Calibration 85dBspl - bruit rose

Méthodes de calibrage, Niveaux

Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar christubes » 30 Mars 2014, 00:17

Alors avec un sinus calé en crete à 1 volt sur mon oscillo et à 1KHz, je mesure 0,707 volts avec un volmètre en AC. Si j'envois un carré, je lit maintenant 1 volt sur le voltmètre soit + 3 db sur l'échelle log. Si je regarde l'amplitude de la fréquence fondamentale ( 1KHz donc car c'est la fréquence que j'ai utilisé pour ce teste ) sur un analyseur de spectre il me montre qu'une différence de 2 dB sur la composante 1KHz entre le carré et le sinus. Bon déjà, l'analyseur c'est tout autre chose. Le voltmètre indique bien sur la somme de toutes les composantes pour le signal carré. Je pense donc qu'il vaut mieu se méfier des analyseurs de spectres pour ce genre de teste. En plus celui que j'ai utilisé est un vrai analyseur en mode linéaire et pas un soft qui marche en bande de fréquence logarhitme car là c'est encore tout entre chose. En bande de fréquence le spectre indique le niveau équivallant par bande de fréquence. Un autre teste, sur un analyseur standard c'est le bruit rose est descendant dans l'aigus, en mesure par bande de fréquence, il sera plat car le bruit rose est de nature un bruit blanc filtré pour avoir le même niveau par bande de fréquence en échelle log.

Au faite JP vous aviez dit que le metrix MX462 était par bon dans l'aigus poutant en balayant la fréquence de 10hz à 100Khz l'aiguille n'a pas dévié de sa valeur indiqué.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar Jean-Pierre Lafont » 30 Mars 2014, 08:55

...Bon déjà, l'analyseur c'est tout autre chose. Le voltmètre indique bien sur la somme de toutes les composantes pour le signal carré. Je pense donc qu'il vaut mieu se méfier des analyseurs de spectres pour ce genre de test...

Bien sûr, la mesure des niveaux avec un analyseur de spectre est différente de celle obtenue avec un voltmètre ou un sonomètre. Entre une fréquence pure, un bruit filtré sur 1/3 d'octave ou 1/12e d'octave, le niveau rms sera observé à des hauteurs différentes. Cela a déjà été longuement débattu.

Pour citer quelques exemples concrets, un niveau de 85dBC avec un bruit rose uniforme sur l'ensemble du spectre, représente une hauteur de bande de 71,4
dB sur un analyseur 31 bandes par 1/3 d'octave.
Ceci se vérifie facilement: 71,4 + 10xlog 31 = 86,31dB. (Cette formule rapide n'est pas tout à fait exacte. La somme réelle est 86,02dB). A cela on retranche la pondération C = 1,06dB (20Hz-20kHz). Ce qui donne environ 85dBC.
Avec un analyseur par 1/6e d'octave, il faudrait lire 68,4dB par bande au lieu de 71,4.

Cela dit, le bruit qui sert à établir la référence 75dBC dans un home cinéma n'est pas un bruit rose pleine bande. C'est un bruit filtré sur 2 octaves, de 500Hz à 2kHz. Dans ce cas, la pondération ne s'applique pas car on est au milieu du spectre. Donc, avec un spectre linéaire, l'écart de lecture devrait être 10xlog 6 -0,9 = 6,88dB.
Mais le spectre produit par le générateur ou enregistré sur le disque de test n'est pas linéaire. Ce bruit n'est pas facile à construire car le niveau par bande est difficile à déterminer. Pour une référence à 75dB le spectre 500Hz-2kHz ressemble à ceci :

Image

Dans les graves, il faut lire 89dBC sur le sonomètre pour être 10dB au dessus du 85dBC des autres canaux car on n'ajoute pas 10dB à sans tenir compte du nombre des bandes concernées. (Et à condition que le système et le sonomètre soient linéaires jusqu'à 20Hz).
Avec l'analyseur, il faut tenir compte de la largeur du bruit émis. 2,6 octaves pour le LFE et 2 octaves en bass-management. Les 10dB d'écart nécessaire ne seront pas 10dB sur l'analyseur.
Il ne faut pas confondre le temps d'intégration et le temps d'acquisition. Le premier devant être ajusté en fonction de la pondération temporelle de l'analyseur.

