Mars 2008

Mesure acoustique

Matériel nécessaire

 

 

L'ordinateur

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C'est évidemment l'élément indispensable dans une station de mesure contemporaine. Idéalement, un ordinateur portable, donc facilement utilisable partout, doté d'un peu de mémoire (512Mo sont déjà confortables) et de ports au standard Série (RS232) et USB, ce qui doit être le cas de la plupart des modèles récents. Le port RS232 assurera la connection avec le DCX2496 via le logiciel ad'hoc et le port USB permettra d'utiliser une carte son externe sérieuse car celle installée dans les portables est généralement exécrable. J'ai jeté mon dévolu sur un IBM Thinkpad de la série T doté de 1Go de RAM et des ports sus-nommés. Son écran de 14 pouces permet de visualiser parfaitement les courbes produites par les logiciels de mesure et sa puissance est très largement suffisante pour ce que nous avons à faire avec.

 

Le microphone (je rassure les sodomites muscidophiles, celui-ci est calibré)

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C'est l'oreille du système de mesure, celle qui devra capter le plus fidèlement possible les vibrations générées par la membrane du haut-parleur ou de l'enceinte. Le choix n'est pas si grand que l'on pourrait l'imaginer. En gros il se résume à deux groupes : celui des modèles vendus avec leur courbe de calibration (Brüel & Kjaer, Earthworks et consorts) et généralement accompagnés d'une facture pouvant représenter le prix de votre système d'écoute complet, et puis le groupe des micros bon marché souvent construits à partir de composants performants mais qui eux ne sont pas calibrés individuellement. Comme notre intention n'est pas de devenir le Laboratoire National d'Essais ou le département de mesures de Bowers &Wilkins, c'est à ce second groupe que nous nous interresserons. Avec une limitation : vous ne savez pas ce qui sort du micro et vous êtes donc censés faire confiance à la courbe imprimée sur le carton d'emballage. Inutile de dire que cette courbe n'a pas grand chose à voir avec la réalité. L'ECM8000 de Behringer n'échappe pas ce défaut bien qu'il soit pas mal du tout (pour son prix s'entend) et déjà très linéaire. Un APEX, le modèle 220 ressemblant beaucoup au Behringer est également très recommandable dans un budget identique. Pour mon ECM8000 j'ai eu la chance de bénéficier d'une calibration grâce un microphone étalon Kim Girardin. Une fois le fichier de calibration importé dans le logiciel de mesure utilisé cet ECM8000 permet de réaliser des relevés extrêmement précis et fiables. Volontairement je ne publie pas le fichier car il est propre à ce microphone et ne serait pas pertinent pour un autre de même modèle.

 

Et ça, c'est le pied

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Comme vous vous en doutez il n'est pas question de tenir le magnifique micro de mesure à la main comme un reporter en herbe. Les assemblages à base de manche à balai et d'élastiques de slip sont également à éviter. Il vous faudra donc prendre votre pied. Un modèle avec un trépied lourd et des réglages dans tous les axes fera l'affaire, tel ce Sennheiser PM200 avec son socle en fonte qui présente en sus l'avantage indéniable d'être très bon marché. Sa perchette est réglable en longueur ce qui nous le verrons plus loin est indispensable.

 

Le préamplificateur *

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Le choix est vaste. Il dépend essentiellement de votre budget et de la fréquence d'utilisation de la station de mesure. Ici encore comme nous travaillons en amateur - exigeant, certes - un préamplificateur pour micro d'entrée de gamme suffira. Le modèle ci-dessus, le Behringer MIC100, offre des performances vraiment satisfaisantes, dispose de la tension de 48 volts exigée par le microphone de mesure, appelée aussi alimentation fantôme et d'une connectique complète au format XLR et jack 6,35mm.

La linéarité de ce préamplificateur est tout à fait convenable pour l'usage que nous allons en faire. J'ai tracé sa courbe de réponse en rebouclant le signal de sortie dans l'entrée et en faisant attention à ne pas le saturer, ce qui aurait provoqué des erreurs grossières dues à la distorsion. Les paramètres tels que THD, IMD, rapport S/B etc... ne sont pas représentés car on s'en moque pour cette utilisation, nous n'allons pas enregistrer un concert avec. Cette mesure a été faite à l'aide de Right Mark Audio Analyzer, voici les résultats produits par ce logiciel très pratique qui génère lui même le rapport au format HTML :

 

