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courbes de phase et de retard de groupe avec ARTA
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jeanmichellcl
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Message : #1
courbes de phase et de retard de groupe avec ARTA

On veut ?tudier sous ARTA une r?ponse impulsionelle du point de vue des courbes de phase et de retard de groupe.

A titre d'exemple on peut importer sur son ordinateur le fichier ci contre : "exemple_2Voies.txt"


.txt File  exemple_2Voies.txt (Taille : 4.08 Ko / Téléchargements : 530)

puis on changera son extension actuelle .txt (format de fichier accept? pour des fichiers joints sur le forum M?laudia) en .pir (format de fichier non accept? pour des fichiers joints sur le forum M?laudia). [le logiciel gratuit ChangeExt est t?l?chargeable sur Internet ? l'URL http://www.clubic.com/telecharger-fiche2...geext.html ]

La r?ponse impulsionelle ?tant ouverte dans ARTA, on place le curseur en avant de l'arriv?e de l'impulsion (par un clic gauche) et on place le marqueur avant la premi?re r?flexion (par un clic droit).

   

En cliquant ? droite dans "zoom", sur [Max] la partie de la r?ponse impulsionelle situ?e entre le curseur et le marqueur est agrandie.

   

Estimation du pr?retard

La r?ponse impulsionelle ne d?marre jamais par un pic maximum, mais une partie de la r?ponse impulsionelle se trouve en avant du pic principal, ce qui oblige ? placer le curseur en avant de ce pic dans une zone o?? l'amplitude est nulle. On appelle "pr?-retard" (dans ARTA "PreDelay") la dur?e entre la position du curseur sur l'axe des temps et la position du maximum du pic principal de la r?ponse impulsionelle.
Sans bouger le curseur (ligne jaune) on place, par un clic droit, le marqueur (ligne rouge) sur le sommet du pic principal. Si ce pic est fin cela signifie qu'il est constitu? de composantes fr?quentielles de haute fr?quence.

On clique sur [get] et la valeur du pr?-retard s'affiche.

   

On peut ensuite effacer le marqueur (en haut ? droit "Marker" et clic sur [Del] ) et on d?pla?e le pointeur de la souris pour le placer un peu en avant de la premi?re r?flexion. Ainsi, les calculs par FFT ne prendront pas la partie du signal ? droite du marqueur. C'est important car l'interf?rence entre la premi?re r?flexion et l'impusion est une des grandes causes de perturbations des courbes de phase et de retard de groupe).

On clique alors sur l'icone [Fr] une nouvelle fen?tre s'ouvre. Au bas de celle ci on clique sur [M + P] et les courbes de r?ponse (magnitude) et de phase s'affichent.

   

Si le pr?-retard a ?t? bien estim? alors une partie de la courbe de phase est horizontale (elle est en g?n?ral situ?e dans les hautes fr?quences). On peut peaufiner cette horizontalit? d'une partie de la courbe de phase en refermant cette fen?tre et en retouchant directement la valeur du pr?-retard ou "PreDelay (ms)" avant de r?ouvrir en cliquant sur l'ic?ne [Fr] la fen?tre qui pr?sente les courbes de r?ponse et de phase. (plusieurs it?rations sont parfois n?cessaires avant d'obtenir une courbe de phase avec une int?ressante partie horizontale).

Si la partie horizontale de la courbe de phase fluctue autour de -180? (et de +180?), alors cela signifie que la polarit? de la r?ponse impuslionelle est ? inverser.
Pour cela on referme la fen?tre et dans la fen?tre principale d'ARTA on va dans le menu [Edit] et on clique sur [invert].

   

La r?ponse impulsionelle est maintenant invers?e et lorsqu'on clique sur l'ic?ne [Fr] la partie horizontale de la courbe de phase fluctue maintenant autour de 0? ce qui signifie qu'elle est de polarit? correcte.

   

D?pliement de la phase.

La phase a ?t? calcul?e ? partir des parties imaginaires et r?elles de la transform?e de Fourier en utilisant une fonction trigonom?trique arctangente sur 4 quadrants, qui renvoie toute valeur d'angle dans l'intervalle -180? ? +180?, c'est la phase repli?e. Dans la r?alit? la phase tourne d'autant plus rapidement quand la fr?quence augmente que les composantes fr?quentielles du signal sont plus fortement retard?es.

Ainsi, si sur quelques pas de fr?quence, comme sur l'exemple trait? autour de 850Hz, les valeurs de la phase sont successivement -178?, -179?, -180? on peut pr?dire que les prochaines seront -181?, -182, -183? mais le repliement dans l'intervalle -180? ? +180? fait que les valeurs calcul?es sont +179?, +178? ,+177?...