Je ne dis pas qu'il est impossible de calibrer un HC avec des signaux purs ou des bruits "faits maison" en s'appuyant sur les lectures en dBFS, mais il me semble que ça représente une gymnastique bien compliquée par rapport aux méthodes classiques.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar JIM » 30 Mars 2014, 10:10

Ces fichiers n'avait pas pour but de servir de référence, juste montrer l'écart entre niveau peak et niveau rms, soit le facteur de crête. Je vois un écart entre ce qu'affiche arta et adobe audition de 1.6dB (bruit rose / sinus), je vais vérifier avec un oscillo qui indique la valeur rms.
Je les ai calé à 0dBfs ce qui représente normalement la saturation du DAC, il est donc normal de voir apparaître de la disto supplémentaire suivant les conditions.

Je prépare des fichiers de calibration. D'après mes lectures, il s'agit de filtres de 12dB/octave appliqués sur le bruit large bande à 500 et 2kHz ce qui se fait simplement avec adobe audition, il suffit ensuite de normaliser le volume à celui attendu en dbr/fs rms.
Pour le LFE, ça va attendre un peu car il faut réfléchir, comme l'a précisé JPL, ce n'est pas super simple.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar christubes » 30 Mars 2014, 10:24

J'ai essayé la même experience avec des VU mètres à led audio, ceux ci semblent indiquer la valeur crete, en effet je n'ais pas de changement de niveau realtif quand je passe du carré au sinus et même au bruit rose. Par exemple avec le bruit rose j'ai des pointes de 10 à 12 db sur ces VU métres, et aussi sur le DBFS et l'oscillo alors que le MX462 ( par exemple ) indique 0dB.

Et même le VU mètre à aiguille de mon nagra ( d'ailleur il est indiqué crete mètre dessus ) indique vraiment la valeur crete, il possede par contre le temps d'integration normalisé cepandant, ce qui ne change rien à la forme du signal.

Que faitez vous JP sur vos bragraphe à led pour avoir une valeur RMS affiché? de même comment peut on faire afficher une valeur crete à un vu mètre à aiguille?

Notez que pour un signal carré, toute les hamoniques ne sont pas en phase sur la fondamentale, ce que ne fait pas apparaitre un spectre, et pourtant ces dephasage viennent s'ajouter sur le calul de la somme des amplitude des sinus.

Ici http://www.sciences.univ-nantes.fr/site ... rier1.html vous avez une petite annimation basé sur le théorème de fourier.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar JIM » 30 Mars 2014, 10:34

christubes, tu as essayé avec mes échantillons ?
Avant que je sorte l'oscillo, tu vois quoi avec ton voltmètre entre le sinus et le bruit rose ?
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar Jean-Pierre Lafont » 30 Mars 2014, 11:39

Que faitez vous JP sur vos bragraphe à led pour avoir une valeur RMS affiché? de même comment peut on faire afficher une valeur crete à un vu mètre à aiguille?

Tout est géré par le temps d'intégration.
J'utilise la norme ANSI C-16-5 pour le VU mètre et DIN 45406 pour le crête mètre.
Le vu-mètre a un temps de montée de 300ms avec un overshoot de inférieur à 1,5% et le Peak-mètre monte de -25 à -2dB en 10ms et une descente en 2 secondes, je crois, je dis tout ça de mémoire, donc à vérifier.
En sinus, avec 0dBu on lit -4 sur le VU mètre
En bruit rose, avec 0dBu on lit +9 sur le PPM, (au lieu de +12 ou +13 s'il n'y avait pas la constante d'intégration).
En mode crête-mètre, le résultat est spectaculaire: sinus ou bruit rose = même niveau malgré 13dB d'écart en rms.
On peut donc faire dire ce qu'on veut aux indicateurs de niveaux. Seules les normes apportent la cohésion.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar christubes » 30 Mars 2014, 11:50

Si je cale le sinus et le bruit rose au même niveau en me fiant par exemple au DBFS ou crete mètre, le volmètre indique -10 -12db en moins.

De même qu' entre un sinus et un carré j'ai 3 db sur le voltmètre. Sur un carré, le voltmètre AC indique la valeur crete du signal. Si je varie la valeur offset du signal, la valeur affiché par le volmétre AC ne bouge pas.

