mesure de niveau sonore

[mav62]

Bonsoir,
Afin de montrer certaines caractéristiques des ondes sonores, j'utilise un haut-parleur 50 ohms 0,2 W alimenté par un GBF réglé à 500 Hz et un sonomètre. Le tout est placé dans une caisse en bois fermée (Hauteur : 18 cm ; largeur : 24 cm et longueur : 30 cm).
Je fais varier la distance entre le haut-parleur et le sonomètre pour montrer que lorsqu'on double la distance l'atténuation est de 6 dB. Quand j'éloigne le haut-parleur jusqu'au milieu de la caisse le niveau sonore diminue mais ensuite il augmente dés que je dépasse le milieu !!! J'ai pensé que cela pouvait venir du sonomètre car je peux choisir une mesure en dB A avec atténuation (oreille humaine) ou sans atténuation mais j'ai toujours le même phénomène. Quelqu'un peut-il expliquer ce phénomène et comment l'éviter ?
Pour la 2éme mesure je place dans la caisse 2 HP identiques alimentés par 2 GBF délivrant le même signal. L'objectif est de montrer que le niveau sonore pour 2 sources identiques augmentent de 3 dB.
Pour cette mesure, j'ai un niveau sonore qui varie beaucoup. En visualisant les signaux j'ai remarqué un déphasage variable dû aux GBF je suppose. Pourtant ils sont identiques, réglés à la même fréquence et amplitude, et alimentés par la même prise. J'ai fait les mesures lorsque les 2 signaux sont en phases mais j'ai plus de 3 dB au total. Une idée pour faire cette mesure ?
Merci d'avance pour votre aide.
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[invite15928b85]

Bonsoir.

A 500 Hz, la longueur d'onde dans l'air est de 60 - 70 cm si je calcule bien.
A priori, vous n'êtes pas dans la zone de Fresnel des sources à moins d'utiliser des haut-parleurs énormes.
Il reste le problème des réflexions sur les parois de votre boite qui génèrent des interférences. Il faut faire vos manip. en espace libre, loin de toute paroi réfléchissante (je suppose que vous n'avez pas accès à une chambre anéchoïque).

Cordialement.

[phuphus]

Bonsoir mav62,

Fanch5629 a raison, la diminution de 6dB par doublement de distance est valable sous deux conditions :
- champ lointain
- champ libre

Il faut donc éviter de mesurer dans une boîte, de surcroît dont les dimensions sont comparables à la longueur d'onde. Je suppose que ton transducteur est tout petit, tu es donc très rapidement en champ lointain. La mesure dans une salle de classe devrait faire l'affaire, car dans ce cas tu as de la marge entre la distance minimum (limite du champ proche et du champ lointain) et la distance maximum (distance critique pour laquelle le champ diffus devient plus intense que le son direct). Si tu décides de faire la mesure dans une salle, de préférence :
- éloigne les meubles
- fais en sorte d'avoir des distances différentes entre la source et les murs devant / derrière / à droite / à gauche / au dessus / en dessous

Pour l'addition de sources, le +3dB est valable uniquement en intensité et pour des sources non corrélées. Ici, non seulement tes sources sont corrélées mais en plus elles sont couplées. Combien as-tu en plus au total ? 6dB ? Plus ?

As-tu la possibilité de mettre tes deux sources en parallèle sur le même GBF (il faut que la capacité en courant du GBF soit suffisante) ? Cela t'éviterait d'avoir à les caler.

[invitef17c7c8d]

Est ce pil poil au milieu? Car alors tu pourrais bien te situer sur le plan nodal du mode 0,0,1 de la pièce.
A mon sens, tu as mis le doigt sur ce phénomène remarquable.


Pour "imaginer" ou "imager" le champ acoustique, tu peux penser en termes d'ondes s'éloignant de la source et rebondissant sur les parois. C'est la méthode des sources images.

