Auteur Sujet: Qu'est que la phase acoustique ?  (Lu 2051 fois)

Greg Lagarrigue

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Re : Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #105 le: avril 04, 2018, 08:53:27 am »
  C'est là que je ne pige pas . La phase c'est 2*pi*f*t  . Autrement dit , en admettant qu'à la source toutes le fréquences soient émises avec un angle de phase identique , à l'arrivée au micro les angles de phase ne peuvent pas être identiques à la source puisque celui d'un fréquence x tourne plus vite que celui d'une fréquence y<x . Aussi chercher à obtenir une différence de phase émission /réception égale à zéro en un point précis dépasse pour le moment mes pauvres facultés  :refl: . Il me faut un beau dessin  :d
Bonjour,
il ne faut pas perdre de vue l'essentiel : ce problème du délai entre l'émission du signal et le début de la réception de ce dernier par le micro ne se pose que pour la mesure.
L'objectif a la mesure étant de supprimer ce délai pour avoir une phase juste (sans délai pure), que le micro soit situé a 2 cm ou 3 m, et qu'il y ai un délai électrique en plus ou pas.
Autrement dit, la référence par rapport au signal émit n'est pas la bonne dans l'absolu, c'est juste une contrainte de mesure (trouver le bon calage de l'impulsion), la phase du signal ne se caractérisant que par son évolution d'une fréquence a une autre, elle est est représentée a 0 en pleine bande par convention.
Pour nos oreilles le problème se pose finalement un peu de la même façon, en effet nous n'avons même pas connaissance de l'existence du signal avant d'en entendre le début, alors que le délai entre l'enregistrement et la perception de la première vibration soit de 0.01 s ou 1 mn ne change rien.
Dans la pratique, si nous faisons nos mesures a proximité de la source, c'est pour éviter les erreurs liées a l’environnement réfléchissant, faute de chambre anéchoïque.
Ainsi le problème qui se pose si nous mesurons la phase du signal au point d'écoute n'est pas le délai que nous savons retirer mais le parasitage du signal mesuré par les réflexions de la pièce. Il va sans dire que la correction du signal suite a ce genre de mesure amènera a une déformation du signal émi, vérifiable avec une mesure réalisé plus près de la source.

cdlt

greg

etsimonogn

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Re : Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #106 le: avril 04, 2018, 11:37:03 am »
Je ne suis pas particulièrement à l'aise non plus avec les notions de phase. Pour bien l’appréhender, je crois qu'il faut une bonne maîtrise de l'intégration de la 4 ème dimension (le temps) dans l'équation et ce n'est pas toujours évident.
Greg Lagarrigue vient de mettre en évidence l'effet de propagation dans un milieu où sa vitesse est constante. De l'émission à la réception, c'est un retard pur qui s'exerce de façon égale sur toutes les fréquences composant le signal émis. La forme d'onde est parfaitement préservée à la réception. Il y a un autre retard qui se produit quand le signal est filtré, c'est le group delay, un peu spécial à comprendre parce qu'il varie avec la fréquence mais c'est une notion fondamentale. On peut dire qu'il traduit l'évolution de la phase (référencée à l'entrée du filtre) convertie en temps que prend un sinus quand il passe d'une fréquence sinus à une autre fréquence sinus proche. Si le group delay est constant dans toute la bande d'utilisation, il équivaut à un retard pur.
Siméon   

jaffar

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #107 le: avril 04, 2018, 13:34:18 pm »
 Merci pour vos réponses et je commence à comprendre . Je vais reprendre le message de Xavier et pointer les bémols

