). Ensuite tu reviens en SPL pour calculer ta courbe.

Le plus simple c'est de faire un export txt de tes mesures fenêtrées et de les intégrer dans VituixCAD.

D.

[Pio2001]

Voici les mesures complémentaires.

J'ai testé plusieurs tailles de fenêtrage, cela ne change pas la pente de la courbe.
A partir de maintenant, j'adopte une fenêtre Tukey 0.5 à droite, au lieu de la Tukey 0.25 par défaut. Cela permet de bien gommer les artefacts de fenêtrage.

Avec le micro à 0°, pointé vers l'enceinte, dans l'axe, comparé à la mesure avec le micro à 90° (même fenêtrage).

Aucune différence. MiniDSP a bien fourni les bons fichiers de compensation avec le micro.

Je précise, cela va sans dire, qu'il ne s'agit pas des mesures brutes, mais des mesures corrigées avec le fichier d'étalonnage correspondant à la position du micro.

Effet du bouton treble trim à l'arrière de l'enceinte :

Session 2 treble trim.png (79.89 Kio) Vu 2 fois

Ca ressemble pas mal à ce qu'on cherche !

Si on superpose la mesure trim + 2 à celle d'Erin :

Là c'est ma mesure qui dépasse dans l'aigu... S'il existait un réglage treble +1, les deux courbes colleraient.

Mais regardons encore les autres pistes. Voici une comparaison de deux mesures, avec évent bouché ou non bouché :

Session 2 event bouché.png (54.54 Kio) Vu 2 fois

Strictement aucun effet.

Mesure d'une Neumann KH-120, dans l'axe, enceinte normalement complètement plate. Micro à 90° et micro à 0°.

Session 2 neumann.png (53.72 Kio) Vu 2 fois

Petite différence en fonction de l'orientation du micro, mais moindre que celle entre mes mesures des 305P et celles publiées sur le web.

La comparaison A/B entre ma 305P de gauche et ma 305P de droite, sur les deux mesures dans l'axe uniques, et sur les deux moyennes de 6 mesures :

Session 2 G-D.png (39.29 Kio) Vu 2 fois

Il y a bien une différence entre les deux. Et ça s'entend.
Elles devront être corrigées individuellement. Et cela peut aussi expliquer la différence entre mes exemplaires et ceux mesurés par Amir et Erin.

Si je superpose la mesure de mon autre 305 (celle qui a plus d'aigu), dans l'axe, trim à 0, à celle d'Erin :

Axe vs erin.png (90.2 Kio) Vu 2 fois

Là elles se ressemblent plus. L'écart est compatible avec la différence entre les deux orientations du micro.

En conclusion, les deux facteurs qui jouent le plus sont la variation d'un exemplaire à l'autre de l'enceinte, et le réglage treble trim à l'arrière. Le point zéro de ce réglage est peut-être ajusté par JBL en fonction des tweeters qu'ils utilisent.

Et puis c'est une enceinte à 109 euros pièce ! La façade avant est un bout de plastique collé (ou vissé ?) à la chaîne. Il ne faut pas s'attendre à des courbes parfaitement reproductibles d'un exemplaire à l'autre.