JP dans un autre message vous aviez dit qu'un volmètre AC indique la valeur moyen hummmm.. j'ai appris dans mes études que la valeur moyene d'un signal est la valeur offse,t ce qu'indique un volmètre en DC. Par exemple sur un signal altenatif periodique et symétrique la valeur affiché est 0volts. Si je rajoute une composant continu le voltmètre DC indique cette valeur et ça ne change rien à ce qu'indique le volmètre AC.

Par contre il me semble ( je n'ai pas fait le teste mais en même temps les appareils audio suppriment les composantes continu ) qu'avec un DBFS la valeur indiqué augmente si je rajoute de la composante continu sur un signal alternatif. Ce qui est logique vu qu'il sagit du maximum qu'atteint la forme d'onde visible avec l'oscillo.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar JIM » 30 Mars 2014, 16:53

Voila ce que donne la comparaison des 3 fichiers avec un scope numérique basique.
Ajusté a 0dBV pour le carre.
Affiché en dBV et AC rms.

Image
Image
Image

Pour le bruit rose, l'erreur est beaucoup moins importante qu'avec Arta mais la mesure fluctue de +-0,2dB et la fenêtre de mesure a été élargie fortement. Ce n'est toujours pas suffisant pour retrouver les -12dB analysés par soft sur la durée totale de la piste !

Un extrait de la première page du doc Meyer.
Measuring noise and music with an ‘average responding meter’
will create serious errors, so essentially, average measurements
of noise signals are irrelevant.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar JIM » 30 Mars 2014, 17:33

Voici un bruit rose filtré plus utile pour la calibration.
-23dBfs rms, filtré but 12 à 500 et 2kHz.
http://jimmy.thomas.free.fr/temp/sig-te ... Bfsrms.wav

En calant la carte son avec le carré à 0dB, ça donne ça sur le scope et sous Arta.
Image
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar Jean-Pierre Lafont » 30 Mars 2014, 18:56

Pas mal ce bruit. Créé avec Audition ? Quel filtre, FFT ?

Measuring noise and music with an ‘average responding meter’ will create serious errors, so essentially, average measurements of noise signals are irrelevant.

Ok, je veux bien. Mais si on prend cette phrase au pied de la lettre on ne peut plus mesurer les niveaux sonores avec un sonomètre ! ?

En fait, tout dépend de ce qu'on veut mesurer. Les mesures de labo, le calibrage d'une chaine d'appareil, la modulation en studio ou en radio (loudness), les bruits environnementaux... font tous appel à des méthodes et des équipements différents. On ne peut pas généraliser avec une simple phrase.

http://www.orban.com/meter/
Sur ce lien, vous trouverez un bar-graph gratuit, bien conçu et conforme aux normes de radiodiffusion mais inutilisable pour régler un home-cinéma et pour les mesures qui nous concernent.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar JIM » 30 Mars 2014, 20:20

Jean-Pierre Lafont a écrit:Créé avec Audition ? Quel filtre, FFT ?


Oui, adobe audition et filtre scientifique de type butterworth de 12db/octave.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar Francisbr » 31 Mars 2014, 06:16

Bonjour Jimmy,

JIM a écrit:On trouve souvent "calibration à 85dBspl C pour un bruit rose pleine bande à -20dB" mais pas mal de docs oublient de préciser qu'il s'agit de dBFs rms.

Le sonomètre étant régler en vitesse lente, il est sous-entendu que l'on mesure un niveau moyen en dB(SPL).
Le niveau du bruit rose utilise pour la mesure est également exprime en niveau moyen RMS, par exemple -20 dBFS ou -30 dBFS.

JIM a écrit:Du coup, le fait que ce soit des valeurs rms simplifie au moins ce point, on se fiche du facteur de crête du bruit rose pour ne s'intéresser qu'à la valeur rms.

Effectivement, dans ce contexte, le facteur de crête n'a pas beaucoup d'importance.

JIM a écrit:A moins que je fasse erreur

Ce n'est pas impossible...
De mon point de vue, quand un vendeur de DVD de calibration annonce un niveau moyen RMS de -30 dBFS pour une calibration a 75 dB(SPL) au point d’écoute, le niveau moyen RMS de la piste son doit être a -30 dBFS et non a -33 dBFS.

