Notre intérêt pour LIMP
Pour le moment, seul le logiciel LIMP nous intéresse de façon à pouvoir déterminer les différents paramètres T & S du HP. Plus tard les logiciels ARTA et STEPS nous permettrons de déterminer les mesures de réponse en fréquence et de distorsion harmonique.
Utilisation du logiciel LIMP:L'utilisation du logiciel LIMP requiert l'utilisation d'un montage électronique. Plusieurs configurations sont possibles avec différentes valeurs de résistances de calibration ainsi que pour l'aténuation des signaux à l'entrée et sortie signal de la carte son.
j'ai utilisé la configuration de la figure de gauche beaucoup plus simple.
Ce montage n'existe pas tel quel dans le commerce et doit être réalisé par vos propres soins. Il ne demande pas de grandes connaisances en électronique, mais un minimum de matériels.
Les éléments peuvent être achetés facilement sur des commerces en ligne.Pour ma part j'ai commandé sur le site "Aliexpress" l'ensemble des éléments.
Concernant la fabrication reportez vous au menu de navigation en page d'acceuil à la rubrique "A faire soi-même >> Paramètres T & S".
Ce montage électronique va nous permettre à partir du boitier fabriqué par vos soins et associé à une carte son de réaliser un ensemble de mesures visant à déterminer l'ensemble des paramètres T & S de vos haut-parleurs et ainsi de pouvoir calculer précisément l'enceinte acoustique au choix qui va les recevoir.
D'autre part la connaissance du Qts des HPs va permettre de s'orienter vers le type d'enceinte la plus en adéquation avec les paramètres.
Utilisation ou pas d'une carte son externe au PC dédiée aux mesures
Optimisation des connexions audio pour les mesures acoustiques
La plupart des configurations PC ou laptop ne disposent pas, par défaut, de prises RCA femelles dédiées aux entrées/sorties "ligne". Cette limitation peut compliquer la réalisation de mesures acoustiques précises.
Solution pour les PC fixes
Pour les utilisateurs de PC fixes (notamment les tours classiques), une carte son complémentaire de qualité peut suffire, à condition qu’elle réponde aux exigences techniques nécessaires.
Recommandation : la Behringer U-Control UCA222
Pour une solution externe fiable et économique, j’ai retenu la Behringer U-Control UCA222 (environ 16 €). Bien que le fabricant indique une reconnaissance automatique sous Windows, le pilote fourni n’offre pas toujours toutes les fonctionnalités attendues. Je recommande donc de télécharger les pilotes optimisés ( 32 bits ou 64 bits) disponibles sur mon site, adaptés à votre configuration matérielle.
Cette carte se connecte au PC portable via une prise USB. Il est recommandé de branché directement la prise sur un port de votre PC et non sur un duplicateur de ports.
Méthodologie de mesure:
La première chose à effectuer est de brancher le circuit PC + Carte son externe + Boitier de mesure pour procéder à l'étalonnage de votre système, comme je l’ai effectué sur la photo ci-dessous.
On notera que la carte son UCA222 est connectée directement sur le PC (et comme je l’ai dit sans duplicateur de port), ensuite la sortie ligne (output) gauche et droite de UCA222 est connectée sur l’entrée gauche et droite du boitier d’analyse.
Enfin la liaison câble avec jack du boitier d’analyse est connectée à la sortie casque de la carte son UCA222. C’est ce signal de sortie casque qui va permettre l’analyse des paramètres T & S par la méthode des masses ajoutées (méthode la plus simple à mon avis) en récupérant le delta du signal, avec et sans masse et en l’injectant dans l’entrée ligne de UCA222.
Au démarrage du logiciel LIMP vous avez cet écran d’accueil
Comme dans le manuel LIMP je ne touche pour l’instant à aucun réglage
Attention !! Avant toute mesure l’inter à bascule doit être en position ouverte.
Commençons la calibration :
Set up > Audio devices Choisissez ici votre carte son et ses drivers ainsi que les entrées correspondantes.
Assurez-vous que l’entrée micro est désactivée !!
En cliquant sur « control panel » vérifier que vous utilisez la bonne carte son BEHRINGER UCA 222 raccordement sur USB avec samplerate réglé à 44,1kHz.
Puis Set- up > Measurement
La valeur de la résistance doit être configurée, dans notre cas 100 Ohm et comme dit précédemment on est sur le canal droit.
Dans le cadre Frequency Range indiquez la fréquence d’échantillonnage de votre carte son. Dans notre cas 44100 Hz
Ensuite Record > Calibrate ou le bouton raccourci CAL
On connecte le montage avec l’inter à bascule en court-circuit (position fermée) afin de comparer les deux canaux de la carte son et de vérifier l’écart entre les deux.
