Auteur Sujet: Qu'est que la phase acoustique ?  (Lu 8500 fois)

jaffar

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #90 le: avril 02, 2018, 14:00:35 pm »
  Je reviens sur mon "modèle" . J'ai quatre voies : un sub en passe bas , un tweeter en passe haut et deux voies en passe bande .
Pour ces deux dernières , et si je me débrouille bien , je peux obtenir un résultat acoustique proche du modèle théorique du filtre choisi . Pour les deux extrêmes je dois ( et je ne peux que ) me contenter de coller au modèle sur la zone de recouvrement . Je peux aussi affiner avec des EQ .  Avec un LR24 je sais que j'aurai une rotation de phase importante . Corriger la phase totale reviendrait à retrouver la phase minimale d'un unique hp équivalent à mes quatre voies et dont le courbe de réponse serait identique . Modifier la phase globale n'aura t'il pas des conséquences fâcheuses sur la courbe spl ? Et si non , pourquoi ? Comment s'opère le miracle ?
  Seconde question : peut on corriger la phase voie par voie ou seulement globalement sur la somme finale ?

xnwrx

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #91 le: avril 02, 2018, 16:46:58 pm »
Bonjour Jaffar,
personnellement en multi-amp, je corrige la phase de chaque HP avec un FIR. En mono-amp, le plus efficace est de réaliser des filtres passifs ou actif type Duelund Synkron, puis d'appliquer un eFIR sur l'ensemble pour redresser la phase.

luiscrepy

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #92 le: avril 02, 2018, 17:40:17 pm »
Bonjour Jaffar.
Je suis également en quadri-amplification et je corrige séparément la phase de chaque voie avec 8 FIR dans mon OpenDRC-DA8. Les corrections sont identiques à gauche et à droite. Je pourrais corriger différemment à gauche et à droite pour essayer de gommer de (très) petites différences mais il me semble avoir lu qu'il était souhaitable d'avoir les mêmes corrections à gauche et à droite.
Je n'ai pas assez de puissance (pas assez de taps) pour corriger complètement la phase dans le grave sous 400 Hz, ma phase finale n'est donc pas complètement à zéro.
La première figure montre les 4 phases corrigées et la deuxième figure la phase totale des 4 voies après alignement temporel des hauts parleurs.
Le grave (en rouge) est filtré à 100 Hz, le bas médium (en vert) à 100 et 250 Hz, le haut médium (en bleu) à 250 et 2000 Hz et l'aigu (en violet) à 2000 Hz. Tous les filtres sont des LR48 en IIR, je garde toute la puissance des FIR pour corriger au mieux la phase. Les mesures de la phase sont faites au point d'écoute et fenêtrées.



Cordialement,
Luis

jaffar

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #93 le: avril 03, 2018, 09:40:25 am »
  Luis , je suppose que l'open DRC réalise la procédure de façon automatique ? Il propose la correction sur la foi de ce que vous mesurez ? Mais pourquoi la phase finale est elle à zéro quasi partout ? Que le group delay soit à zéro après correction de la phase soit plat , je peux le comprendre . Mais la courbe de phase ? Au point d'écoute ?  :refl:

luiscrepy

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Re : Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #94 le: avril 03, 2018, 11:59:58 am »
  Luis , je suppose que l'open DRC réalise la procédure de façon automatique ? Il propose la correction sur la foi de ce que vous mesurez ? Mais pourquoi la phase finale est elle à zéro quasi partout ? Que le group delay soit à zéro après correction de la phase soit plat , je peux le comprendre . Mais la courbe de phase ? Au point d'écoute ?  :refl:
Non, rien n'est automatique. l'OpenDRC est capable d'appliquer une convolution (filtre FIR) sur chacune de ses huit voies. Il faut les avoir construites soi-même avec un logiciel comme RePhase et enregistrées dans un des formats proposés (32 bits IEEE-754 mono (.bin) dans le cas du MiniDSP) Dans Foobar, une seule convolution peut être intégrée, on n'est donc pas certain de corriger convenablement un système multi-voies car le grave et le médium ne réclament pas forcément la même correction à la fréquence de coupure, idem pour le médium et l'aigu. Dans le cas d'un large bande, cela marche très bien.
La première difficulté est de mesurer la courbe de phase. Il est recommandé de la mesurer en champ proche (la courbe d'amplitude est alors erronée car ne tient pas (ou peu) compte des réflexions de la pièce. Je préfère la mesurer au point d'écoute et fenêtrer, car je peux ainsi garder la même procédure pour la courbe d'amplitude, et régler les retards ce qui me permettra au final d'avoir les impulsions synchronisées et un step correct.

La phase est corrigée sur chaque haut-parleur après filtrage et égalisation, cette correction tient donc compte des distorsions provoquées par l'électronique, les charges acoustiques, le filtrage LR48, l'égalisation et peut-être un peu de la pièce. La phase n'est donc corrigée que sur la partie du spectre où les hauts parleurs produisent un son. Comme ils sont coupés à 48 dB par octave, passée la fréquence de coupure, ils deviennent rapidement muets. On peut voir que le grave est corrigé jusqu'à 120 Hz, le bas médium de 100 à 250 Hz, le haut médium de 200 à 3000 Hz et le tweeter à partir de 1500 Hz. Quand tous les hauts parleurs jouent ensemble, la phase totale est donc près de zéro s'ils sont bien alignés temporellement.

