I E C 61 094-3 ® Edition 2.0 201 6-06 I N TE R N ATI ON AL STAN DAR D N OR M E I N TE R N ATI ON ALE colour i n si de El ectroaco u sti cs – M easu rem en t m i cro ph o n es – Part 3: Pri m ary m eth od fo r free-fi el d cal i brati on of l abo ratory stan d ard m i cro ph on es by th e reci pro ci ty tech n i q u e Él ectroaco u sti q u e – M i cro ph on es d e m esu re – Parti e 3: M éth od e pri m re pou r l ’ étal on n ag e en ch am p l i bre d es m i croph o n es IEC 61 094-3:201 6-06(en-fr) étal on s d e l aborato i re par l a m éth od e d e réci pro ci té TH I S P U B L I C ATI O N I S C O P YR I G H T P R O TE C TE D C o p yri g h t © I E C , G e n e va , Sw i t z e rl a n d All rights reserved Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either IEC or IEC's member National Committee in the country of the requester If you have any questions about IEC copyright or have an enquiry about obtaining additional rights to this publication, please contact the address below or your local IEC member National Committee for further information Droits de reproduction réservés Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'IEC ou du Comité national de l'IEC du pays du demandeur Si vous avez des questions sur le copyright de l'IEC ou si vous désirez obtenir des droits supplémentaires sur cette publication, utilisez les coordonnées ci-après ou contactez le Comité national de l'IEC de votre pays de résidence IEC Central Office 3, rue de Varembé CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel.: +41 22 91 02 1 Fax: +41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch Abo u t th e I E C The International Electrotechnical Commission (IEC) is the leading global organization that prepares and publishes International Standards for all electrical, electronic and related technologies Ab o u t I E C p u b l i c a t i o n s The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC Please make sure that you have the latest edition, a corrigenda or an amendment might have been published I EC C atal og u e - webstore i ec ch /catal o g u e E l ectro ped i a - www el ectro ped i a org The stand-alone application for consulting the entire bibliographical information on IEC International Standards, Technical Specifications, Technical Reports and other documents Available for PC, Mac OS, Android Tablets and iPad The world's leading online dictionary of electronic and electrical terms containing 20 000 terms and definitions in English and French, with equivalent terms in additional languages Also known as the International Electrotechnical Vocabulary (IEV) online I EC pu bl i cati on s search - www i ec ch /search pu b I E C G l o ssary - s td i ec ch /g l ossary The advanced search enables to find IEC publications by a variety of criteria (reference number, text, technical committee,…) It also gives information on projects, replaced and withdrawn publications 65 000 electrotechnical terminology entries in English and French extracted from the Terms and Definitions clause of IEC publications issued since 2002 Some entries have been collected from earlier publications of IEC TC 37, 77, 86 and CISPR I EC J u st Pu bl i s h ed - webstore i ec ch /j u stp u bl i s h ed Stay up to date on all new IEC publications Just Published details all new publications released Available online and also once a month by email I E C Cu s to m er S ervi ce Cen tre - webstore i ec ch /csc If you wish to give us your feedback on this publication or need further assistance, please contact the Customer Service Centre: csc@iec.ch A pro po s d e l ' I E C La Commission Electrotechnique Internationale (IEC) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des Normes internationales pour tout ce qui a trait l'électricité, l'électronique et aux technologies apparentées A pro po s d es p u bl i cati o n s I E C Le contenu technique des publications IEC est constamment revu Veuillez vous assurer que vous possédez l’édition la plus récente, un