Assurez-vous que le petit commutateur "Monitor" sur le côté de l'UCA222 est bien sur OFF. S'il est sur ON, il renvoie le signal d'entrée vers la sortie, ce qui crée une boucle de rétroaction et fausse totalement le Channel Dif.
On appuie sur calibrate et on observe :
Les barres graphes en vert bougent et se figent à une position. Dans la fenêtre status Le Channel dif. Doit être d’une valeur très faible. Notre valeur -0,03 dB et un Input peak level à -7 dB environ.
Mesures des paramètres Thiele &Small
Ne pas oublier de régler le générateur en « bruit rose » (PN Pink) comme sur la photo ci–dessous.
La plage de fréquence est réglée de 20 à 20000Hz mais vous pouvez en décider autrement (p.ex. 20 – 5000Hz)
Le montage comme ci-dessous montre le montage final pour analyse HP. On voit les connexions supplémentaires aux deux bornes du HP (attention au + et – à respecter).
Egalement l’inter à bascule du boitier d’analyse doit être en position « ouvert »
Exemple pour un HP spécifique :
• Mesure de la Re du Haut-parleur = 3 Ohm
• Diamètre de la membrane (Diamètre y compris la moitié de la suspension) = 11,5 cm
• Surface membrane = pi R²= pi x 8² = 95 cm²
Mesure de l'impédance à vide (Free Air)
1. Dans LIMP, assurez-vous que le HP est branché sans aucun poids sur la membrane.
2. Lancez la mesure (Record > Start).
3. Une fois la courbe obtenue (on voit bien la bosse de résonance), cliquez sur le bouton "Overlay > Set as Overlay". Cela garde cette courbe en mémoire (souvent en jaune ou gris).
Méthode de la masse ajoutée
Elle consiste en une mesure du haut-parleur à l’air libre avec une masse ajoutée à sa membrane. Cette masse doit être connue précisément au dixième de gramme près.
Personnellement j’utilise des pièces de 1 € qui pèse 7,53 grs. Pour les petits haut-parleurs je les fixe sur le dôme, pour les haut-parleurs moyens de chaque côté du dôme et pour les gros haut-parleurs répartis par 4 sur la membrane.
Pour les fixer de la pâte « patafix » repositionnable. Toujours coller la masse au centre de la membrane, sur la poussière (dust cap), pour éviter les modes de flexion.
Comment déterminer la masse idéale :
Pour un HP de :
• 10–13 cm → masse ajoutée typique : 5–15 g
• 16–18 cm → 10–25 g
• 20–25 cm → 20–40 g
• 30–38 cm → 40–80 g
Ensuite refaite une mesure d’impédance dans ces conditions. Lancez la mesure Record > Start
Une fois les deux courbes superposées nous allons lancer le processus de détermination des caractéristiques T & S de notre HP.
Vous remarquerez la petite résonance secondaire vers 250 Hz qui est provoquée par une résonance mécanique locale provoquée par un léger défaut de positionnement de la masse ajoutée qui doit se trouver exactement au centre du dôme du HP, mais ceci ne parasite pas notre mesure. (J’ai ajouté une pièce de 1 Euro de 7,53grs légèrement scotché sur le dôme mais pas centré précisément).
Puis: Analyze > Loudspeaker parameters – added method mass
Entrez les valeurs de Re, le diamètre de la membrane, et la valeur en gramme de la masse ajoutée puis « Calculate TSP ».
Il est possible qu’à cet instant le message d’erreur suivant apparaisse :
Traduction claire :
pas assez de points de mesure (fréquences) pour estimer correctement :
• Re (résistance DC)
• Le (inductance de la bobine)
La plage de fréquence de l’analyse est mal adaptée pour estimer la Re en basses fréquences et Le en hautes fréquences.
Pour éviter ce manque d’information je conseille les réglages suivants :
• plage : 10 Hz → 5 kHz
• nombre de points : au moins 200–500
• sweep lent
Après avoir validé ce message d’erreur Nous obtenons l’écran suivant :
Maintenant, les paramètres T & S apparaissent bien dans le tableau. Dès cet instant nous pouvons exploiter ces paramètres de façon à fabriquer nos enceintes
Un premier diagnostic nous fait dire que ce haut-parleur est souple car il a un Qts élevé, un petit volume, une fréquence de résonance élevée.
En déduction, on peut s’orienter vers une enceinte acoustique à charge apériodique , c'est-à-dire une caisse close plus une fuite contrôlée.
Rappel: Si on se reporte au tableau Qts du HP de notre site à l’onglet choix type enceinte, on voit qu’une charge périodique est caractérisée par un TS d’environ 0 50 à 0 70 ce qui rentre bien dans le cadre de notre analyse.