Dans le domaine des matériels aux caractéristiques inconnues, nous allons nous intéresser aux micros et aux capsules electret.
De très bon marché et souvent d'une bande passante respectable (50 - 15000 Hz) ceux-ci peuvent présenter des creux et bosses dans la bande passante, préjudiciables aux mesures et présentant un maillon "faible" dans la chaine de reproduction sonore.
A l’aide de l’analyse qui va suivre nous allons sélectionner les capsules électret ayant des caractéristiques connues et respectables qui permettront de réaliser les analyses acoustiques sur différents matériels. Quand bien même on sélectionnera une capsule sur dix, au regard du prix cela en vaut la peine.
le but n’est pas d’avoir une référence absolue, mais quelque chose de prévisible et corrigé pour que tes mesures soient exploitables.
Matériels nécessaires:
De très bon marché et souvent d'une bande passante respectable (50 - 15000 Hz) ceux-ci peuvent présenter des creux et bosses dans la bande passante, préjudiciables aux mesures et présentant un maillon "faible" dans la chaine de reproduction sonore.
A l’aide de l’analyse qui va suivre nous allons sélectionner les capsules électret ayant des caractéristiques connues et respectables qui permettront de réaliser les analyses acoustiques sur différents matériels. Quand bien même on sélectionnera une capsule sur dix, au regard du prix cela en vaut la peine.
le but n’est pas d’avoir une référence absolue, mais quelque chose de prévisible et corrigé pour que tes mesures soient exploitables.
Matériels nécessaires:
- Le ou les capsules Electret à analyser par paquet de 10 !! (de préférences achetez celles avec des pattes afin d’éviter de souder directement sur les terminaux de la capsule)
- Ci-dessous les "pseudo-caractéristiques" données sur le site Aliexpress ..
Nous allons vérifier !
- Un préampl VM-3i adapté aux micros electret
- Il joue ici deux rôles cruciaux :
- Alimentation (Bias) : Il fournit la tension nécessaire (VDC) pour alimenter le FET interne de la capsule.
- Pré-amplification : Il booste le faible signal de la capsule avant qu'il n'atteigne l'interface audio, ce qui est bien meilleur pour le rapport signal/bruit que de brancher directement sur une entrée micro de PC.
- Une carte son connectée au préampli (UCA222)
- Interface UCA222
- : Elle convertit le signal analogique en numérique (ADC) pour votre ordinateur.
- Le logiciel REW
Remarques :
- Gestion de la tension : Le VM-3 doit être capable de fournir une tension adaptée aux besoins de votre capsule. En général les capsules Electret nécessitent une tension nominale de 2V, avec une plage de fonctionnement de 1V à 10V. Vérifiez que le VM-3 fournit bien une tension dans cette plage sur son entrée micro.
- Impédance : L'impédance de sortie de la capsule est de 2,2 kΩ. Si l'entrée du VM-3 est déjà configurée avec une résistance interne similaire, cela fonctionnera parfaitement.
- Câblage blindé : La capsule est minuscule (4 à 9 mm). Pour éviter que le signal ne devienne une antenne à parasites avant d'atteindre le VM-3, utilisez un câble blindé de très courte longueur.
- Protection thermique : Même avec une capsule munie de pattes soyez très rapide lors des soudures sur les terminaux de la capsule (max 2 - 3 secondes à 360°C).
Nous allons présenter une méthode pratique, étape par étape, avec le logiciel REW.
La chaine de mesure se présente de la manière suivante:
- Capsule électret + condensateur et résistance >> préampli VM-3 >> entrée ligne UCA222
- Sortie UCA222 >> PC avec REW >> sortie vers ampli (sweep) >> HP de test
Préparation du système (Calibrage de la carte son en option mais ça enlève les petites irrégularités de la carte)
Avant de mesurer la capsule, il faut s'assurer que le reste de la chaîne est transparent.
- Calibration de la carte son (Soundcard Calibration) :
- Reliez la sortie de l'UCA222 directement à son entrée avec un câble RCA.
- Dans REW, allez dans Preferences > Soundcard > Calibration.
- Lancez la mesure de calibration : cela permet au logiciel de soustraire la réponse propre de l'UCA222 du résultat final.