Bonjour Jaffar, c'est intéressant car vous réfléchissez bien ;)
Effectivement si on ne compense pas le retard, en un point spatial placé à une distance donnée de la source, le signal est entaché d'un retard pur qui se traduit par un déphasage dépendant de la fréquence. On l'a indiqué plus haut, le retard pur, c'est un déphasage linéaire en fonction de la fréquence (une droite de pente 1 : on multiplie par deux la fréquence, on multiplie par 2 le déphasage). Il ne distord donc pas la phase et permet de respecter la relation de phase entre les fréquences.
Mieux qu'un dessin, imaginez deux sinus de fréquences différentes qui pour t=0 ont tous deux une phase à 0°. A t=0 ils sont émis par la source. A une distance donnée, il sont reçus avec un délai fixe correspondant à cette distance, donc en même temps et donc avec leur phase respective à 0° puisque la vitesse de propagation est indépendante de la fréquence. Le déphasage pour chaque fréquence est différent, mais la relation de phase entre les deux fréquences n'a pas été modifiée. Vous percevez donc en ce point les deux sinus toujours en phase.
Si comme avec REW on utilise un signal calibré de référence pour déterminer ce retard avant mesure, puis qu'on soustrait ce retard à la mesure, le déphasage redevient linéaire et plat à 0°.

C'est bien les termes phase, déphasage, différences de phases qui sont mal interprétés, mal compris, parce que dépendant de la référence qu'on utilise et de la notion de temps. Si le déphasage d'un signal de fréquence F à une distance D vaut 30° (déphasage entre sa phase à l'émission et sa phase à la distance D au même instant temporel), alors un signal de fréquence 2xF à cette même distance D aura un déphasage de 60°. Ceci étant, la relation de phase entre les deux signaux est conservée, parce que le délai correspondant à 30° à la fréquence F est égal au délai correspondant à 60° à la fréquence 2xF.
 

D'abord merci pour le compliment . En 1980 j'étais admis à math-sup mais j'ai choisi une autre voie . J'ai gardé quelques notions et un mode de raisonnement  :d

Reprenons l'exemple des deux fréquences émises par la source avec un angle originel de zéro degré . Dans la première partie vous semblez dire qu'au point de réception on observera un décalage de phase fonction de la fréquence alors que dans la seconde vous dites que le déplacement des ondes se faisant à la même vitesse elles arriveront avec le même angle de zéro degré . Dans la troisième partie vous confirmez autrement la première partie .

Il y a donc deux possibilités : soit les signaux émis sont reçus à distance avec un angle de phase identique , la rotation de phase se faisant à la source avec le temps
                                           soit la rotation de phase s'exerce avec la distance ( plus grande la distance , plus long le temps , plus élevée la fréquence , plus grande la rotation de phase ) et alors on mesurera cette augmentation .

  La seconde hypothèse me semble la plus plus logique surtout si la solution pour retrouver l'angle de phase à l'émission est bien de soustraire au signal reçu le délai de réception , ce que je pense avoir compris de votre démonstration . On comprend ainsi aussi l'importance d'estimer correctement ce délai de réception du signal en déterminant correctement ou il faut placer le zéro de l'impulsion . Les conditions de mesure ont surement un effet la aussi .
  Je pense qu'il serait bon que vous éclaircissiez ce point .  :d

xnwrx

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #108 le: avril 04, 2018, 20:40:02 pm »
Bonjour,
la phase est une fonction linéaire du temps (wt+phi). Un signal sinusoïdal qui se propage à la vitesse du son dans l'air présente donc au même instant temporel une phase différente au point spatial X et au point spatial Y. On caractérise ainsi le déphasage produit par sa propagation dans l'air. Si T est le temps de propagation du point X au point Y (un retard pur), le déphasage du signal entre le point X et le point Y vaut (w(t+T)+ phi)-(wt+phi) = wT. Ce déphasage est une fonction linéaire de la fréquence 2xPIxfxT. Le déphasage présenté en fonction de la fréquence est donc une droite de pente 1 (on multiplie par N la fréquence -> on multiplie par N la phase). C'est ce qui caractérise un retard pur.
Si maintenant on annule par quelque moyen que ce soit le retard pur T, la phase du signal au point Y vaut w(t+T-T)+phi = wt + phi, qui est égale à phase au point d'émission wt+phi. Le déphasage est alors égal à 0 (et donc indépendant de la fréquence). Ce mécanisme revient à comparer la phase du sinus au point d'émission à l'instant t avec la phase au point de réception à l'instant t-T (on annule le temps de propagation). On ne compare donc plus la phase au même instant temporel, c'est ce qui permet d'obtenir une phase plate à 0°. C'est juste un artefact de mesure dans lequel on compense un retard.

