Note sur la qualité du signal de la chaine de mesure

Même si cela peut sembler paradoxal dans un contexte de mesure, sachez que pour 99,5% des applications auxquelles votre analyseur devra faire face, les performances réclamées à la chaine de transmission du signal n’ont aucunement besoin d’atteindre des sommets. Surtout si nous les comparons aux exigences habituelles des studios d’enregistrement ou pire, d’un audiophile. En fait, ce qui est demandé en terme de qualité à la chaine de transmission du signal d’une plateforme de mesure reste assez modeste.


La réponse en fréquence

Doit être plate, à +/- 0.25 dB sur l’ensemble de la bande passante. Cette spécification est communément atteinte par tout équipement audio professionnel digne de ce nom. A défaut, on peut incriminer des filtres inopportuns présents dans la chaine du signal. Ainsi en est-il des passe hauts (HPF) insérés pour isoler l’alimentation fantôme ou bloquer les composantes continues entre étages électroniques. Tout aussi coupables aussi peuvent être certains filtres anti repliements mal conçus ou les passe bas inhérents aux longues lignes de transmission. Les égaliseurs involontairement laissés insérés par l’opérateur peuvent être tout autant responsables. Ces dysfonctionnements intempestifs peuvent arriver quand le signal de mesure est prélevé à la sortie d’une carte additionnelle ou d’un processeur audio. Dans ce cas, il est possible de contrôler le spectre de l’élément suspect au moyen d’un générateur de bruit rose et d’un analyseur RTA. Toute déviation majeure de la réponse en fréquence étant alors rapidement mise en évidence.


Uniformité des canaux de mesure (en réponse et latence).

Pour des mesures bi canal, il est indispensable que les voies d’entrée aient virtuellement un comportement identique aussi bien en réponse qu’en latence. Dans un mode ou la mesure est extraite de la comparaison de deux signaux, le résultat ne doit surtout pas être faussé par une quelconque divergence comportementale des canaux de transmission. Un moyen rapide pour vérifier la bonne uniformité est d’appliquer le même signal aux deux entrées (ou à toutes les entrées pour un système multi canal), et de réaliser la fonction de transfert (FFT) afin d’analyser le comportement fréquentiel. Effectuer ensuite une réponse impulsionnelle pour détecter une éventuelle latence inter canaux. La réponse en fréquence doit être plate en amplitude et phase (preuve d’aucune latence), d’autre part le délai inter canaux doit être nul. Il est possible avec certains équipements que l’écart de délai soit nul mais que la réponse en phase présente une légère déviation dans les fréquences hautes. Ceci arrive par un défaut d’entrelacement du convertisseur d’entrée. Le convertisseur échantillonne à 96khz puis alterne la répartition entre les canaux pour fournir deux signaux à 48khz. C’est le rôle du pilote de l’interface audio de corriger le ½ échantillon de latence.


Rapport signal sur bruit et Distorsion harmonique totale.

ça peut sembler difficile à croire mais pour la plupart de nos applications, le rapport signal sur bruit de notre plateforme de mesure ne nécessite pas d’excéder 70 dB, et la distorsion harmonique 1% !! Bien sur, il est légitime d’espérer de nos équipements que la chaine de transmission du signal puisse largement dépasser l’indigence de ces performances. Pourtant, au risque de vous décevoir, de meilleures performances n’impactent en aucune manière le résultat des mesures. A bien y réfléchir, il n’est pas rare en fait que le rapport signal sur bruit de notre environnement acoustique soit bien en dessous de ces 70dB. Cette limite est avant tout fixée par le bruit de fond propre de notre environnement. Gardez à l’esprit que pour être utile, le signal de mesure doit être capté bien au dessus du niveau du bruit de fond. Afin de vérifier la qualité des données, des outils spécifiques sont à votre disposition, notamment les fonctions de moyennage des "datas" et celles de seuillage de l’amplitude et de la cohérence.
Nota: la faible dynamique électroacoustique explique pourquoi dans certaines situations, aucune différence notable n'apparait dans la conversion analogique digitale entre une quantification 16 ou 24 bits.


Diaphonie entre canaux.

Le recul de diaphonie entre canaux doit être supérieur à 70 dB à 1kHz. Pour le vérifier, la solution la plus simple consiste à alimenter l’un des deux canaux avec un sinus 1khz et d’observer à cette fréquence le spectre sur l’autre canal. La différence d’amplitude à 1kHz représente le recul de la diaphonie inter canaux. L’autre méthode consiste à mesurer un équipement électronique ajusté pour 0dB de gain et possédant un peu de latence (une ligne à retard numérique fera parfaitement l’affaire). Si une diaphonie importante existe, l'observation de la réponse impulsionnelle montre une impulsion à temps zéro et une deuxième impulsion retardée du délai de propagation de l’équipement traversé. La différence d’amplitude entre les deux impulsions est le recul de la diaphonie inter canaux.


Conclusions

Les faibles exigences qualitatives concernant la chaine du signal mesure sont de nature à pouvoir horrifier un ingénieur de studio, un audiophile intégriste et riche et même heurter vos propres standards d’ingénieur système. Mais si la finalité de votre équipement est l'acquisition pour nos plateformes de datas aptes à fournir des mesures valides, stables et utiles, c'est juste là que la barre se situe pour 99,5% des applications. La plupart des équipements audio professionnel (et en ordre de marche) satisfont à cet objectif. En revanche si vous êtes impliqué dans le 0,5% des applications restantes comme la mesure de bruit de fond acoustique de très bas niveau, vous devrez dépenser bien davantage dans votre chaine d’acquisition.