- Réglage du niveau (SPL Calibration) :
- Si vous avez un sonomètre de référence, utilisez-le pour définir un niveau de référence dans REW (Preferences > Calibrate). Cela permet d'obtenir des mesures en dB SPL réels plutôt qu'en unités relatives.
Réglages dans REW :
- Input device : UCA222
- Output device : UCA222
- Canal d’entrée : celui où sort le VM-3 (souvent L)
- Niveau : on règle le gain du VM-3 pour avoir un bon niveau (vu-mètre REW en vert/orange, jamais rouge).
Procédure de mesure "Sweep"
C'est l'étape pour obtenir la courbe de réponse en fréquence.
- Configuration du balayage :
- Cliquez sur le bouton Measure.
- Start Freq : 20 Hz / End Freq : 20 000 Hz.
- Length : Choisissez 256k ou 512k (plus c'est long, meilleure est la résolution, mais plus sensible aux bruits ambiants).
- Réalisation de la mesure :
- Placez le micro dans le tube en laiton à une distance fixe (par exemple 50 cm, comme préconisé dans la fiche technique pour les tests standards) devant une enceinte de bonne qualité.
- Lancez le balayage (le "Sweep"). Le logiciel va générer un signal sinusoïdal glissant.
Une fois la mesure terminée, REW affiche la courbe. Voici comment l'interpréter :
- Lissage (Smoothing) : Réglez le lissage sur 1/6 ou 1/12 d'octave en haut à droite de l'écran. Cela permet de mieux voir la tendance générale de la réponse du micro en masquant les petites variations dues à la pièce.
- Analyse de la fidélité : La capsule doit montrer une réponse relativement plate de 20 Hz à 20 000 Hz.
Isoler approximativement la réponse du micro
En pratique on se base sur une zone du HP de 500Hz - 5kHz qui est raisonnablement lisse (+-2-3 dB)
On analyse la courbe mesurée et on considère que les grosses bosses ou gros trous sont dus à la pièce d'écoute.
On analyse les tendances, au-dessus de 8 kHz environ + 6dB et sous 200Hz environ -5 dB.
Cette manipulation suffit pour rendre le micro « utilisable » et cohérent.
Une dernière étape pour la précision : Si vous voulez une mesure de niveau professionnel, vous pouvez appliquer une courbe de compensation dans REW. Comme chaque capsule a de légères variations, charger un fichier de correction permet d'égaliser parfaitement la réponse.
Si vous n'avez pas de micro de mesure calibré pour faire la comparaison (A/B), vous pouvez utiliser une technique de fenêtrage (Gating) dans REW.
Pourquoi utiliser le fenêtrage ?
En intérieur, le micro reçoit le son direct de l'enceinte, puis immédiatement après, les réflexions sur les murs, plafond et sol.
Ces réflexions créent des bosses et des creux (peigne de filtrage) qui ne sont pas dus au micro. Le fenêtrage consiste à dire à REW : "Analyse uniquement le son arrivé pendant les 5 à 10 premières millisecondes". Ainsi, le logiciel ignore les réflexions arrivant plus tard.
Procédure dans REW
- Mesure : Effectuez la mesure de balayage (Sweep) comme d'habitude.
- Impulse : Cliquez sur le bouton IR (Impulse Response) en haut de la fenêtre.
- Window : Cliquez sur le bouton IR Windows.
- Réglage :
- Cochez "Add frequency dependent window".
- Dans "Right window", réglez une valeur (essayez entre 5 et 10 ms). Plus la valeur est petite, moins vous aurez de réflexions, mais plus vous perdrez en résolution dans les basses fréquences.
- Graphique :
- Si vous constatez une bosse large et persistante (par exemple entre 8 kHz et 15 kHz), c'est là que vous pouvez créer votre fichier de calibration.
- En inversant cette bosse dans un fichier .cal (en créant un creux équivalent dans le fichier), REW compensera automatiquement ce défaut lors de vos futures mesures d'enceintes.
Création d'un fichier de calibration pour REW
Dans REW on peut saisir un fichier texte avec des couples fréquence / correction en dB.