Il est important de noter que la phase qui est une fonction linéaire du temps, non périodique, s'étend de [-inf ; +inf]. En prenant un temps t=0 arbitrairement au début de la mesure, elle s'étend de [phi ; +inf]. Si on compare le déphasage d'une fréquence F et le déphasage d'une fréquence 2xF après la propagation sur une distance donnée qui donne 361° pour la fréquence F et donc 722° pour la fréquence 2xF, n'est pas équivalent à mesurer 1° (360 + 1 - 360) pour la fréquence F et 2° (2x360 + 2 -2x360) pour la fréquence 2xF après passage par un système non linéaire en phase (tout système physique hors retard pur) si on ne connais pas la distorsion de phase en fréquences de ce système. Il est donc toujours préférable de travailler en phase "dépliée" avant de "replier" la phase.

jaffar

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #109 le: avril 05, 2018, 12:07:02 pm »
C'est clair , merci . Dominique va avoir de quoi réviser son chapitre sur la phase .

Tonipe

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #110 le: avril 05, 2018, 16:53:36 pm »
Bonjour

Est-ce bien de cette phase là dont nous avons besoin de parler ?

Imaginons trois sinusoïdes.
x1(t) = a1*sin(w1t+phi1).
x2(t) = a2*sin(w2t+phi2).
x3(t) = a3*sin(w3t+phi3).
avec w1 calculé à 100 Hz, w2 à 1000 Hz et w3 à 10000 Hz par exemple, et phi1 = phi2 = phi3 = 0. w=2*Pi*f.

A l'enregistrement, à t=0, les trois sinusoïdes démarrent en même temps.
Et nous imaginerons qu'elles s'arrêtent à 0.0025s.
Nous pouvons facilement calculer la somme des trois, qui correspond à notre signal de référence.

A la reproduction, nous nous calons notre référence de temps sur x1, et phi1 = 0.
Le 100 Hz sera parfaitement reproduit.
Si les autres haut-parleurs ou le filtre apportent un retard, phi2 et phi3 seront différent de 0.
Et notre somme ne sera pas bonne.

La phase qui nous intéresse pour la fidélité du signal sonore est caractérisée par phi2 et phi3...
Un calcul dans EXCEL montrerai bien la différence.
Si le principe vous semble juste, je changerai le chapitre dans ce sens, avec calcul et image à l'appui.
Et je limiterai le calcul a 1/2 sinusoïde à 100 Hz...

Cordialement, Dominique

xnwrx

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #111 le: avril 05, 2018, 19:50:20 pm »
Bonjour,
c'est bien ça Dominique, pour la fidélité de phase, c'est la fonction de transfert en phase qui est intéressante (phase en fonction de la fréquence). Avec le complément nécessaire suivant sur votre exemple : réponse plate à 0° ou réponse linéaire de pente N = pas de distorsion de phase.
Je précise ceci car rien n'interdit que vous ayez calé arbitrairement phi1 = 0° dans votre exemple et que vous obteniez phi2 et phi3 non nuls alors que la fonction de transfert reste linéaire en phase et de pente N, donc sans distorsion de phase. C'est le cas lorsque la référence temporelle arbitraire ne correspond pas au délai de transfert réel mais à un délai pris modulo 360° pour la fréquence de référence (la droite reste de pente N mais se déplace sur l'axe verticale de phase). Lorsque le délai réel est compensé intégralement, cette droite est à 0° pour F = 0 Hz.
A l'inverse, pour une réponse en phase plate mais différente de 0° (ou Nx360°), il y a distorsion de phase.