Mais en réalité il existe beaucoup d'autres représentations mathématique du champs acoustique que l'on synthétise sous le nom barbare de "fonction de Green". En cavité, une approche sous forme de modes acoustiques se prète souvent mieux à une représentation du champ.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mav62]

Bonsoir,
MErci pour votre aide. Désolé de ne pas vous avoir répondu avant mais hier soir je n'arrivais pas à me connecter au forum de futura.
Concernant les termes champ libre et champ lointain, cela signifie bien sans obstacles proches (genre mur) pour champ libre et pour champ lointain il se calcule comment ?
J'ai fait également des mesures en champ libre avec un HP de diamètre 20 cm toujours à f = 500 Hz aux distances 5,10, 20 et 40 cm. Les résultats donnent des atténuations comprises entre - 4,5 à - 6,5 dB. Je n'ai plus le phénomène de niveau sonore qui diminue puis ré-augmente mais je pensais que les résultats seraient plus proche de - 6 dB. Comment puis-je déterminer les distances les plus adaptées pour faire les mesures suivant la fréquence et le HP que j'utilise ?
Concernant l'addition des sources qui conduit à + 3dB. Je ne vois pas ce que tu veux dire avec sources non-corrélées et couplées. J'utilise 2 GBF car lorsque je met les 2 HP sur un seul GBF la tension chute par rapport à un seul HP.
Concernant le réglage du sonomètre, faut-il le mettre sur dB A (sensibilité de l'oreille humaine) ou non ?

[Pio2001]

Bonjour,
Les mesures que tu effectues sont très difficiles, car les ondes sonores ricochent sur tous les objets et toutes les parois proches ou lointaines. Cela provoque des variations de niveau pouvant atteindre jusqu'à 20 dB s'il y a résonance entre deux parois opposées !
Même dans un auditorium traité, les mesures acoustiques ne sont pas précises à 6 dB près. Une série de 25 mesures du même signal en différentes positions très voisines on été données par un professionnel dans un forum voisin : http://www.homecinema-fr.com/forum/v...733&start=2220

Du reste, un sonomètre ne peut pas donner une mesure stable à 1 dB près.
Le réglage dB(A) n'a pas d'importance si tu reste à une seule fréquence donnée. Il change la sensibilité en fonction de la fréquence.

Dans la boîte, tu as pu mesurer l'effet de renforcement du son par une paroi : lorsque le haut-parleur, ou le micro, se trouve a proximité d'une paroi, tu émet, ou enregistre, simultanément le son direct et le son réfléchi par la paroi, ce qui double la puissance. Si d'autres parois se trouvent à proximité, leurs effets se combinent de façon complexe. D'autant que le haut-parleur n'émet pas dans toutes les directions, mais plutôt vers l'avant et vers l'arrière.

Une façon efficace de se débarrasser de ce problème est de placer le haut-parleur sur un pied pour qu'il soit assez loin du sol et d'utiliser un logiciel de mesure numérique qui n'analysera le son que sur un intervalle de quelques millisecondes après son émission. Ainsi, seul le son direct aura pu atteindre le micro, et la mesure stoppera avant que la première réflexion n'arrive.

Bref, pas simple... mais très intéressant.

[phuphus]

Bonsoir,

Concernant les termes champ libre et champ lointain, cela signifie bien sans obstacles proches (genre mur) pour champ libre et pour champ lointain il se calcule comment ?

Proche de la membrane du HP, tu as des échanges locaux sans propagation (juste des "courants d'air" qui n’occasionnent pas de propagation). Plus loin de la membrane, la propagation est devenue normale et n'est plus perturbée par les mouvements de la membrane : c'est le champ lointain. La distance à laquelle on estime ne plus être perturbé par les mouvements de la membrane dépend à la fois des dimensions de cette membrane et de la fréquence. J'avais une formule dans un coin, je vais essayer de la retrouver.

J'ai fait également des mesures en champ libre avec un HP de diamètre 20 cm toujours à f = 500 Hz aux distances 5,10, 20 et 40 cm. Les résultats donnent des atténuations comprises entre - 4,5 à - 6,5 dB. Je n'ai plus le phénomène de niveau sonore qui diminue puis ré-augmente mais je pensais que les résultats seraient plus proche de - 6 dB. Comment puis-je déterminer les distances les plus adaptées pour faire les mesures suivant la fréquence et le HP que j'utilise ?

