Fonctions de transfert

Fonctions de transfert

Fonctions de transfert

avril 2020Tutoriel Son

Clé des mesures audio

La mesure des fonctions de transfert des systèmes électro-acoustiques, en vue de leur optimisation, est désormais très répandue. A la courbe de réponse en fréquence, ou magnitude, cette méthode ajoute une détermination de la réponse en phase, une approche temporelle, donc. Nous allons décrypter ensemble les données supplémentaires obtenues par ce biais, et voir en quoi elles peuvent nous aider au quotidien dans le calage de nos systèmes de diffusion.

Une fonction de transfert définit les relations qui existent, pour un système électro-acoustique donné, entre le signal en entrée (qui alimente le système) et celui que l’on retrouve en sortie (le son qui parvient au micro de mesure). En audio, et c’est tout l’enjeu des problématiques de calage de système, cette relation n’est pas linéaire par rapport à la fréquence. Un système peut survaloriser une zone de fréquences et en atténuer une autre. Il va être donc nécessaire, dans nos mesures, de comparer le signal d’entrée à celui de sortie pour l’ensemble des fréquences du spectre sonore que l’on souhaite restituer.

MESURER PAR COMPARAISON

Le principe consiste à alimenter avec le signal de référence non seulement le système à tester (en rouge sur la figure 1 ), mais aussi un canal de l’analyseur de mesure (en bleu). Le second canal de l’analyseur reçoit le signal du micro de mesure (en vert). 

Le signal de référence est une modulation a priori quelconque, tant qu’elle couvre la bande de fréquences à reproduire. Mais le choix se réalise généralement entre deux options. Soit du bruit rose, signal qui a le bon goût de couvrir l’ensemble du spectre audible avec une égale énergie pour chaque bande d’octave. Soit une suite de sweep courts, balayant l’ensemble des fréquences du spectre en une fraction de seconde.

Par opposition aux mesures sans comparaison, durant lesquelles nous diffusons un signal de référence et en mesurons la réponse après son passage dans le système électro-acoustique, ce principe de mesure comparative introduit d’une part une référence, un signal qui sera comparé, donc, et d’autre part la prise en compte d’un nouveau paramètre, celui du temps. En effet, il « suffit » à l’analyseur de comparer le signal initial avec celui reçu pour déduire, en fonction de la fréquence, le temps de propagation de la chaîne électro-acoustique. Ce délai est constitué du temps de propagation du son dans l’air, mais aussi de la somme des délais induits par l’installation, conversions numériques, réseaux, traitements, etc. Et chacun sait l’importance que prennent aujourd’hui ces étages multiples ainsi que les conséquences des décalages temporels des signaux qu’ils impliquent dans la qualité du son final.

Pour permettre une comparaison cohérente, il est fondamental, en revanche, d’aligner initialement temporellement (de retarder) le signal de référence sur le moment où le premier front d’onde parvient à l’analyseur. Chaque logiciel de mesure dispose d’une fonction permettant cette calibration initiale. Il est aussi très important, durant les phases de mesure, de placer hors service les processeurs de traitement, en particulier de dynamique, de la chaîne audio. Ces derniers ajouteraient leur propre non-linéarité et fausseraient copieusement les résultats.

Un article d'

Eric Moutot

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