Faire une convolution de 16000 taps à 48000 Hz ne pose aucun problème à Rephase et Foobar peut l'utiliser. Par contre, L'OpenDRC ne peut utiliser une convolution avec plus de 2048 taps et n'en dispose que de 9600 en tout pour les 8 voies. Dans le grave 2048 taps impose de faire de grosses concessions et est tout juste suffisant pour approcher la phase de 0° sans trop perdre de bande passante dans l'extrême grave. Impossible de filtrer correctement ou de faire des corrections d'amplitude efficaces dans la même convolution. Avec 8000 taps, on pourrait faire tout çà dans une même convolution avec suffisamment de précision. Dans l'aigu, 512 taps sont suffisants pour faire tout ce que l'on veut avec grande précision.
Cela signifie que cet appareil serait parfait avec 4 fois plus de taps et la possibilité d'en mettre jusqu'à 8192 sur une seule voie. Tout pourrait alors être fait en FIR : filtrage, égalisation et correction de la phase.

Luis
« Modifié: avril 03, 2018, 15:12:53 pm par luiscrepy »

jaffar

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #95 le: avril 03, 2018, 18:30:01 pm »
J'ai terminé mes nouveaux monitors ce weekend . J'ai reprogrammé les délais des hps ce midi . Jusqu'à présent je ne me suis jamais occupé de la phase et sincèrement je pense que si je l'avais fait cela aurait été au détriment d'autres critères techniques tellement j'ai eu de choses à apprendre , tester , comprendre . Les rares mesures au point d'écoute que j'aie réalisées ne me servent qu'à estimer l'équilibre tonal de l'ensemble . Comme je l'ai dit un dixième de dB sur un médium ça s'entend . Si je devais m'atteler à ce chantier ce serait dans les mêmes conditions que celles que j'ai suivies jusqu'à présent : anéchoïque . Je ferai une description de ce système dans un autre sujet .

   Et je ne sais toujours pas pourquoi la phase à zéro ?   :d

luiscrepy

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Re : Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #96 le: avril 03, 2018, 18:55:05 pm »

   Et je ne sais toujours pas pourquoi la phase à zéro ?   :d

Plus précisément, ce qui est mesuré et qui devrait être à zéro, c'est l'écart entre la phase du signal de référence envoyé au système et la phase du même signal mesuré au micro. Si l'écart est nul à toute fréquence, c'est qu'il n'y a pas de distorsion de phase. Même si il y a un écart constant de quelques dizaines de millisecondes entre ce qui sort de la source et ce qui arrive au micro.

Luis

jaffar

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #97 le: avril 03, 2018, 21:14:28 pm »
  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

xnwrx

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #98 le: avril 03, 2018, 22:09:14 pm »
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.
« Modifié: avril 03, 2018, 22:12:02 pm par xnwrx »

luiscrepy

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Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #99 le: avril 03, 2018, 22:51:55 pm »

Xavier vient de répondre avec une vraie explication avant moi, mais comme j'ai passé pas mal de temps à rédiger, je l'envoie quand même  :lol:

Bonsoir,

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.

Conscient de certaines limitations dans mon raisonnement, je me contente d'essayer de faire en sorte qu'un signal se trouvant gravé sur un CD soit le plus identique possible à celui qui sera enregistré par un micro au point d'écoute.
La courbe d'amplitude en fonction de la fréquence est un premier point de comparaison mais il est loin d'être suffisant.
A l'ère des DSP et des DAC, un temps de calcul s'intercale entre le moment où le son est lu et le moment où il arrive au haut parleur, il ne s'agit plus seulement de la vitesse de propagation de l'électricité. Si ce temps de calcul est de 10 ms, on pourrait dire que le signal de 25 Hz mesuré aux bornes du HP est déphasé de 90° par rapport au signal original alors que le signal de 100 Hz sera, lui déphasé de 360 °. Or, Il n'y a en réalité aucune distorsion de phase ni à 25Hz ni à 100 Hz sur cet exemple, il y a seulement un retard constant de 10 ms sur l'ensemble des signaux à toute fréquence, le signal aux bornes du HP étant rigoureusement identique et superposable une fraction de seconde plus tard à celui du CD.

La distorsion de phase va intervenir, par exemple, lorsque les électrons vont se déplacer au travers d'une self et que l'intensité faisant bouger la bobine mobile du HP va être en retard de 45 ° par rapport à la différence de potentiel à ses bornes (ou en avance, je ne sais plus, çà remonte à 45 ans  :V) à une fréquence F1 donnée. En dessous de cette fréquence ce sera moins et au-dessus cela tendra vers 90 °.

Dans ce cas, sur un signal à une fréquence bien inférieure à F1, le signal mesuré sur le haut parleur exactement 10 ms après qu'il sorte du CD sera rigoureusement identique et ne présentera aucune distorsion de phase, par contre un signal à une fréquence bien supérieure à F1 présentera une distorsion de phase de 90 °.

J'ai pris l'exemple de la mesure aux bornes du HP pour simplifier, mais dans le cas d'une mesure au point d'écoute par micro, il faudra juste ajouter le temps de réaction du HP, le trajet à 340 m/s du HP au micro, la latence du micro, etc... aux 10 ms évoquées.

Voilà comment je vois les choses, mais je n'ai pas la formation qui permette d'affirmer que c'est une vulgarisation suffisamment correcte. Il y a ici 2 ou 3 intervenants avec une formation d'ingénieur dont la spécialisation est suffisamment proche des notions qui nous intéressent pour corriger.

Cordialement,
Luis

Greg Lagarrigue

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Re : Re : Qu'est que la phase acoustique ?
« Réponse #100 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 #101 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 #102 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 #103 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 #104 le: avril 05, 2018, 12:07:02 pm »
C'est clair , merci . Dominique va avoir de quoi réviser son chapitre sur la phase .