La fréquence est OK pour un HP de 20cm, mais ne va pas plus haut. Une membrane papier classique de HP de 20cm possède son premier mode propre vers les 1kHz, il ne faut pas que tu ailles jusque là. Dès que j'aurai retrouvé ma formule de distance limite champ proche / champ lointain, je pourrai te répondre plus précisément, mais à vue de pif les 5 et 10 cm sont beaucoup trop proches. 20cm paraît une bonne distance de départ, donc essaye : 20 - 40 - 80 - 160. La suggestion de pio2001 de "fenêtrer la réponse impulsionnelle" pour s'affranchir des réflexions sur les murs est bonne, un logiciel gratuit comme ARTA le fait :

http://www.fesb.hr/~mateljan/arta/

Concernant l'addition des sources qui conduit à + 3dB. Je ne vois pas ce que tu veux dire avec sources non-corrélées et couplées. J'utilise 2 GBF car lorsque je met les 2 HP sur un seul GBF la tension chute par rapport à un seul HP.

C'est donc que la capacité en courant du GBF est dépassée. D'ailleurs, est-elle déjà dépassée avec un seul HP ? Dans ce cas, si ton HP est de type électrodynamique, tu peux te rapprocher de la fréquence de résonance du HP, cela limitera les appels de courant.

Si tes deux sources sont corrélées (même fréquence), alors tu auras des interférences constructives ou destructives en fonction de l'endroit de l'espace où tu te trouves. Dans l'axe, elles sont constructives, c'est à dire que tu as +6dB. Pour mesurer les +3dB, tu peux envoyer des fréquences différentes sur chaque HP, ou mieux du bruit rose (un générateur par HP).

Bref, pas simple... mais très intéressant.

Entièrement d'accord

[mav62]

Bonjour,
J'ai fait de nouvelles mesures avec un HP de diamètre 16 cm et à une fréquence de 100 Hz.
d (cm) 25 50 75 100 150 200
L (dB) 93,1 83,9 79,3 77,2 74,3 67
de 25 à 50 cm, j'ai -9,2, de 50 à 100 cm -6,7 et de 100 à 200 cm -10,2 dB
à 1 m autour de la table de mesure il n'y avait rien. Comment faire pour se rapprocher des - 6 dB ? Changer de fréquence ? de diamètre de haut-parleur ? se mettre au milieu d'une pièce sans obstacles à plusieurs mètres ?

[invite15928b85]

Bonjour.

Le "champ lointain" (la zone de Fraunhofer) commence à D²/λ où D est la dimension apparente de la source (ici, le diamètre du HP) et λ la longueur d'onde dans le milieu de propagation (ici, l'air). Ce n'est donc pas cela qui pose problème dans vos manip.

à 1 m autour de la table de mesure il n'y avait rien.

Si. Il y avait au moins la table.

Vous devez éliminer tout risque de réflexion parasite.

Si vous n'avez qu'un générateur BF et un sonomètre, installez votre HP sur une perche verticale à 3 mètres du sol, et faites vos mesures en extérieur, loin de tout bâtiment, sur un terrain en herbe, ou mieux recouvert de neige.

D'expérience, je peux vous dire que les mesures acoustiques sont toujours très chiantes à réussir quand on ne dispose pas des installations adéquates.

Bon courage.

[mav62]

Bonjour,
J'ai fait différentes séries de mesures dont le niveau sonore en fonction de la distance entre émetteur et récepteur. Dans la notice du sonomètre, le constructeur donne une précision de mesure de +- 2dB au niveau 94 dB et 1 kHz.
Comment puis-je intégrer cette erreur dans mes relevés ? Tracer L+2dB = f (d) et L-2 dB = f (d) ?

[invite51d17075]

je n'ai pas compris tout l'énoncé.
l'écart de 2db est à la fois pour l'emission et la reception ?
à quoi correspond les 94 ? ( départ ou arrivée ) ?
qu'est ce que L ?

[mav62]

Excuse moi pour les notations.
J'ai relevé par exemple le niveau sonore L (dB) à l'aide d'un sonomètre à plusieurs distances d (cm) d'un haut-parleur alimenté par une source sinusoïdale d'amplitude et de fréquence constante.
Le fabriquant du sonomètre indique dans la notice : "précision de mesure : +- 2dB au niveau 94 dB, sinusoïdale de 1 kHz"
Comment pourrais-je tenir compte de cette précision de mesure dans l'exploitation de mes résultats ? C'est pourquoi je me demandais si cela apporterait quelque chose en traçant par exemple L+2dB = f (d) et L-2dB = f (d)