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Théorie - Theory

Ebranlement étalon et principe des trois micros.

 

Si la théorie des micros électromagnétiques pour guitare n'est pas d'une évidence bien claire pour tous, il faut avouer que les mesures sur ces micros présentent également des difficultés redoutables.

On se heurte en effet immédiatement à la difficulté de l'ébranlement étalon de la corde, bien difficile à reproduire de manière précise et fidèle au cours du temps.

En général, le musicien se contente de fournir une attaque la plus régulière possible, soit avec les doigts, soit à l'aide d'un médiator, d'un archet, voire d'un "Ebow".

Mais le physicien à besoin d'un ébranlement étalon bien plus précis et fidèle, afin de tirer des conclusions valables de ses mesures.

Par exemple, le Laboratoire d'Acoustique Musicale de Paris (LAM) a utilisé une machine purement mécanique, qu'on peut qualifier de "plectre automatique", et qui simule "plus ou moins" bien une attaque du "type médiator" ou autre, de façon "quasiment" reproductible.
Evidemment les "plus ou moins" et "presque" tapissent une imperfection congénitale de la méthode qui, pour moi, doit être rejetée par manque de fiabilité et de réalisme.

De mon côté de modeste apprenti aux protocoles de mesures, j'ai un temps songé à utiliser un "Ebow"pour obtenir un ébranlement étalon.
Mais le mode d'action de ce genre de matériel n'est pas suffisamment bien décrit par son constructeur et, fut-il bien cernée théoriquement, il ne pourrait donner lieu qu'à un type d'ébranlement peu diversifié

C'est alors que j'ai songé à utiliser un micro électromagnétique classique comme dispositif d'ébranlement étalon, en utilisant la propriété bien connue de réversibilité du micro.
Par exemple, il est bien connu des simples techniciens en électroacoustique qu'un stupide haut-parleur peut très bien être utilisé "à l'envers" comme microphone, certes du mauvaise qualité, mais comme microphone quand-même. Il suffit en effet de parler devant la membrane, et la voix peut être recueillie (plus ou moins bien reproduite) aux bornes du haut-parleur torturé.

I- Le micro-moteur: on peut donc songer à utiliser un micro électromagnétique comme microphone-moteur - désigné ici par le terme de "micro-moteur", ou plus simplement "moteur"- en injectant dans son circuit électrique une intensité-étalon parfaitement calibrée d'avance. Il réagira alors comme une sorte de haut-parleur dont a corde serait la membrane.

 En ce cas, on obtiendrait le fameux ébranlement-étalon, d'origine électrique et non plus mécanique, possédant les qualités d'être:

  • parfaitement diversifiable dans les variations de son intensité,
  • également diversifiable dans son point d'action,
  • extrêmement précis,
  • fidèlement reproductible.

On peut cependant redouter un éventuel défaut du rendement qui obligerait l'intensité injectée à dépasser les possibilités des bobines du micro.
En ce cas, la difficulté pourrait être contournée pas la fabrication d'un micro-moteur spécialement dédié.
De plus, il ne s'agit pas d'un pur cas d'école, car un tel "micro-moteur" est commercialement utilisé dans le Fernandez Sutainer.

Reste à contrôler l'action de ce micro-moteur sur les cordes, rôle qui pourrait être dévolu à un second micro monté de façon classique, ou micro mesureur.

II - Le micro-mesureur: reste à contrôler l'action (en reproductibilité, intensité, et qualité) de ce micro-moteur sur les cordes, rôle qui pourrait être dévolu à un second micro monté de façon classique, ou micro-mesureur de l'ébranlement étalon.

Grossièrement, ce "micro-mesureur" serait donc chargé du contrôle qualitatif du signal fourni à la corde.

On arrive enfin au denier micro, sujet final du banc de mesure: le micro-testé.

III - Le micro-testé: le micro dont on cherche à mesurer les caractéristiques, ou micro-testé.

Grossièrement, le "micro-testé" serait donc chargé du contrôle quantitatif du signal fourni vers l'ampli.

Il est évident que les trois micros ont un rôle interchangeable, permettant une étude du rôle de l'emplacement du micro sur la sonorité résultante.

En outre, il est clair que le "principe des trois micros" (moteur, mesureur et testé) énoncé ci-dessus, s'il permet l'étude exhaustive du "micro testé", autorise également l'étude des réactions provoquées sur ce "micro testé" par l'ensemble de la lutherie (au sens usuel) de la "guitare-laboratoire", dans une série d'épreuves "toutes choses égales d'ailleurs".


