Couplage acoustique des enceintes et mesure : site intéressant?

[nicpont64]

Bonjour,
Essayant de mieux comprendre et appréhender les phénomènes physiques du son de sa propagation, de mieux comprendre et optimiser mon système à domicile pour finalement mieux tirer parti de mon matériel dans ma pièce, j'en arrive à la conclusion évidente pour beaucoup ici que la clé d'une restitution sonore de haute qualité est l'optimisation du couplage enceintes/ local.

Une fois atteint un certain niveau de qualité du matériel, (adapté à sa pièce) c'est cette interaction émetteur (enceinte) récepteur (pièce) qui est déterminante dans la qualité de la restitution

Je lis ce forum ainsi que d'autres (reconnus pour leur compétences et sérieux tel ASR, DUY audio, audioholics en anglais) afin d'essayer de comprendre les phénomènes physiques qui régissent la propagation des ondes sonores du haut-parleur jusqu' à nos oreilles dans un local déterminé et d'essayer aussi de comprendre comment ceux qui a l'origine produisent notre chère musique (ingénieur du son etc.…) opèrent (quels sont leurs critères de décision , les compromis etc.…et pour quelles raisons) afin que l'illusion et la magie opère!


En cherchant la raison et l'explication du mixage mono des graves je suis par hasard tombé sur ce site ( Nicolas Eschalier. ingénieur du son https://deveniringeson.com/a-propos ) qui semble assez pertinent et didactique (dont je vous partage quelques liens) qui traite de nombreux sujets concernant l'acoustique et les enceintes

https://deveniringeson.com/couplage-enceinte-studio

https://deveniringeson.com/mesure-enceinte

https://deveniringeson.com/traitement-acoustique-grave

https://deveniringeson.com/effet-fusion

https://deveniringeson.com/frequences-graves-aigus

https://deveniringeson.com/monitoring-studio

Je le trouve bien fait pour un béotien comme moi et m'aide à mieux comprendre ce que je perçois chez moi avec mon système et m'ouvre des pistes pour l'améliorer (une fois le bon diagnostic posé et après m'être familiarisé avec les mesures acoustiques)

En espérant que ces liens puissent être utile a d'autres

[Elgrosso]

Ha j’avais jamais pris le temps de lire ses articles, interessants !

Je suis curieux de l’avis des experts sur son concept de “retard dynamique”.
Pas assez pointu en math pour juger, sur cette difference entre sweep et chirp sur laquelle il insiste.
Il me semblait pourtant que les sweeps de REW contenaient deja toutes les infos du chirps et meme plus (pour l’impulse, les ETC, le spectro).
Ou peut on voir des differences de par les non linéarités ? (si oui pourquoi seraient-elles plus apparentes en simple chirp?)

[dechab]

Merci nicpont64
Super tout ça... j'en ai pour des semaines de lecture et visionnage !
Allez, je fais remonter en haut de page pour faire partager au max !

[nicpont64]

tant mieux si cela peut aider!

bien sur je ne prends pas comme parole d'évangile ce qui est écrit (il faut rester critique) mais étant fait par un professionnel aguerri (25 ans de carrière) c'est intéressant .

ceux ici qui on les compétences sauront nous dire si les explications scientifiques données sont ou non pertinentes

[Indien]

Nicolas Eschalier à pas mal appris avec Patrick Thevenot qui a été un peu son mentor.

Sur le couplage, Thevenot montrait le domaine temporel sur Spectro pour un caisson, très interressant (maintenant ça va jusque 4 caissons avec 4 canaux DSP) il y a aussi le SBA et DBA

[nicpont64]

Je profite de ce sujet même si cela n'a aucun rapport:

J'ai cherché et compris pourquoi en audio les graves sont mixé de manière mono notamment en rapport avec le stylet qui pouvait sauter le sillon du disque à l'époque des vinyls mais aussi le fait que de mixer en stéréo au vu des longueur d'onde en jeu peut être responsable d'annulation de fréquences en stéréo vu la différence d'emplacement des deux enceintes dans une pièce.

Ayant des enceintes actives Kef LS 50 Wireless 2 ainsi que deux sub Arendal 1961-1s, l'application KEF donne la possibilité d'envoyer soit un signal mono sommé au 2 subs soit un signal stéréo (la partie sous grave de chaque enceinte).

j'ai donc testé les deux solutions et comme l'application est sur Smartphone, j'ai pu tester chaque configuration mono ou stéréo au point d'écoute en passant en moins d'1 seconde d'une configuration à l'autre sur des passages avec du grave.