La méthode : "Inverser la réponse"
Le principe est simple : le fichier .cal contient une liste de fréquences et la correction (en dB) à appliquer. Si le micro a une bosse de +3 dB à 10 kHz, le fichier devra dire à REW d'appliquer -3 dB à cette fréquence.
Remarque: Il est possible de créer un fichier de calibration sans micro de référence en utilisant l'analyse de champ proche (Nearfield), car dans ces conditions, la réponse de l'enceinte est prédominante et les réflexions de la pièce sont quasi inexistantes.
Exemple typique (fictif) :
On observe que, globalement :
- 100 Hz - 500 Hz : à peu près plat >> correction 0 dB
- 500 Hz - 2 kHz : -2 dB >> correction +2 dB
- 2 kHz - 8 kHz : +4 dB >> correction -4 dB
- 8 kHz - 10 kHz : +6 dB >> correction -6 dB
- 10 kHz - 15 kHz : +8 dB >> correction -8dB
On crée un tableau du genre suivant (dans un fichier .txt)
20 0
100 0
500 0
1000 2
2000 2
4000 -4
8000 -6
12000 -6
16000 -8
- Colonne 1 : fréquence en Hz
- Colonne 2 : correction en dB (valeurs appliquées par REW)
On pourrait mettre plus de points mais des points placés judicieusement sont suffisants.
Charger la calibration dans REW
- Onglet Preferences >> Mic/Meter. (ou Preferences > Cal > Microphone Cal de REW)
- Mic/Meter >> MicCalibrztion File : on choisit le fichier .txt.
- On coche Use microphone calibration.
Ajustement :
- Si le résultat est "trop" corrigé ou pas assez, on modifie simplement les valeurs dans le fichier texte et on sauvegarde. REW prendra en compte les changements dès la prochaine mesure. À partir de là, toutes les mesures faites avec cette entrée seront corrigées par cette courbe.
- On évite de corriger les basses fréquences : En champ proche, la mesure des basses est influencée par la proximité (effet de proximité du micro) et la charge du haut-parleur. Ne pas tenter de calibrer le micro sous 200 Hz par cette méthode, car on risque de corriger la physique du haut-parleur plutôt que les défauts de la capsule.
Câblage micro pour utilisation avec VM-3 et carte son PC
Le câblage ci-dessous permet l’alimentation de la capsule Electret par VM-3 ainsi que la sortie du signal audio généré par la capsule pour être exploité par VM-3 et UCA222.
Fonctionnement :
Le jack mono (TS - Tip/Sleeve) est préférable au jack stéréo (TRS) :
Attention : La calibration décrite précédemment est valable pour calibrer un micro dans le cadre de réglage des enceintes et des HP:
Elle ne s'applique pas à l'écoute et à l'enregistrement qui nécessitent de compenser les défauts pour ces deux domaines par un autre fichier de calibration.
- La Résistance de polarisation (2.2 kΩ) doit être placée entre la source d'alimentation (qui provient de l'entrée micro du VM-3) et le point de connexion + de la capsule. Elle sert à "injecter" la tension nécessaire au fonctionnement du JFET interne de la capsule.
- Le Condensateur de liaison est branché en série sur le signal de sortie. Une patte sur le point de connexion + de la capsule, et l'autre patte sur le Tip (la pointe) du jack. Il laisse passer le son (le courant alternatif) mais bloque le courant continu de l'alimentation. (pour éviter un retour)
Le jack mono (TS - Tip/Sleeve) est préférable au jack stéréo (TRS) :
- Simplification du câblage : Avec un jack TS (2 pôles), il n'y a aucune confusion possible :
- La Pointe (Tip) reçoit le signal audio et l'alimentation (le point chaud).
- Le Corps (Sleeve) est dédié exclusivement à la masse (votre tresse de blindage reliée au tube en laiton).
Attention : La calibration décrite précédemment est valable pour calibrer un micro dans le cadre de réglage des enceintes et des HP:
- Aligner des voies, régler un filtre actif/passif.
- Comparer des HP, des positions, des traitements acoustiques.
Elle ne s'applique pas à l'écoute et à l'enregistrement qui nécessitent de compenser les défauts pour ces deux domaines par un autre fichier de calibration.
L’ensemble en cours de montage et montage terminé :