Pour en discuter.

Amicales salutations.

Francis (from China)

Edit : J'aime bien les analogies de Jean-Pierre : dBFS = compte-tours, dB(SPL) = compteur de vitesse
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar christubes » 31 Mars 2014, 10:29

aujourd'hui c'est rare de trouver sur les appareils audio des VU métre indiquant la valeur RMS, c'etait plus dans le passé avec les vu métres à aiguilles, aujourd'hui la plus part du temps se sont des bargraphes à leds et il indiquent la valeur crete. Le temps d'intégration ne change pas la valeur crete en fonction de la forme du signal mais c'est la durée duquelle le son est émis qui change.

Et tant mieu car je trouve que les vu rms ne sont pas demonstratifs de ce qu'on entends, de plus il est difficile de savoir si on est dans la limite de l'electronique, sur les magnetos équipés de ces vu métres, l'aiguille était souvant à -10db alors que bien souvant le seuil de saturation était atteint. Ce qui me compte c'est de surveiller que la forme d'onde rentre tout entiere soit dans le convertisseur, soit dans le champs linéaire de la bande, ou de l'electronique. Souvant les magnetos était équipés du VU à aiguille avec en plus quelques leds pour indiquer les cretes de dépassements.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar JIM » 31 Mars 2014, 10:56

Ok, je veux bien. Mais si on prend cette phrase au pied de la lettre on ne peut plus mesurer les niveaux sonores avec un sonomètre ! ?


Non, bien sûr mais il est vrai que mesurer la valeur rms d'un bruit ou d'un morceau de musique demande des temps d'intégration très long et tout les appareils ne le permettent pas forcément.
Autant la mesure peut être moyennée sous arta, autant la valeur rms affichée semble relativement imprécise, au moins sur la vue FFT.
Le scope numérique qui n'est pas forcément fait pour mais fait beaucoup mieux (pour celui que j'avais a disposition).
L'analyse numérique sous adobe audition sur la durée totale de la piste semble être la référence.

Pas sûr que tout les sonomètres se valent pour mesurer un bruit rose ?

De mon point de vue, quand un vendeur de DVD de calibration annonce un niveau moyen RMS de -30 dBFS pour une calibration a 75 dB(SPL) au point d’écoute, le niveau moyen RMS de la piste son doit être a -30 dBFS et non a -33 dBFS.


Bonjour Francis,
Oui mais ce n'est pas aussi simple.
Dans la doc Meyer, il est expliqué que les -20dBfs à 85dB spl c sont basés sur le niveau rms d'un sinus full scale qui a lui même une valeur dbfs rms de -3dB.
Le niveau analysé doit donc être de -23dBfs rms pour 85dB spl c, ceci permettant un niveau max de 105db spl c sur sinus à 0dbfs (sous entendu, crête)

D'ailleurs, j'ai relu ta page hier et j'ai constaté que tu avais utilisé pour l'analyse rms sous adobe audition, la valeur "0db = onde sinusoïdale FS" ce qui introduit une erreur de 3dB.
Avec ce paramètre, tu te bases sur la valeur rms d'une onde sinus ayant déjà un facteur de crête de 3dB. J'ai fait ce constat en comparant avec ma piste test, signal carré saturé à 0dBfs.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar Jean-Pierre Lafont » 31 Mars 2014, 12:10

Non, bien sûr mais il est vrai que mesurer la valeur rms d'un bruit ou d'un morceau de musique demande des temps d'intégration très long

Vous confondez temps d'intégration et temps d'acquisition (Lpxx).
D'autre part, votre problème me semble insoluble car vous mélangez les mesures et les unités.

1- Aucune norme ne dicte le niveau électrique maximal à atteindre ou à ne pas dépasser.
2- Le dBFS est une unité de quantification numérique qui n'a qu'un rapport lointain avec le niveau sonore perçu. Au mieux on peut se fixer 0dBFS comme valeur max absolue.
3- La norme IEC-268 et ses variantes décrit la plupart des mesures audio. (EBU R-68, SPMTE RP-155, ITU.R BS645, BS1770, ANSI-C16.5... se retrouvent dans l'IEC-268). Ces normes suffisent pour toutes les lectures de programmes sonores.
4- On n'aligne pas les machines avec du bruit rose.
5- On ne calibre pas les niveaux un système électroacoustique avec un signal cyclique sinus, triangulaire ou carré.
6- Un sonomètre ne lit pas les valeurs rms. Par contre, il mesure la pression acoustique sous toutes les formes de signal avec diverses pondérations, durée d'acquisition, etc... Un sonomètre classe 1 est toujours réputé fiable.

