Mesure de linéarité d’amplitude entre un signal émis et le signal capté par un microphone.Tout d’abord la disposition : le signal est émis par un haut-parleur (moniteur M-AUDIO BX8D2) et capté par deux microphones electret omnidirectionnels (M300) distants de 220cm.
La mesure est effectuée sur une amplitude de 60dB, avec comme niveau de référence (0dB) un signal émis d’une puissance telle que l’audition en est désagréable voir proche de la douleur, ce à 3 mètres de l’enceinte. Les relevés sont effectués sur un table de 300 points, soit tous les cinquièmes de déciBel. Ainsi les graphes ci-dessous ont une étendue de 60dB dans les deux directions : l’axe X correspond à l’amplitude peak-to-peak émise, de -60dB à 0dB, et l’axe Y correspond à l’enveloppe RMS mesurée, de -60dB en bas à 0dB en haut.
Les gains de chaque microphone sont calibrés/équilibrés un peu à l’arrache, via un bruit rose émis et se devant d’avoir à peu près le même niveau mesuré. Un peu à l’arrache parce qu’en fait il faudrait les calibrer en les plaçant quasi au même endroit… ainsi on éviterait des erreurs induites par la forme et l’acoustique de la pièce et l’imprécision du placement des micros…
légende :
signal émis S
micro A
micro Bdifférence A – S
différence B – S
Voici les résultats des mesures :
Ci-dessus le signal est une sinusoïde à 199,3Hz. On pourrait dire que le signal commence à apparaître dans le bruit de fond à -54db (après le premier 1/10e du graphe) et commence à « masquer » le bruit de fond après le premier quart, donc à -45db.
La même mesure mais cette fois la différence entre le signal émis et le signal capturé. La linéarité est assez bonne à partir de -40dB et parfaite à -30dB. A fort volume, à partir de -10dB, il y a une sorte de divergence, distorsion (peut-être des vibrations transmises à des objets dans la pièce) ?
sin 971Hz : S, A, B et différence avec SCi-dessus même graphes mais avec une sinusoïde à 971,7Hz. Se passe de commentaires : comme on peut le voir dans le graphe ci-dessous qui superpose les mesures de S, A et B pour les deux sinusoïdes, c’est quasiment la même chose qu’avec 199,3Hz bien que ce dernier aie dans l’ensemble une plus forte amplitude captée :
Pour cette différence d’amplitude entre les deux sinusoïdes, je ne vois que deux raisons : une courbe de sensibilité du microphone qui ne serait pas plate ou, plus probable, une réponse différente de la pièce à ces fréquences.
Ensuite un test avec du bruit rose qui, bien qu’on puisse lui mesurer un niveau moyen, n’est pas aussi uniforme qu’une sinusoïde…
A noter que le bruit rose présente une enveloppe RMS bien inférieure à une sinusoïde de même amplitude « pic-à-pic » (environ 12dB de moins).
On constate que la linéarité est bien moins bonne, le signal mesurée acoustiquement dans l’espace est bien plus fluctuant qu’une sinusoïde. Je pense qu’il s’agit peut-être des saccades dans les basses?
Enfin constatant que certaines sinusoïdes produisant un décalage important (jusqu’à 7 ou 8dB) entre le micro A et le micro B, j’ai voulu voir ce que ça donnait. En outre je ne sais pas à quoi est dû ce décalage mais je soupçonne qu’il s’agisse d’un effet de la diffusion/réverbération du son dans la pièce (ondes stationnaires et tutti quanti). Cet effet est expérimenté avec « Room harmony« .
sin 373,3HzOn peut voir que malgré le déséquilibre entre les micro A et B, la courbe de réponse est la même, et la linéarité s’instaure à peu près en même temps.
Notons par ailleurs un élément intéressant : au 3/4 du test il y a une saute de volume, qui est dû sans doute à un bruit dans la pièce ou une résonance quelconque. Ce « glitch » apparaît surtout sur le micro B (rouge/marron) et un peu moins sur le micro A (bleu/violet), ce qui pourrait signifier que ce bruit extérieur était positionné plus près du micro B que du micro A. Voir ci-dessous :
Au final voici une mesure globale de la linéarité émission-réception pour les sinusoïdes :
Globalement, la réponse est assez « linéaire » à partir de -30dB… En tout cas, le signal se détache clairement du bruit de fond (du micro et de la pièce).
Enfin, dernière remarque : j’ai l’impression que le micro B (rouge) est moins « précis » que le micro A, sa courbe de réponse est moins « lisse » :
Cette + grande fluctuation a lieu tant que le signal n’est pas trop fort.
Deux hypothèses :
– le micro B est légèrement plus près de mon ordi dont la ventilation est l’un des éléments les plus bruyants de la pièce au calme, tandis que le micro A est protégé de ce son par le 2e écran qui fait barrière dans le trajet
– le micro B est asymétrique et branché sur une DI-box, son bruit de fond est sans doute supérieur au micro A qui est un symétrique alimenté en phantom (voir circuit sur ce blog)