Vu la taille de mes enceintes (HP de 5 pouces) : je suis raccordé aux subs à 105 Hz (meilleur compromis/ 24db/oct) zone de fréquence ou les enceintes comme les sub sont linéaires dans la réponse en fréquence (fréquence assez haute qui ne pose aucun problème de localisation car les sub sont à proximité des enceintes):

en stéréo ou mono je n'ai aucune différence d'image sonore à l'écoute: pas étonnant puisque la plupart des mixages en musique sont mono en dessous de 150 Hz environ.

Mais je suis un peu perplexe et déconcerté par les résultats pour le grave:

En cas de sommation mono du signal:

l'infra grave (difficile à dire mais probablement < 50hz) est nettement plus qualitatif et profond (signal mono). un régal!

par contre sur certains morceaux notamment classique (tableau d'une exposition de moussorgski mais pas que... certaines musique de film aussi ) la grosse caisse est nettement plus "maigre" (perte de l'impact) avec nettement moins d'impact par rapport au signal stéréo ( l'impact de la grosse caisse est sublime en stéréo!)
Mais, dans cette configuration stéréo je perds alors de l'infra avec un infra nettement plus "boueux".

l'explication est claire: Les deux sub en mono permettent de bien mieux lisser les modes de pièce et donc de récupérer de l'infra-grave et de bien meilleure qualité.

Par contre je n'arrive pas à expliquer pourquoi en mono j'ai une perte de l'impact sur la grosse caisse par rapport aux mode stéréo : c'est contre intuitif:(la fondamentale d'une grosse caisse est entre 60 et 80 Hz de ce que j'ai compris)

Comme on lisse mieux les modes de pièce dans les fréquences graves (<fréquence de Schröder qui est probablement vers 200-250 Hz chez moi) en utilisant deux caissons en mono je devrais en théorie "gagner" aussi sur la grosse caisse. (60-80hz de fondamental bien en-dessous de la fréquence de Schröder)
je ne comprends pas cette différence de perception sonore entre mono et stéréo uniquement pour la partie du grave qui se situe entre 50 et 80-100hz environ. (grosse caisse d'un orchestre)

Je ne vais pas passer mon temps à régler mono ou stéréo en fonction des programmes musicaux... (surtout sans comprendre pourquoi)

Si vous avez une explication je suis preneur!

La seule explication qui vient à l'esprit serait que la fondamentale de la grosse caisse soit située au niveau d'un "mode" de pièce avec une interférence "constructive" entre les deux caissons (augmentation de niveau)
mais alors logiquement je devrai avoir le même phénomène (interférences constructives ) que je sois en mono ou en stéréo d'autant plus que le mixage est mono dans quasiment tous les enregistrements pour le grave: je la trouve un peu alambiqué...

Semble t'il certains enregistrements de musique classique d'après ce que j'ai pu trouvé seraient mixés en stéréo jusqu'à l'infra grave : est-ce que ce morceau (tableau d'une exposition ) serait mixé en stéréo même pour la grosse caisse? Cela pourrait-il expliquer la différence d'impact?
intuitivement on devrait alors avoir l'inverse de ce que je perçois a l'écoute: plus d'impact en mono que en stéréo
(car en mono tout serait "en phase" donc plus de niveau acoustique)sauf si les 2 caissons (lié aux mode de pieces?) ne sont pas en phase sur ces fréquences :l' interférence serait alors destructrice en mono sur la frequence de la grosse caisse (moins de niveau) et par un hasard bienheureux chez moi (avec un mixage stéréo dans le grave), en mode "2 sub stéréo" la phase des signaux graves étant émise de manière différente pour chaque sub les interférences avec la pièce deviennent "constructives"? (plus de niveau)

bon il ne reste plus qu'a me mettre a la mesure pour essayer de comprendre.

par curiosité j'ai posé la question a kef du pourquoi et de l'utilité du réglage mono ou stéréo des subs

[Pio2001]

Bonjour,
J'ai regardé les deux premiers articles.

Pour le principe du couplage de l'enceinte / local, le résultat est vrai en pratique, mais la vraie cause sont les résonances du local. Dire que la cause est l'adaptation d'impédance est un pléonasme, car dans le contexte de la reproduction des basses fréquences par une enceinte dans une pièce, l'adaptation d'impédance est l'autre nom de la courbe de réponse et rien de plus.