RightMark Audio Analyzer test report

Testing device Préamplificateur Behringer MIC100
Sampling mode 24-bit, 48 kHz
Interface  
Testing chain External loopback (line-out - line-in)
RMAA Version 6.0.6
   
   
20 Hz - 20 kHz filter ON
Normalize amplitude ON
Level change 0.0 dB / 0.0 dB
Mono mode ON
Calibration singal, Hz 1000
Polarity correct/correct


Summary

Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB
+0.11, -0.34
Good
Noise level, dB (A)
N/A
N/A
Dynamic range, dB (A)
N/A
N/A
THD, %
N/A
N/A
THD + Noise, dB (A)
N/A
N/A
IMD + Noise, %
N/A
N/A
Stereo crosstalk, dB
N/A
N/A
IMD at 10 kHz, %
N/A
N/A
General performance
 
N/A

Frequency response

Spectrum graph

From 20 Hz to 20 kHz, dB
-0.65, +0.11
From 40 Hz to 15 kHz, dB
-0.34, +0.11


L'interface audio *

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Cet élément est également très important, c'est via cette interface que le signal capté par le microphone et amplifié par le préamplificateur va arriver jusqu'au processeur de votre ordinateur. Le modèle Transit USB de chez M_Audio est idéal pour notre usage, jugez des caractéristiquess de cet engin qui tient dans une poche puisqu'il a la taille d'un paquet de cigarettes :

Le fabricant propose bien entendu sur son site des pilotes régulièrement mis à jour pour la plupart des systèmes d'exploitation.

Cette fois j'ai procédé à la batterie de tests complète, toujours avec Right Mark Audio Analyzer. Vous pouvez consulter ici les résultats de ces tests (ou cliquer sur l'image ci-dessous) pour constater qu'ils sont réellement excellents.

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* Mise à jour du 17 juin 2009

une petite nouveauté en ce qui concerne l'équipement de mesure acoustique : on allége et on simplifie grâce à un outil absolument indispensable, j'ai nommé le MXL Mic-Mate USB de Marshall (rien à voir avec les mythiques amplis homonymes). Voilà exactement ce dont nous, joyeux amateurs pleins d'entrain, avions besoin. Exit le préampli analogique, exit l'interface audio numérique. Il suffit de brancher son micro d'un côté de l'engin prévu à cet effet puis de raccorder le tout au PC au moyen d'un câble USB, et hop à nous la mesure acoustique avec un équipement au top mais qui reste "light" question encombrement et budget. L'utilisation de cet accessoire est d'une simplicité à pleurer et permet de se passer du préamplificateur décrit ci-dessus (trois réglages de gain sont proposés en déplaçant un interrupteur sur le corps de l'appareil) puisqu'il fournit l'alimentation 48 volts dont le micro a besoin pour fonctionner, ainsi que de l'interface M_Audio car la sortie USB est au format numérique. Un simple câble USB2 suffit pour relier le tout à l'ordinateur !

 

Rébus

  =  

 

 

 

 

La câblerie

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L'équipement de base comprendra au minimum :

Voilà donc le tour de la quincaillerie effectué. Passons aux branchements.

 

Mise en oeuvre de tout le toutim

Quelques images suffiront pour comprendre, il n'y a rien d'extraordinaire ou de mystérieux là-dedans. Cette photo montre la station de mesure à poste, prête à l'utilisation : l'ordinateur est synchronisé avec le DCX2496 via son port RS232 et un câble série tout ce qu'il y a de standard. L''interface M_Audio Transit, à laquelle le micro et son préamplificateur sont branchés, alimente un Behringer SRC2496 en numérique 24 bits 96KHz au moyen d'une une fibre optique. C'est très pratique et cela évite de trimbaler des signaux à très faible niveau dans des longueurs de câbles qui n'attendent que ça pour générer des ronflettes énervantes. Bien entendu n'importe quel convertisseur N/A ferait aussi bien l'affaire. Cette connexion Toslink ainsi que le câble RS232 sont laissés en place en permanence, ainsi il est possible de brancher le banc de mesure en quelques minutes sans avoir à déplacer ou débrancher quoi que ce soit pour une vérification ultérieure ou un ajustement nécessité par le changement d'un élément de la chaîne de reproduction (ampli avec une sensibilité différente par exemple). Propre, efficace et souple, que demande le peuple ?

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Synoptique de l'installation ci-dessus. Au début ça a l'air compliqué mais en fait c'est extrêmement simple.

Avec le Marshall MXL MicMate c'est encore plus facile ! (voir ci-dessus)

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Et maintenant, on passe à la pratique