Mesurage
Les Debuts.
Tout d’abord, pour le mesurage de la qualité d’une chaîne de haute fidélité on a utilisé l’épreuve « double aveugle » (épreuve ABX en anglais : deux sources d’audio A et B dont l’une des celles-ci doit être choisie par hasard X). Elle a été décrite par première fois dans les Etats Unis par Daniel J. Shanefield en novembre de 1974 pour tester des amplificateurs.
Logiciel pour les commutations des appareils dans les test ABX
Dans cette épreuve l’individu qui doit reconnaître les différences sonores, ignore l’élément qu’il écoute, ainsi que celui qui prépare et exécute la commutation des appareils, ignore lequel des appareils il sélectionne. Ils doivent répondre sans être influencés par stimulus visuels comment la marque, etc.
Cependant, ces épreuves doivent prendre en compte d’autres éléments différentiels comme l’intensité sonore, etc. que puissent aboutir à une inclinaison pour tel ou tel appareil. Pour cette raison le protocole de l’épreuve doit inclure un processus d’équilibre (de niveau de tension, etc.) des éléments à tester, à façon de diminuer le facteur du « choix par hasard».
Distorsion harmonique en fonction de la fréquence
La Mesure du son : Bells et Decibells.
Une bonne chaîne de Hi-fi a une puissance de sortie constante, de 20 Hz à 15000 Hz, c’est-à-dire, que sa représentation graphique soit presque une ligne droite, surtout dans l’intervalle des fréquences audibles. Cela veut dire que la chaîne amplifie tous les sons en proportions correctes.
Cette amplification est mesurée en décibels, parfois en unités plus grandes comme les bels (1 bell = 10 décibells (dB) étant une unité logarithmique). Cette unité est très complexe parce que c’est la puissance de sortie par rapport à d’autre niveau de puissance de référence.
Un niveau de référence que l’on peut prendre parfois pour établir l’échelle de décibells est la puissance sonore plus basse qui peut être écoutée. Il s’agit d’une plage des puissances correspondante à l’intervalle de la bande audio (20 à 20000Hz). Le son plus fort détecté est de 13 bells. Cette puissance peut sembler assez petite, mais cela se traduit par une puissance associée au son, supérieur à 10.000.000.000.000 fois à celle-ci du son plus basse. On peut utiliser les décibels pour comparer deux intensités de courant, deux tensions, deux puissances, deux intensités du son ou deux pressions du son. C’est la mesure du gain. Si l’appareil compose plusieurs amplificateurs, le gain total est la multiplication des gains individuels, de façon logarithmique c’est l’addition. N’importe quel sommet ou fente dans la courbe se traduit en gain de décibells ou perte de décibells.
Niveau de la pression du son en fonction de la fréquence
Le bruit.
Le bruit est le son non désiré par l’écouteur. Ces sont très souvent des signaux irréguliers, pas musicaux, et sans intensité définie. Un signal est composé de divers signaux, la fréquence fondamental et des harmoniques. Plus un signal sonore compose des harmoniques plus est fidèle au son real et donc il a une qualité majeur. (Voir Fourier)
Par exemple on prend le ton la :
Fréquence de coupure
Le la du diapason oscille à une fréquence de 440Hz, on devrait donc obtenir une sinusoïde (cadre supérieur droit de la figure), pourtant c'est une courbe plus perturbée que l'on obtient (courbe en gras supérieure gauche de la figure). En fait il n'y a pas que le signal à 440Hz qui est émis. En plus de ce signal, dont la fréquence est appelée fréquence fondamentale, il existe toute une série de signaux dont la fréquence est un multiple de la fréquence fondamentale. Ces signaux sont appelés les harmoniques, et on précise le multiple de la fréquence fondamentale, ainsi la fréquence de l'harmonique 2 est égale à 2 fois la fréquence de la fondamentale (cadre inférieur gauche de la figure). L'écart entre deux harmoniques consécutives s'appelle une octave. L'amplitude de chaque harmonique dépend de l'instrument qui génère le son. On reçoit donc la somme de tous ces signaux avec leurs amplitudes respectives (cadre supérieur gauche de la figure), ainsi la courbe du la est obtenue en additionnant les harmoniques à la fondamentale (courbes de la figure supérieure gauche, somme en gras). Cependant les harmoniques peuvent être en hors de la bande audio et donc on pourrait les supprimer puis qu’une « oreille normale » ne pourrait pas les écouter (serait une différence perçue par ceux qui pratiquent de la musique) les harmoniques seraient prises comme bruit. C’est ce que l’on fait avec un codage mp3, on supprime les harmoniques
Décomposition en série de Fourier d'un signal acoustique
La suite (le spectre) formée par les amplitudes des harmoniques successives d'un son détermine ce que l'on appelle le timbre, qui caractérise chaque instrument de musique.
Alors, une bonne chaîne Hi-fi doit permettre de séparer les signaux utiles des ceux-ci considérés comme bruit avec des filtres de très bonne qualité à façon de n’abimer pas le signal mais supprimer ceux signaux qui gênent (principalement qui ne peuvent pas être écoutés par l’être humain!).