Measurement, modelling and simulation of earphone sound signature

Résumé

Les écouteurs ne sont plus une nouveauté ou une alternative bon marché à des systèmes de reproduction sonore dits de salon. Ils sont maintenant utilisés pour écouter de la musique autant en déplacement qu’à la maison. Cependant, les réponses en fréquence des écouteurs disponibles actuellement sont aussi différentes que leurs designs extérieurs. Ce mémoire vise à identifier les facteurs qui contribuent, du point de vue de la psychoacoustique, à une bonne signature sonore pour un écouteur donné. Il présente également les composantes nécessaires à la réalisation d’une telle signature sonore d’un point de vue de la conception. Pour ce faire, une importante revue de la littérature est produite et met en évidence l’effet de la variabilité du couplage entre l’écouteur et l’oreille. Dans un premier temps, les aspects psychoacoustiques propres aux écouteurs sont présentés étant donné que les écouteurs ne fournissent pas des indices sonores qu’un sujet reçoit habituellement lors de l’écoute de sources distantes. Une présentation est faite de plusieurs descripteurs perceptifs tels que la sonie, la réponse en fréquence et d’autres métriques nécessaires à la mise en place des requis de base pour la conception d’écouteurs. Dans un deuxième temps, les méthodes de mesure des écouteurs ainsi que les outils disponibles pour ces mesures sont passés en revue. L’impédance électrique, la réponse en fréquence et la mesure de la distorsion sont ainsi présentées en détail. La fiabilité de ces outils comme des indicateurs de la variabilité du couplage entre l’oreille et l’écouteur pour une population donnée est analysée à travers une synthèse de diverses études publiées. Dans un troisième temps plusieurs approches de modélisation sont présentées, notamment celle par éléments localisés, celle des schémas de contrôle de système et celle des quadripôles, et les modèles des transducteurs électroacoustiques et des composants électriques passifs sont rappelés. Une simulation de plusieurs écouteurs récemment commercialisés par le partenaire industriel de ce projet est par la suite faite à l’aide des outils logiciels MATLAB®, Simulink® et Simscape®. Pour terminer, ce mémoire identifie des domaines qui pourraient bénéficier d’avantage de recherche, à savoir de nouveaux appareils de mesure large-bande et des études psychoacoustiques sur l’impact du couplage entre l’oreille et l’écouteur. Parallèlement, une solution pratique à la délicate question de la variabilité dans le couplage écouteur/oreille est proposée et s’appuie sur le réglage automatisé et individualisé de la réponse en fréquence des écouteurs à l’aide d’une mesure -par le lecteur audionumérique- de l’impédance électrique des écouteurs.

Date	20 sept. 2013
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jérémie Voix (Directeur(-trice))