L'article sur les mesures des enceintes est plus approximatif, pour ne pas dire plus.
Je ne connais pas les trois mesures dont il parle, peut-être que l'une d'entre elles correspond à celle utilisée par REW (et LinFIR, j'ai pas encore regardé ce dernier). Mais ces méthodes semblent préhistoriques par rapport à la mesure par fenêtrage + champ proche, et surtout par rapport à la méthode reine aujourd'hui, la Sound Field Separation, mise en oeuvre par Klippel.

La partie sur le retard dynamique me semble totalement sans fondement.

[Elgrosso]

Merci Pio, ça relativise.
C’est vrai qu’il y a un coté vieillot, dans les graphs, l’oscillo, mais cette page existe depuis 2019 (1ere version sur wayback).
Son topo sur le retard dynamique est présenté comme une experience scientifique, mais favorise grandement son enceinte en meme temps. Assez ambigu meme plutôt limite.

Je profite de ce sujet même si cela n'a aucun rapport:(...)

par curiosité j'ai posé la question a kef du pourquoi et de l'utilité du réglage mono ou stéréo des subs

Salut nicpont64, as tu des courbes des mesures ? Sans savoir ce que fait l’appli exactement c’est assez difficile de commenter (fait-elle vraiment le filtrage que tu pointes ? avec délai par sub/enceinte ? EQ ? HP et LP (a)symétriques ? niveaux ?)

Il n’est tres probable en effet que tu aies une belle sommation en bas mais des annulations vers 60-80hz, un bon délai pour le bas mais pas vers le xo avec des variations dans les sommations entre sub et enceintes, un coté meilleur que l’autre, un coté annulant un peu l’autre etc. Mono et stereo révélant chacun des annulations différentes.
Un placement symétrique n’est pas garant d’un lissage optimisé, ça peut sembler contre intuitif mais ça dépend vraiment de la piece en global.
C’est pour ça qu’il est tres difficile de juger mono ou stereo pour les basses a l'oreille, tellement de paramètres autres vont perturber le résultat.

Tu peux surement améliorer le compromis a l’oreille, mais tu gagnerais bp bp de temps en mesurant tout ça.
En testant différents emplacements pour les subs, plus complémentaires en fr mais aussi en temporel.
Un devant un derriere par ex, ou un devant et un sur le coté, pour le trouver faut les tester et toutes les combinaisons avec reglages associés.
Tjrs en mono et coupé a 80hz au départ mais peut être que le 100hz restera non localisable si le raccord enceinte est clean.
Et si la disposition finale choisie permet du stereo alors essaies.

[nicpont64]

Merci.

Non je n'ai aucune mesure ( pas équipé pour l'instant)

La position des subs est très difficile à changer ( pièce de vie/ waf/ esthétique qui sont des critères très importants)

Ils ne sont pas symétriques dans leurs positions.

Sans mesures effectivement il sera très difficile d'aller plus loin dans la compréhension du phénomène.

Après il faut relativiser : c'est déjà très bon en l'état et un plaisir à écouter.

Régler ce problème serait un plus mais je pourrai faire avec.

Je vais envisager l'achat d'un micro umik-1 qui semble le meilleur compromis pour la mesure avec rew

J'ai un vieux behringer ecm 8000( non calibré) donc probablement non utilisable...( pas d'alimentation 48v qui serait à acheter de toute façon)

La question est: pour les mesures j'ai un pc avec uniquement de l'usb-c ( pas de sortie casque)

Comment le brancher aux enceintes pour envoyer le signal de mesure? ( les enceintes ont uniquement des entrées analogiques, numériques SPDIF, hdmi , Bluetooth, optique mais pas d'entrée USB)

[Jean Fourcade]

Bonjour à tous, 

J'ai lu l'article : https://deveniringeson.com/mesure-enceinte . Cet article repose sur nombreuses confusions conceptuelles et conduit à des propos erronés.

Le concept de « facteur émotionnel » ou de « retard dynamique » mis en avant dans cet article repose sur des notions subjectives non mesurables en tant que telles.

Ce qui a un sens, c'est la notion de retard de groupe que mettent en évidence les graphes vieillots sur oscilloscope présentés dans cet article, mesurés avec des bursts à l'époque. 