corrigendum ou amendement peut avoir été publié Catal o g u e I E C - webstore i ec ch /catal o g u e Application autonome pour consulter tous les renseignements bibliographiques sur les Normes internationales, Spécifications techniques, Rapports techniques et autres documents de l'IEC Disponible pour PC, Mac OS, tablettes Android et iPad R ech erch e d e pu bl i cati o n s I EC - www i ec ch /search p u b La recherche avancée permet de trouver des publications IEC en utilisant différents critères (numéro de référence, texte, comité d’études,…) Elle donne aussi des informations sur les projets et les publications remplacées ou retirées E l ectro ped i a - www el ectro ped i a org Le premier dictionnaire en ligne de termes électroniques et électriques Il contient 20 000 termes et dộfinitions en anglais et en franỗais, ainsi que les termes équivalents dans langues additionnelles Egalement appelé Vocabulaire Electrotechnique International (IEV) en ligne G l o ss re I EC - std i ec ch /g l o ss ary 65 000 entrées terminologiques ộlectrotechniques, en anglais et en franỗais, extraites des articles Termes et Définitions des publications IEC parues depuis 2002 Plus certaines entrées antérieures extraites des publications des CE 37, 77, 86 et CISPR de l'IEC I EC J u st Pu bl i s h ed - webstore i ec ch /j u stp u bl i s h ed Restez informé sur les nouvelles publications IEC Just Published détaille les nouvelles publications parues Disponible en ligne et aussi une fois par mois par email Servi ce Cl i en ts - webstore i ec ch /csc Si vous désirez nous donner des commentaires sur cette publication ou si vous avez des questions contactez-nous: csc@iec.ch I EC 61 094-3 ® Edition 2.0 201 6-06 I N TER N ATI ON AL STAN DAR D N OR M E I N TER N ATI ON ALE colour i n si de El ectro aco u sti cs – M easu rem en t m i cro ph o n es – Part 3: Pri m ary m eth o d for free-fi el d cal i brati o n o f l aborato ry stan d ard m i croph on es by th e reci pro ci ty tech n i q u e Él ectro aco u sti q u e – M i croph on es d e m esu re – Parti e 3: M éth o d e pri m re pou r l ’ étal on n ag e en ch am p l i bre d es m i cro ph o n es étal on s d e l aborato i re par l a m éth o d e d e réci pro ci té INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION COMMISSION ELECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE ICS 7.1 40.50; 33.1 60.50 ISBN 978-2-8322-3478-5 Warn i n g ! M ake su re th at you obtai n ed th i s pu bl i cati on from an au th ori zed d i stri bu tor Atten ti on ! Veu i l l ez vou s assu rer q u e vou s avez o bten u cette pu bl i cati on vi a u n d i stri bu teu r ag réé ® Registered trademark of the International Electrotechnical Commission Marque déposée de la Commission Electrotechnique Internationale –2– I EC 61 094-3:201 © I EC 201 CONTENTS FOREWORD Scope N ormati ve references Terms an d defin i tions Reference en vironm en tal ditions Principles of free-field cal ibration by reciproci ty General principles General General principles u sin g three microph ones General principles u sin g two microphones and an au xi liary sou nd sou rce Basic expressions I nsert vol tage techn iqu e Free-fi el d recei ving characteristics of a microphon e 5 Free-fi el d transmi tting characteristics of a m icrophone Reciprocity procedure 1 Final expressions for the free-field sensitivi ty 1 M ethod u sing three m icrophones 1 M ethod u sing two m icrophon es an d an au xi li ary sou nd sou rce Factors in flu encing th e free-field sensi ti vi ty General Polarizing voltag e Sh ield config u ration Acou stic di tions Posi tion of th e acou stic cen tre of a m icroph one 6 Depen dence on en vironm en tal conditions 6 General 6 Static pressu re 6 Tem peratu re 6 H u m idi ty 6 Transform ation to reference en vironm en tal conditions Consi derations concernin g measu rem en t space Cal ibrati on u ncertain ty componen ts General El ectrical transfer impedance Deviations from ideal free-fiel d diti ons Atten uation