   

Si le repliement n'est pas trop g?n?ralis?, par exemple si il n'y a que quelques passages par -180? et +180? Arta peut retrouver les valeurs de la phase d?pli?e.
Pour cela afficher la courbe de phase seule en cliquant sur [Ph] et aller dans le menu [View] et cliquer sur "Unwrap phase".

   

La courbe de phase d?pli?e s'affiche alors (la recadrer en cliquant sur [Fit] ? droite de la fen?tre).

   

Si la courbe de phase d?pli?e vous semble correcte (si elle est continue et ne pr?sente pas trop de marches d'escalier) alors on peut calculer la courbe de retard de groupe et l'afficher en cliquant sur [Gd].

   

La courbe de retard de groupe s'affiche. Son cadrage par d?faut rend souvent son examen difficile. Positionner le pointeur de la souris sur l'axe vertical ? gauche de la fen?tre et par un clic droit faire appara?tre la fen?tre "graph Setup" aller en haut ? droite dans "Group delay (ms)" et entrer Gd Top = 3 et Gd Range = 6. La courbe de retard de groupe s'affiche alors plus correctement et on peut peaufiner l'?chelle verticale et horizontale en agissant sur les fl?ches situ?es sur le bord droit de la fen?tre.

   

Dans l'exemple trait? on constate que le grave est en avance d'environ 0,2 milliseconde sur le tweeter. Comme la vitesse du son est de 344m/s 1 milliseconde correspond ? 344millim?tres et 0,2 milliseconde correspond ? 68,8 millim?tres. Pour obtenir une courbe de retard de groupe plus contante mieux vaudra avancer le tweeter de 69 millim?tres. (Le diagramme Constant Spectral Decay ou CSD dont nous parlerons plus tard permet aussi d'affiner le r?glage dit d'alignement des haut-parleurs).

Jean-Michel Le Cl?ac'h

Ce message a été modifié le: 10/11/2011 19:01:50 par jeanmichellcl.

09/11/2011 13:29:01
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francisbr
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Message : #2
RE: courbes de phase et de retard de groupe avec ARTA

Bonjour Jean-Michel,

Concernant la mesure de la phase avec Arta, j'avais donn? quelques indications sur le forum Audax :

Arta Phase

Ces commentaires ont ?t? rassembl?s en bas de cette page au chapitre 5.8.2 :

https://sites.google.com/site/francisaud...e-enceinte

Pour en discuter.

Amicales salutations.

Francis Brooke


Une installation « Hi-Fi », c’est généralement un système non calibré dans un local bruyant et inadapté et dont les défauts sont plaisants à son propriétaire.
09/11/2011 20:44:25
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jeanmichellcl
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Message : #3
RE: courbes de phase et de retard de groupe avec ARTA

francisbr a écrit :
Concernant la mesure de la phase avec Arta, j'avais donn? quelques indications sur le forum Audax :

Arta Phase


Bonjour Francis,

Merci pour le lien.

Dans un premier temps je pr?f?re ne pas parler de la courbe de phase minimum qui ne d?rive pas de la phase donn?e par la FFT mais est obtenue par transform?e de Hilbert de la r?ponse en magnitude ( = la "courbe de r?ponse" classique), se basant sur l'id?e qu'un haut-parleur est un dispositif ? phase minimum (ce qui implique que chaque variation vue sur la courbe de r?ponse a son ?quivalent sur la courbe de phase).

Je parlerai ?ventuellment plus tard de la courbe de phase minimum, bien que je pense personnellement qu'on puisse s'en passer totalement.

De plus il y a un gros danger ? trop promouvoir son utilisation car ?tant tellement facile ? obtenir (par rapport ? une courbe de phase classique) les gens oublient facilement qu'il y a des situations (filtrage, int?rf?rences entre HPs...) o?? il y a perte du caract?re "minimum phase" .

Amicales salutations,

Jean-Michel Le Cl?ac'h

Ce message a été modifié le: 10/11/2011 10:33:58 par jeanmichellcl.

10/11/2011 10:32:42
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jimbee
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Message : #4
RE: courbes de phase et de retard de groupe avec ARTA

Bonjour Jean-Michel,

Merci pour ces instructions bien utiles pour la mesure de la phase et du group delay.
La manipulation cependant me conduit ? remarquer que l'acuit? de la courbe obtenue du group delay dans les fr?quences basses est directement tributaire de la largeur de fen?tre retenue.
Sauf erreur de ma part, une fen?tre de 3 ms ne m'apparait pas conduire ? des r?sultats exploitables.

crd
images :
A partir d'une impulsion r?sultant du bouclage direct sortie --> entr?e deux courbes de group delay, avec ( 3,2ms ) et sans gate out.



Fichier(s) joint(s) Miniature(s)
           

Ce message a été modifié le: 26/07/2012 12:11:21 par jimbee.