Les repères d'alignement sont toujours très en dessous de l'échelle Full-Scale. Quand on calibre un VU-mètre avec un signal sinus à 1000Hz et 1,228V, on ne s'occupe pas de savoir si l'étage va saturer à +22 ou +28dBu. C'est sans importance pour cette opération.
De même on doit calibrer un cinéma à 85dBspl avec un bruit rose sans se préoccuper du facteur de crête, ni du seuil de saturation de l'ampli ou de l'enceinte. Ces paramètres sont annexes et doivent être vus dans un autre registre.

Bruit rose et sinus appartiennent à 2 mondes différents. Il est vain de se baser sur un bruit rose pour régler un décodeur ou un préampli, ni sur un signal sinus pour chercher la pression acoustique à 85dB. Par conséquent, la recommandation s'applique: le bruit rose d'un disque de test peut (et doit) être à -20dBFS (ou -30) en valeur rms.
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar JIM » 31 Mars 2014, 12:36

Je parlais de mesures électrique de bruit, ce qui a été fait précédemment et qui montre des divergences de quelques dB ou dixième de dB suivant l'outil utilisé.

Pour le sinus et le bruit rose, je n'invente rien, c'est l'objet du doc Meyer en question depuis le début.

Since we know that the 10% modulation of a sine signal is −23dB RMS, we can measure the pink noise with a true RMS meter and set it to this same value as the sine signal.

...we have been calling our “−20dB” pink noise is set with a fixed crest factor of 12.3dB and an RMS value very close to what we feel is the correct figure when including sine wave crest factor at 100% modulation and reducing that level by 20dB. Which is to say the RMS value of our “−20dB” signal is, in fact −23dB referred against a peak value at FSD.

Leur bruit de référence se situe bien à -23db (rms), mais on peut ne pas être d'accord :wink:
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar Francisbr » 01 Avr 2014, 03:56

Bonjour Jimmy,

JIM a écrit:D'ailleurs, j'ai relu ta page hier et j'ai constaté que tu avais utilisé pour l'analyse rms sous adobe audition, la valeur "0db = onde sinusoïdale FS" ce qui introduit une erreur de 3dB.

Effectivement, se pose la question avec Adobe Audition du niveau de référence pour le calcul du niveau RMS.
Avec deux possibilités :
0dB = Sinus FS
ou 0dB = Carré FS

Après réflexion, il est probablement souhaitable de prendre la deuxième option afin d'avoir un niveau RMS d'un sinus FS = -3dB.

Pour en discuter.

Amicales salutations.

Francis Brooke
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Re: Calibration 85dBspl - bruit rose

Messagepar JIM » 01 Avr 2014, 15:41

Effectivement, se pose la question avec Adobe Audition du niveau de référence pour le calcul du niveau RMS.
Avec deux possibilités :
0dB = Sinus FS
ou 0dB = Carré FS

Après réflexion, il est probablement souhaitable de prendre la deuxième option afin d'avoir un niveau RMS d'un sinus FS = -3dB.


J'ai l'impression que cette question ne se pose pas qu'a Adobe audition et c'est à mon avis ce qui explique ce delta de 3dB.

Cela a été expliqué précédemment par Jean-Pierre pour les bargraphs des consoles.

On retrouve ça dans la doc "Multichannel Monitoring Tutorial Booklet" THX pm3 de Yamaha p62 dans le chapitre 6-1. Test signal.
Pour le sinus, ils donnent 1kHz digital
"Reference signal level" = -23dBrms
"peak meter" = -20dbrms
"Vu meter" = 0dB

Voir RMS levels http://en.wikipedia.org/wiki/DBFS

Pour ma part, le sujet est clos, je réglerai le volume à 85dBc à partir du bruit rose à -23dBFS rms (par rapport à FS).
échantillon fourni précédemment.

On peut toujours baisser le volume !
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