Les soi-disant limites de la transformées de Fourrier:

Dans son article, l'auteur consacre un chapitre à « La transformée de Fourier et ses limites ». Il écrit notamment : 

 "Pour les transitoires — attaques de caisse claire, de piano, de guitare — on se situe en dehors du domaine de validité de la transformée de Fourier. Les non-linéarités du système ne sont pas mesurées. C'est ce qui explique en grande partie le décalage entre les mesures conventionnelles et l'émotion réellement ressentie à l'écoute." 

Ces propos me rappellent un article assez célèbre, paru dans la revue l'Audiophile, souvent cité par les audiophiles pour soutenir que les mesures conventionnelles seraient insuffisantes : « Faut-il brûler Fourier ? ». http://6bm8.lab.free.fr/Documentations/ ... urier.html 

Ces deux article reposent sur une confusion similaire entre la transformée de Fourier et les propriétés des systèmes linéaires. Contrairement à ce qui est écrit, la transformée de Fourier ne possède pas de « domaine de validité » qui exclurait les phénomènes transitoires. 

C'est un outil mathématique permettant de représenter un signal dans le domaine fréquentiel à partir de sa représentation temporelle, et inversement. 

On peut calculer la transformée de Fourier de tout signal, périodique ou non, qu'il provienne d'un système linéaire ou non linéaire, stationnaire ou non stationnaire. 

Mathématiquement, la transformée de Fourier consiste à décomposer un signal sur une base de fonctions. Il existe différentes bases possibles ; Fourier a choisi celle des exponentielles complexes, autrement dit des sinus et cosinus. Le lien avec les systèmes linéaires provient d'une propriété fondamentale : les exponentielles complexes sont les fonctions propres des systèmes linéaires invariants. 

Cela signifie que lorsqu'on applique à un tel système un signal sinusoïdal de fréquence donnée, on retrouve en sortie un signal sinusoïdal de même fréquence, dont seules l'amplitude et la phase peuvent avoir changé. Cette propriété explique pourquoi la représentation fréquentielle est particulièrement adaptée à l'étude des systèmes linéaires. 

Un tel système est entièrement caractérisé par sa réponse impulsionnelle. Sa réponse à n'importe quel signal d'entrée s'obtient alors par convolution de ce signal avec la réponse impulsionnelle. 

On retrouve ici une propriété fondamentale de la théorie du signal : la convolution dans le domaine temporel devient une simple multiplication dans le domaine fréquentiel. La relation s'écrit : $$ s(t)=e(t)*h(t) \iff S(\omega)=E(\omega)H(\omega)$$ ou $e(t)$ représente le signal d'entrée, $h(t)$ la réponse impulsionnelle du système et $s(t)$ le signal de sortie.

Cette propriété est notamment exploitée en filtrage numérique : on multiplie le spectre du signal d'entrée $E(\omega)$ par la fonction de transfert $H(\omega)$ du filtre considéré (gabarit fréquentiel de la fonction de filtrage). Le signal de sortie correspond alors à la convolution du signal d'entrée avec la réponse impulsionnelle associée à cette fonction de transfert (transformée de Fourrier inverse de la fonction $H(\omega)$. 

Il n'y a donc aucune raison de considérer que les transitoires seraient mal représentés par la transformée de Fourier, sous prétexte qu'ils ne seraient pas assimilables à des sinusoïdes. 

Ce qui est exact, en revanche, c'est que la réponse impulsionnelle ne suffit pas à caractériser complètement un système non linéaire. Mais il s'agit là d'une propriété des systèmes, et non d'une limitation de la transformée de Fourier.

Les méthodes de mesure : 

L'auteur place les mesures par MLS (Maximum Length Sequence) au premier plan de son exposé. Or, cette méthode est aujourd'hui largement supplantée par celle du balayage sinusoïdal logarithmique, ou logarithmic swept sine. Cette évolution doit notamment aux travaux d'Angelo Farina, publiés en 2000 sous le titre : Simultaneous Measurement of Impulse Response and Distortion with a Swept-Sine Technique. 

Le principe consiste à injecter dans le système un balayage sinusoïdal exponentiel, dont la fréquence augmente logarithmiquement au cours du temps. Après acquisition, un filtrage inverse approprié permet d'extraire la réponse impulsionnelle linéaire du système et de séparer les contributions des différentes distorsions harmoniques. Cette méthode présente un avantage considérable : elle permet de distinguer la réponse linéaire des distorsions harmoniques, ce que les mesures MLS ne permettent pas de réaliser de manière aussi directe et robuste. 