26/07/2012 12:08:54
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AdrienC
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Message : #5
RE: courbes de phase et de retard de groupe avec ARTA

Citation :
la courbe obtenue du group delay dans les fr?quences basses est directement tributaire de la largeur de fen?tre retenue.


Et pour cause! 3ms correspond ? un peu plus d'un m?tre, or la longueur d'onde dans les basses fr?quences d?passe le m?tre!

Il faut regarder la ligne jaune qui apparait dans le bas de la page group delay (ou des autres pages), on la voit sur ton premier graph, tout ce qui est en dessous de 300hz n'est pas valable puisque les longueurs d'ondes sont plus grandes que la fen?tre elle m?me, et donc n'ont aucunes chances d'?tre mesur?e Wink

26/07/2012 14:44:05
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jimbee
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Message : #6
RE: courbes de phase et de retard de groupe avec ARTA

"Et pour cause! 3ms correspond ? un peu plus d'un m?tre, or la longueur d'onde dans les basses fr?quences d?passe le m?tre!"

Oui, la ligne jaune... c'est pr?cis?ment pourquoi je m'interroge sur la proc?dure d?crite par Jean-Michel dans ce premier post:
A partir de quelle extrapolation le group delay est trac? par arta (au niveau de la ligne jaune) et ses limites de validit?.



Fichier(s) joint(s) Miniature(s)
   

Ce message a été modifié le: 26/07/2012 14:59:57 par jimbee.

26/07/2012 14:57:43
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jeanmichellcl
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Message : #7
RE: courbes de phase et de retard de groupe avec ARTA

jimbee a écrit :
"Et pour cause! 3ms correspond ? un peu plus d'un m?tre, or la longueur d'onde dans les basses fr?quences d?passe le m?tre!"

Oui, la ligne jaune... c'est pr?cis?ment pourquoi je m'interroge sur la proc?dure d?crite par Jean-Michel dans ce premier post:
A partir de quelle extrapolation le group delay est trac? par arta (au niveau de la ligne jaune) et ses limites de validit?.


Bonjour,

Il avait ?t? d?cid? avec les responsables de M?laudia que les mesures qui serviraient ? illustrer les discussions du forum consacr?es ? la pratique de la mesure avec ARTA seraient bas?es sur les mesures effectu?es lors du weekend M?laudia au cours duquel une d?monstration avait ?t? faite de l'utilisation d'ARTA.
Je me suis astreint ? cete exercice p?rillieux en sachant que les conditions de mesures dans la salle de gym de Rueil ne sont pas tr?s bonnes et que donc je mexposais in?vitablement au risque de voir mes explications d?nigr?es par ceux qui assurent que seules les mesures faites avec du mat?riel professionnel et en chambre sourde avait une valeurĶ Heureusement la mesure sest beaucoup d?mocratis?e parmi les amateurs et ses pratiquants, de plus en plus comp?tents. Je m?tonne donc quune de ses attaques viennent de Jimbee.

Mais je le remercie de son intervention qui va me permettre de relever quelques lieux communs et y apporter des corrections.

Jimbee nous dit que la largeur de la fen?tre appliqu?e au signal qui sert de r?f?rence ? lexemple servant ? lobtention de la courbe de retard de groupe est trop faible pour quune information pertinente de phase au basses fr?quences soit utilisable pour en d?river une courbe de retard de groupe valable ? basse fr?quence. Il nous est dit aussi quil nous faudrait au minimum une largeur de fen?tre dau moins une demi-p?riode aux fr?quences ?tudi?es...

La fen?tre utilis?e ?tant approximativement large de 3 millisecondes, je crois que ce que l'on veut dire par l? est que linformation de retard de groupe au dessous de 300 Hz pour lexemple trait?, est sans valeur.

Il y a je pense deux mauvaises compr?hensions. Lune qui concerne cette notion de largeur minimale dune demi-p?riode qui serait n?cessaire, lautre concernant linfluence du fen?trage sur la phase. Je crois quil y a aussi une confusion entre r?ponse impulsionelle dont la longueur est courte (si on se limite par exemple au temps qui renferme 90% de la puissance du signal) et signaux permanentsĶ

Jesp?re que cette histoire de demi p?riode nest pas en relation avec une mauvaise interpr?tation du th?or?me de Shannon. Celui-ci stipule en effet que pour reconstituer parfaitement un sinus de caract?ristiques inconnues (fr?quence, amplitude, phase) il faut que ce sinus soit au moins ?chantillonn? avec (au moins) un point par demi p?riodeĶ

Notre probl?me est diff?rent, la fr?quence du sinus est donn?e, on ne recherche pas son amplitude (ARTA souligne dailleurs dun trait jaune la partie de laxe des fr?quences pour laquelle du fait de la largeur finie de la fen?tre on a une att?nuation de la puissance apparente du signal en relation avec le rapport largeur de la fen?tre / p?riode), ce quon veut conna?tre cest sa phase aux diff?rentes fr?quences (basses) et en tirer la courbe de retard de groupe. Or, on peut tr?s bien estimer la phase dun signal basse fr?quence ?chantillonn? (aux fr?quences d?chantillonage utilis?es en audio) m?me si la largeur du signal ?tudi?e est inf?rieure ? une demi p?riode (voir aussi la remarque amusante en fin de ce message). Il suffit de regarder les caract?ristiques dune (bonne) fen?tre (i?i de 3ms), pour sen assurer.