of soun d i n air Polarizing voltag e Ph ysical properties of air 7 I m perfecti on of theory U ncertain ty on free-fi el d sensitivi ty l evel An nex A (i nformative) Valu es for the position of the acoustic centre An nex B (n ormative) Valu es of the air attenu ation coefficient 20 B General 20 B Calcu lation procedure 20 I EC 61 094-3:201 © I EC 201 –3– An nex C (in formative) En vironm en tal i n fl uence on the sensi tivi ty of m icrophones 23 C General 23 C Depen dence on static pressure 23 C Depen dence on temperatu re 23 An nex D (in formati ve) Application of time selective techn iques for removal of u nwan ted refl ections and acou stic in terference between microphon es 25 D General 25 D Practical considerations 25 D Si gn al-to-noise ratio 25 D 2 Reflections from walls and measu remen t rig 25 D Frequ ency l im i tati ons 26 D General 26 D M easurements based on frequency sweeps 26 D 3 M easurements based on pu re ton es 26 D Generating missin g portions of the frequ ency response previous to transform ing to the time-dom ain 27 D General 27 D M issin g frequ encies bel ow th e m in imu m m easu rem en t frequ ency 27 D M issin g frequ encies above the m aximu m measu red frequency 27 D 4 Fi l terin g the extended frequency response 28 Bi bliog raph y 29 Fi gu re – Equi val en t circu i t for a recei ving m icrophon e u n der free-field di tions Fi gu re – Equi val en t circu i t for a transm itting microph one u nder free-field condi tions Fi gu re A – Example of th e estimated val ues of th e acou stic cen tres of LS1 P and LS2aP m icrophones g i ven i n the bi bli og raphical references for Annex A Table – U ncertain ty components Table B – Valu es for attenuation of sound pressu re in air (in dB/m) 22 –4– I EC 61 094-3:201 © I EC 201 I NTERNATI ONAL ELECTROTECHN I CAL COMMI SSI ON ELECTROACOUSTICS – MEASUREMENT MICROPHONES – Part 3: Primary method for free-field calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique FOREWORD ) Th e I n tern ati on al El ectrotech n i cal Com m i ssi on (I EC) i s a worl d wi d e org an i zati on for stan dard i zati on com pri si n g al l n ati on al el ectrotech n i cal com m i ttees (I EC N ati on al Com m i ttees) Th e obj ect of I E C i s to prom ote i n tern ati on al co-operati on on al l q u esti on s cern i n g stan dard i zati on i n th e el ectri cal an d el ectron i c fi el ds To th i s en d an d i n ad di ti on to oth er acti vi ti es, I EC pu bl i sh es I n tern ati on al Stan d ards, Tech n i cal Speci fi cati on s, Tech n i cal Reports, Pu bl i cl y Avai l abl e Speci fi cati on s (PAS) an d G u i d es (h ereafter referred to as “I EC Pu bl i cati on (s) ”) Th ei r preparati on i s en tru sted to tech n i cal com m i ttees; an y I EC N ati on al Com m i ttee i n terested i n th e su bj ect d eal t wi th m ay parti ci pate i n th i s preparatory work I n tern ati on al , g overn m en tal an d n on g overn m en tal org an i zati on s l i si n g wi th th e I EC al so parti ci pate i n th i s preparati on I EC col l aborates cl osel y wi th th e I n tern ati on al Org an i zati on for Stan d ard i zati on (I SO) i n accordan ce wi th d i ti on s d eterm i n ed by ag reem en t between th e two org an i zati on s 2) Th e form al d eci si on s or ag reem en ts of I EC on tech n i cal m atters express, as n earl y as possi bl e, an i n tern ati on al sen su s of opi n i on on th e rel evan t su bj ects si n ce each tech n i cal com m i ttee h as represen tati on from al l i n terested I EC N ati on al Com m i ttees 3) I EC Pu bl i cati on s h ave th e form of recom m en d ati on s for i n tern ati on al u se an d are accepted by I EC N ati on al Com m i ttees i n th at sen se Wh i l e al l reason abl e efforts are m ad e to en su re th at th e tech n i cal ten t of I EC Pu bl i cati on s i s accu rate, I EC can n ot be h el d respon si bl e for th e way i n wh i ch th ey are u sed or for an y m i si n terpretati on by an y en d u ser 4) I n ord er to