29
67
Spécial « infrasons »
Contrôle bi-canal
La séparation du spectre est effectuée par deux filtres FIR
complémentaires, séparant les très basses fréquences (1
à 200 Hz) et le reste du spectre à reproduire (bande 200
Hz à 20 000 Hz). Les basses fréquences sont traitées via
décimation et interpolation, afin de pouvoir réaliser des
filtres ayant un support temporel suffisant tout en limitant
le bruit numérique et le temps de calcul.
Egalisation spatiale
Dans l’application actuelle, les différentes sources murales
sont pilotées par un même signal de base, pondéré spatia-
lement en fonction des positions des sources afin d’éviter
d’exciter les modes de la cabine. Cette pondération est
optimisée pour la position d’écoute, choisie préalablement
(principe de la «formation de voie» transposé à un problème
intérieur). Le traitement numérique consiste alors à inver-
ser la réponse des sources (pour compenser leur réponse
mécano-acoustique) et celle de la cabine (pour compenser
les résidus de résonances modales qui ne sont pas complè-
tement éliminés par la formation de voie).
Egalisation temporelle
La réalisation de l’égalisation temporelle s’effectue enfin
globalement sur le système bi-canal, en 3 étapes :
- mesure de la réponse impulsionnelle de la cabine,
- détermination des filtres inverses pour les 2 canaux
(BF et HF), et
- convolution par ces deux filtres FIR pour la correction
des 2 canaux.
Un programme MATLAB se charge de l’exécution et de
l’automatisation de cette tâche. Un second programme
MATLAB réalise le filtrage des signaux originaux. Une
des principales difficultés associées à cette étape est de
déterminer des filtres inverses respectant à la fois divers
critères physiques (faible erreur RMS entre les formes
d’onde reproduites et les signaux originaux), et des critè-
res perceptifs (bruit de fond négligeable, artéfacts peu
audibles, etc). Plusieurs stratégies d’inversion des répon-
ses ont dû être essayées avant de satisfaire à ce compro-
mis, notamment pour éviter que l’annulation des résidus
de modes ne se traduise par des «pré-échos», audibles
même à faible niveau.
Montage expérimental final
Les 16 caissons de basse sont alimentés par 16 ampli-
ficateurs de puissance (Inter M QD 4480 – 80 Weff par
canal) au travers d’un splitter (RANE DA 216a, assurant
la pondération de 16 sorties). Un amplificateur (SAMSON
Servo 170 - 120 Weff) alimente le haut-parleur dédié à la
restitution de la partie haute du spectre. Un ordinateur
portable (DELL Latitude) est chargé de l’automatisation
des tests psychoacoustiques. Un programme MATLAB,
selon une procédure adéquate (voir chapitre suivant),
sélectionne les sons préalablement filtrés et stockés
dans le disque dur. Une carte son USB (M-audio mobile-
pre) convertit les signaux numériques en signaux analo-
giques. Cette carte a été modifiée pour pouvoir convertir
les très basses fréquences. Sa voie gauche est raccordée
à l’entrée du splitter (signal très basse fréquence) alors
que la voie droite est raccordée à l’entrée de l’amplifica-
teur de la partie haute fréquence.
Contrôle des signaux reproduits
Les figures 4 et 5 illustrent le rôle et l’efficacité du filtrage
appliqué sur les signaux originaux.
Fig. 4 : Onde en N originale et après restitution sans filtrage
Fig. 5 : Onde en N originale et après restitution avec filtrage
Sans filtrage les ondes en N et en U originales (préa-
lablement filtrés en passe haut à 1 Hz pour respecter
la limite basse fréquence à reproduire) sont très mal
reproduites. L’onde en N devient une onde en U alors
que l’onde en U se transforme en double onde en N
avec l’apparition de 2 pics négatifs d’un niveau non
négligeable.
Le filtrage réalisé, bien que ne prenant pas en compte
chacun des haut-parleurs s’avère très performant, et
indispensable pour respecter la forme temporelle des
signaux perçus par les auditeurs lors des tests psychoa-
coustiques.
Ces courbes correspondent à des enregistrements
effectués avec un seul micro placé à la position du
centre virtuel de la tête d’un auditeur. Il a été vérifié
que le signal reproduit est assez uniforme dans toute
la cabine, et en particulier au niveau des deux oreilles
du sujet.