   

A titre dexemple voici les courbes de r?ponse, de phase et de retard de groupe dune fen?tre en cosinus ?rig? de 3ms. Comme on le voit cette fen?tre na pas de d?phasage quelque soit la fr?quence (la transform?e de Fourier dun cosinus ?rig? na pas de partie imaginaire) et donc m?me si du fait de sa faible largeur elle ne permettait pas destimer pr?cis?ement ? chaque fr?quence (basse) la puissance de la composante en sinus correspondante, la phase de ce sinus sera parfaitement estim?e et par cons?quent on pourra analyser la courbe de retard de groupe donn?e par ARTA tant que laffaiblissement dans la partie soulign?e en jaune dans la courbe de r?ponse ne sera pas trop forte (jusqu? -20dB par exemple).

Pour ceux qui sont en vacances au bord de loc?an et qui pr?feraient exp?rimenter par la contemplation de la nature , ils pourront se convaincre que nul nest besoin d?tudier la mar?e pendant plus de 12heures pour, ?tant sur la plage, ayant observ? que la mar?e basse est aujourdhui ? 14H12, la prochaine mar?e haute dans la journ?e de demain sera ? 15H07 (+ ou quelques minutes)Ķ

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cl?ac'h

du bord de l'oc?an (mar?e montante)

Ce message a été modifié le: 30/07/2012 16:28:48 par jeanmichellcl.

30/07/2012 16:26:08
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Message : #8
RE: courbes de phase et de retard de groupe avec ARTA

Bonjour Jean-Michel,

Je ne veux pas trop abuser de votre temps de vacances et de la contemplation des mar?es Smile mais je suis en train de d?couvrir ces mesures avec Arta et je n'arrive pas ? obtenir une courbe de retard de groupe qui soit horizontale pour le grave, avant l'oscillation au niveau de la fr?quence de coupure. Du coup, le retard est difficile ? lire. Ai-je fait une erreur quelque part ?

Cordialement,

Dominique-t (amateur...)


Cordialement,

Dominique T

http://unepassionaudiophile.fr/

Ce message a été modifié le: 30/07/2012 17:18:03 par Dominique-Tanguy.

30/07/2012 17:17:49
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jeanmichellcl
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Message : #9
RE: courbes de phase et de retard de groupe avec ARTA

Bonjour Dominique-Tanguy,

Je ne conseille pas d'utiliser la courbe de retard de groupe pour r?gler l'alignement entre un m?dium-aigu et un grave.

Pour ce r?glage il vaut mieux utiliser le CSD (? condition qu'il descende dans les fr?quences sufisamment basses ce qui n'est pas simple avc ARTA).

Mais une m?thode qui semble plus facile ? mettre en oeuvre pour r?gler l'alignement est d'appliquer un filtre FFT aux r?ponses impuslionelles des 2 HPs filtr?s. Je vous renvoie ? la description de la m?thode donn?e par Francis Brooke sur son site.

D'une mani?re assez g?n?rale il est difficile d'obtenir une courbe de retard de groupe plate pour un haut-parleur de grave filtr?, ? moins d'une ?galisation en phase minimale assez importante (ou convolution avec r?ponse impulsionnelle invers?e).

Je dois rappeler que l'exemple tarit? i?i vise unqiuement ? l'obtention d'une courbe de phase et de ratrd de groupe, il ne concerne pas l'alignement visant ? une meilleure r?ponse impulsionelle d'un syst?me multivoies complet. C'est la m?thode qui est importante aps l'exemple trait?. Et je dois insister encore pour dire que peu importe la largeur de la fen?tre obtenue, le plus important est de bien palcer le marqueur (marker = ligne verticale de couleur rouge) un peu avant de la premi?re r?flexion. Sans cela la courbe de retard de groupe sera inutilisable.

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cl?ac'h

01/08/2012 10:28:05
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Dominique-Tanguy
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Message : #10
RE: courbes de phase et de retard de groupe avec ARTA

Bonjour Jean-Michel,

Merci pour l'explication ! Je vais me remettre ? l'ouvrage le week-end prochain en essayant d'appliquer la recette de Francis Brooke.

Bonne vacances !

Dominique-t


Cordialement,

Dominique T

http://unepassionaudiophile.fr/
01/08/2012 11:00:37
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