prom ote i n tern ati on al u n i form i ty, I EC N ati on al Com m i ttees u n d ertake to appl y I EC Pu bl i cati on s tran sparen tl y to th e m axi m u m exten t possi bl e i n th ei r n ati on al an d reg i on al pu bl i cati on s An y d i verg en ce between an y I EC Pu bl i cati on an d th e correspon d i n g n ati on al or reg i on al pu bl i cati on sh al l be cl earl y i n di cated i n th e l atter 5) I EC i tsel f d oes n ot provi d e an y attestati on of form i ty I n d epen d en t certi fi cati on bodi es provi d e form i ty assessm en t servi ces an d , i n som e areas, access to I EC m arks of form i ty I EC i s n ot respon si bl e for an y servi ces carri ed ou t by i n d epen d en t certi fi cati on bodi es 6) Al l u sers sh ou l d en su re th at th ey h ave th e l atest ed i ti on of th i s pu bl i cati on 7) N o l i abi l i ty sh al l attach to I E C or i ts di rectors, em pl oyees, servan ts or ag en ts i n cl u di n g i n d i vi du al experts an d m em bers of i ts tech n i cal com m i ttees an d I EC N ati on al Com m i ttees for an y person al i n j u ry, property d am ag e or oth er d am ag e of an y n atu re wh atsoever, wh eth er di rect or i n d i rect, or for costs (i n cl u d i n g l eg al fees) an d expen ses ari si n g ou t of th e pu bl i cati on , u se of, or rel i an ce u pon , th i s I EC Pu bl i cati on or an y oth er I EC Pu bl i cati on s 8) Atten ti on i s d rawn to th e N orm ati ve referen ces ci ted i n th i s pu bl i cati on U se of th e referen ced pu bl i cati on s i s i n di spen sabl e for th e correct appl i cati on of th i s pu bl i cati on 9) Atten ti on i s d rawn to th e possi bi l i ty th at som e of th e el em en ts of th i s I EC Pu bl i cati on m ay be th e su bj ect of paten t ri g h ts I EC sh al l n ot be h el d respon si bl e for i d en ti fyi n g an y or al l su ch paten t ri g h ts I n tern ati onal Standard I EC 61 094-3 has been prepared by I EC tech nical comm ittee 29: El ectroacou stics Th is second editi on cancels and replaces th e first edition pu blished i n 995 This edi tion consti tu tes a techn ical revisi on Th is edi tion i ncludes the fol lowin g sig ni fican t tech nical chang es with respect to the previou s edi tion : a) a new in form ati ve ann ex describing th e u se of tim e-selecti ve tech ni qu es to mini mize the i n fluence of acou stic reflections from th e measuremen t setu p; b) provisi on for the cali bration of microph ones in driven shield config uration I EC 61 094-3:201 © I EC 201 –5– The text of th is standard is based on th e followi ng docu ments: CDV Report on voti n g 29/873/CDV 29/892A/RVC Fu ll in formati on on the votin g for the approval of this standard can be fou nd in the report on votin g i ndicated i n the above table Th is pu blication has been drafted in accordance wi th the I SO/I EC Directi ves, Part A list of al l parts in the I EC 61 094 seri es, publish ed under th e g eneral title Measurement microphones, can be fou nd on th e I EC website Electroacoustics – The com mi ttee has decided that th e ten ts of th is publ icati on wi ll remain u nchang ed u n ti l th e stabili ty date in dicated on th e I EC websi te u nder "h ttp://webstore iec ch " in the data rel ated to the speci fic publ ication At th is date, the pu blication wil l be • recon firmed, • withdrawn, • replaced by a revised edi ti on , or • amended IMPORTANT – The 'colour inside' logo on the cover pag e of this publication indicates that it contains colours which are considered to be useful for the correct understanding of its contents Users should therefore print this document using a colour printer –6– I EC 61 094-3:201 © I EC 201 ELECTROACOUSTICS – MEASUREMENT MICROPHONES – Part 3: Primary method for free-field calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique Scope Th is part of I EC 61 094 • specifies a pri mary meth od of determi ning the complex free-field sensitivi ty of laboratory standard microph ones so as to