On dispose ainsi, à partir d'une seule acquisition, d'une réponse impulsionnelle complète, dont on peut ensuite déduire la réponse en fréquence, la phase, le retard de groupe et différents paramètres temporels. 

Les bursts et leurs limites :

Concernant les mesures, l'auteur écrit : "Pour mettre ce phénomène en évidence (le « facteur émotionnel »), il faut sortir des mesures sinusoïdales et recourir à des signaux plus proches des sons naturels : des bursts très courts."

Non, il n'en est rien. Les bursts présentent effectivement un intérêt pédagogique : ils permettent de visualiser directement, à l'oscilloscope, les déformations temporelles introduites par un système, notamment celles liées au retard de groupe. Les graphiques présentés dans l'article illustrent assez bien ce phénomène. 

Mais cette méthode présente une limite fondamentale : le compromis temps-fréquence. Pour obtenir une bonne résolution fréquentielle, il faut utiliser un burst suffisamment long, comportant un nombre important de périodes. En contrepartie, sa durée augmente et il devient moins représentatif d'un phénomène transitoire très bref. 

À l'inverse, un burst très court, intéressant pour étudier les phénomènes temporels, possède un spectre fréquentiel très étendu. Il devient alors difficile d'isoler précisément le comportement du système dans une bande de fréquences donnée. 

Le balayage sinusoïdal logarithmique permet de dépasser largement cette difficulté. Grâce à la déconvolution par filtrage inverse, on obtient une réponse impulsionnelle couvrant toute la bande de fréquences explorée, avec une résolution fréquentielle élevée et un accès direct à l'information temporelle. 

À partir de cette réponse impulsionnelle, il est ensuite possible de reconstruire mathématiquement la réponse du système à différents signaux d'excitation, notamment à des bursts de durées et de fréquences variées. On dispose ainsi d'un outil d'analyse beaucoup plus complet et précis que la simple observation de quelques salves sinusoïdales à l'oscilloscope. 

En définitive, ce que l'auteur présente sous les appellations de « facteur émotionnel » ou de « retard dynamique » n'est rien d'autre, dans les exemples illustrés, qu'un phénomène de retard de groupe. Ce phénomène est parfaitement connu, mesurable et quantifiable. Il est notamment mis en évidence par l'analyse de la réponse impulsionnelle et par l'application de la transformée de Fourier. 

Il n'est donc nullement nécessaire d'opposer les mesures fréquentielles aux phénomènes temporels, ni de remettre en cause la transformée de Fourier pour expliquer ce qui n'est simplement qu'un retard de groupe.

Csl
Jean

[Jean Fourcade]

Mais ces méthodes semblent préhistoriques par rapport à la mesure par fenêtrage + champ proche, et surtout par rapport à la méthode reine aujourd'hui, la Sound Field Separation, mise en oeuvre par Klippel.

La méthode Sound Field Separation (SFS) se base sur la mesure du log swept mais est multidimensionnelle. Elle permet de décomposer et de séparer mathématiquement le champ acoustique total en deux composantes distinctes : l'onde émise par la source et les réflexions diverses et variées de l'environnement. Le but est d'isoler le rayonnement de la source.

Pour cela on possède un modèle mathématique qui permet de calculer ces réflexions et on identifie les paramètres de ce modèle, avec plusieurs mesures généralement avec une méthode type moindres carrés.

C'est exactement ce que j'ai exposé dans ce post : viewtopic.php?p=20770#p20770 mais limité un problème unidimensionnel : la réflexion sur un mur d'une onde plane.

[nicpont64]

Mais ces méthodes semblent préhistoriques par rapport à la mesure par fenêtrage + champ proche, et surtout par rapport à la méthode reine aujourd'hui, la Sound Field Separation, mise en oeuvre par Klippel.

La méthode Sound Field Separation (SFS) se base sur la mesure du log swept mais est multidimensionnelle. Elle permet de décomposer et de séparer mathématiquement le champ acoustique total en deux composantes distinctes : l'onde émise par la source et les réflexions diverses et variées de l'environnement. Le but est d'isoler le rayonnement de la source.

Pour cela on possède un modèle mathématique qui permet de calculer ces réflexions et on identifie les paramètres de ce modèle, avec plusieurs mesures généralement avec une méthode type moindres carrés.

C'est exactement ce que j'ai exposé dans ce post : viewtopic.php?p=20770#p20770 mais limité un problème unidimensionnel : la réflexion sur un mur d'une onde plane.

Merci beaucoup pour ces précisions!