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En pratique - Facts

I - Première tentative

 

En pratique, il s'agit de de constituer une "guitare-laboratoire", dotée de trois micros qui peuvent être identiques pour éventuellement échanger leurs rôles respectifs, mais qui doivent être parfaitement découplés magnétiquement et indépendants électriquement.

Un micro sera utilisé "à l'envers", comme micro-moteur, soumis à un courant étalon parfaitement connu, fourni par un générateur externe (générateur BF ou autre circuit actif externe).

  • Le second, ou micro-mesureur sera utilisé classiquement comme vérificateur de l'effet produit sur les codes par le micro-moteur. Dans ce but, il sera bouclé sur l'impédance interne d'un appareil de mesure (voltmètre ou oscilloscope), supposée quasiment infinie.

  • Le troisième, ou micro-testé, également utilisé classiquement, sera le micro sur lequel portent les mesures des paramètres de fonctionnement. Généralement, contrairement au précèdent micro, il sera bouclé sur une impédance d'utilisation non infinie. qui pourra souvent être la sortie vers un ampli pour guitare.

Par commodité et coût favorable, mon choix s'est porté sur une Squier Stratocaster, dont les trois micros quasiment identiques sont, par construction, magnétiquement découplés à l'origine.

NB: pour éviter leur interférence, les trois micros doivent évidemment être magnétiquement découplés (de même polarité magnétique), ce qui est en général le cas (vérifier quand-même).

De plus, (sauf pour les très faibles interactions capacitives qui peuvent souvent être négligées), les micros peuvent être rendus électriquement indépendants par l'utilisation appropriée du sélecteur d'origine.

La guitare est seulement modifiée par l'adjonction de trois sorties indépendantes reliées aux points chauds de chaque micro, la masse restant commune.

Ainsi, chaque micro peut jouer le rôle de moteur, mesureur ou testé qu'on décide de lui attribuer.

Sans avoir à déplacer les micros, il est alors déjà possible de mesurer le rôle de trois positions sur les caractéristiques de la réponse d'un micro.




Ouverte, à coté de ses quatre "fiches bananes" femelles blanches

Détails


Modifications vues de dessous

Vue du dessus des trois nouvelles sorties
(trois fiches "bananes " femelles blanches)

Schéma modifié, avec ses trois nouvelles sortie

II - A vérifier:

Ici se trouve une difficulté pratique supplémentaire: pour que les micros soient effectivement magnétiquement découplés, c'est à dire présentant des fenêtre indépendantes, il est nécessaire que le micro central soit de même polarité que les deux autres.

Figures obtenue à partir de l'excellent site de Geneviève Tulloué:


3 aimants de micros, type "Telecaster", magnétiquement découplés.
Les trois fenêtres de lectures sont disjopiontes.

3 aimants de micros type "Telecaster", magnétiquemnt couplés.
Il n'existe plus qu'une fenêtre commune.

En fonction des années, la bonne configuration magnétique de la guitare devra être soigenusement vérifiée.

III - Cas général

L'avantage de la guitare précédemment décrite est évidemment interchangeabilité des trois micros, qui permet de les étudier successivement et de les comparer.

Mais, dans le cas général, le nombre des micros d'une guitare n'est pas déterminé a priori, et il serait intéressant de mesurer le seul rôle d'un micro testé quelconque.

Il reste alors la possibilité du "micro-moteur étalon unique", extérieur à la guitare, qui devra:

  • être le même micro-moteur étalon pour toutes les micros à mesurer,
  • extérieur aux guitares,
  • placé à chaque fois à la même distance du chevalet,
  • à la même distance des cordes,
  • totalement découplé magnétiquement des autres micros.

Cependant, même réalisés avec un unique micro-moteur, souvent faute d'un micro-mesureur qui pourrait confirmer la parfaite reproduction de l'ébranlement étalon, les tests effectués ne resterons que relatifs aux paramètres variables en fonction des possibilités (où des impossibilités) géométriques offertes par la guitare, à savoir:

  • la distance chevalet-moteur
  • la distance moteur-cordes.


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Poil à gratter - Itching powder

  J'attends le printemps 2016 pour faire les mesures, car le labo se trouve dans le grenier non chauffé.

Et mes 75 ans réclament quand-même un minimum de confort.

à suivre


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Mise à jour, par Jean-Pierre "lbop" Bourgeois, Ingénieur-conseil ©
 

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