establ ish a reprodu cible and accu rate basis for th e measuremen t of sou nd pressu re u nder free-field condi tions, • is applicable to laboratory standard I EC 61 094-1 , • is intended for use by l aboratories with h ig hl y experienced staff an d special ized equ ipmen t m icroph ones meeting the requ iremen ts of N OTE Th e cal i brati on pri n ci pl e descri bed i n th i s part of I EC 61 094 i s al so appl i cabl e to worki n g stan d ard m i croph on es, preferabl y u sed wi th ou t th ei r protecti on g ri d Normative references The following docu men ts, in wh ole or in part, are n orm ati vel y referenced in this docum ent and are indispensabl e for i ts application For dated references, on ly the edition cited appli es For u ndated references, th e latest edition of th e referenced docu men t (inclu din g an y amendm ents) appl ies I EC 61 094-1 :2000, microphones Measurement microphones – Part 1: Specifications for laboratory standard Electroacoustics – Measurement microphones – Part 2: Primary method for pressure calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique I EC 61 094-2:2009, Measurement microphones – Part 7: Values for the difference between free-field and pressure sensitivity levels of laboratory standard microphones I EC TS 61 094-7:2006, I SO 961 3-1 , Acoustics – Attenuation of sound during propagation outdoors – Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere I SO/I EC Gui de 98-3, Uncertainty of measurement – Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GU M:1 995) Terms and definitions For the pu rposes of th is docu men t, the terms and defi n itions g iven in I EC 61 094-1 , I EC 61 094-2, I SO/I EC Gu ide 98-3 and the followin g apply 3.1 phase < free-field sensitivi ty of a microphone > phase ang le between th e open-circu it vol tage and th e sound pressu re th at woul d exist at the posi tion of th e acou stic cen tre of th e m icrophon e i n the absence of th e microphon e, for a sinusoi dal plane progressive wave of g iven frequ ency and directi on of sound incidence, and for g iven en viron mental condi tions I EC 61 094-3:201 © I EC 201 N ote to en try: –7– Ph ase i s expressed i n deg rees (°) or radi an s (rad ) 3.2 acoustic centre < microphone > poin t from wh ich approximatel y spherical wavefron ts from a sou n d-em itting transducer producin g a sinu soi dal sign al at a g iven frequency appear to diverg e wi th respect to a sm all reg i on arou nd an observation poin t at a specified direction and distance from the sou nd sou rce N ote to en try: Th e acou sti c cen tre of a reci procal tran sd u cer wh en u sed as a recei ver i s coi n ci d en t wi th th e acou sti c cen tre wh en u sed as a tran sm i tter N ote to en try: Th i s d efi n i ti on on l y appl i es to reg i on s of th e sou n d fi el d wh ere sph eri cal or approxi m atel y sph eri cal wavefron ts are observed 3.3 equivalent point-transducer notional transducer occupyin g a si ng le poin t that, when located at the positi on of i ts acoustic cen tre, si mu lates the transm itting or receivin g characteristics of a microphone, for a sinusoidal sig nal of g i ven frequ ency, and for a g iven observati on di rection and distance 3.4 principal axis < microphone > l ine throug h the cen tre of an d perpendi cu lar to the diaphrag m of the microph one 3.5 free-field conditions airborne sou nd-field en vironmen t wh ere sou nd waves can propagate freely wi thou t distu rbances of an y kind Reference environmental conditions The reference en vironmen tal ditions are: • temperatu re 23, °C • static pressu re 01 , 325 kPa • relati ve hu midi ty 50 % Principles of free-field calibration by reciprocity 5.1 5.1 General principles General A reci proci ty calibration of microphon es m ay be carried ou t by means of three m icrophon es, two of wh ich shall be reciprocal , or by means of an au xil iary sou nd sou rce and two microph ones, one of which shall be reciprocal N OTE I f on e of th e m i croph on es i s n ot reci procal i t can on l y be u sed as a sou n d recei ver N OTE Laboratory stan d ard m i croph on es are reci procal wh en u sed wi th i n th ei r l i n ear operati n g ran g e 5.1 General principles using three microphones Let two of th e m icroph on es be cou pl ed acoustical l y u nder free-field condi tions U si ng on e of th em as a sou nd source an d the other as a sou nd receiver, th e el ectrical transfer impedance is measured When the acoustic transfer impedance of th e system is kn own , the product of th e free-field sensi ti vi ties of the two coupled m icroph ones can be determ in ed U sin g pai r-wise combin ati ons of three mi crophones, three su ch m u tu al ly indepen den t sensi ti vi ty products are –8– I EC 61 094-3:201 © I EC 201 avai lable, from which an expression for the free-field sensi ti vity of each of th e three microphones can be deri ved 5.1 G eneral prin cipl es u sin g two mi croph on es and an auxi l i ary sou nd sou rce First, let the two m icrophones be coupled acousticall y under free-fi eld condi tions, and the produ ct of th e free-fi el d sensi ti vities of the two microph ones be determined as described in N ext, l et th e two m icrophones be sequ entially presented to the same soun d pressure, set u p by the au xil iary sound sou rce u nder i den tical free-field condi tions The rati o of th e two ou tpu t voltag es will then equal the rati o of the free-field sensiti vities of th e two m icrophones Thu s, from the produ ct and the ratio of the free-field sensitivities of the two m icrophones, an expression for the free-field sensi ti vi ty of each of th e two m icrophones can be derived N OTE I n ord er to obtai n th e rati o of free-fi el d sen si ti vi ti es, a di rect com pari son m eth od can be u sed , an d th e au xi l i ary sou n d sou rce can be an oth er type of tran sd u cer or a th i rd m i croph on e h avi n g m ech an i cal or acou sti cal ch aracteri sti cs wh i ch di ffer from th ose of th e m i croph on es bei n g cal i brated Basic expressi ons Laboratory standard m icrophones are considered reciprocal an d thus the two-port formu lae of th e m icrophones can be wri tten as: z1 i + z1 q =U z 21 i + z 22 q = (1 ) p wh ere p is the sou nd pressu re, at th e acou stical terminals of the microph one, in U pascals (Pa) ; is the sig nal vol tage at th e electrical term inals of th e m icrophone, in vol ts (V) ; q is the volume vel ocity throug h the acou stical termi nals (diaph rag m) of the i z1 = Ze z 22 = Za z1 = z 21 = Mp Za m icrophone, i n cu bic metres per secon d (m /s) ; i s th e cu rren t throug h th e electrical termin als of th e microph one, in amperes (A) ; i s the electrical impedance of the m icrophone when the diaphrag m is blocked, in oh ms ( Ω ) ; i s the acou stic impedance of the m icrophon e when th e el ectrical term inals are un loaded, in pascal-seconds per cu bic metre (Pa ⋅ s ⋅ m − ) , is equ al to th e reverse and forward transfer impedances in vol t-secon ds per cu bic m etre (V ⋅ s ⋅ m − ) , Mp being the pressure sensi tivi ty of th e m icroph one i n volts per pascal (V ⋅ Pa − ) N OTE U n d erl i n ed sym bol s represen t com pl ex q u an ti ti es Form u la (1 ) m ay then be rewritten as: Ze i + M p Za q =U M p Za i + Za q = p (2) wh ich constitu te the formu lae of reciprocity for the microph one Wh en th e sound pressure p is n ot u niform over th e su rface of th e diaphrag m , as wi ll be the case at h ig h frequenci es when the m icroph one i s located in a plane prog ressi ve wave, the l ocation of th e acou stic term inals is g iven throug h th e equ i val en t poi nt-transdu cer sim u lating – 46 – I EC 61 094-3:201 © I EC 201 Le Tableau répertori e u n certai n nombre de composan tes affectan t l'incertitude d'un étalonn ag e Tou tes les composan tes peu ven t ne pas être appropriées dans u ne figu ration d'étal onn ag e donnée car di verses méth odes sont u ti lisées pou r m esu rer l'im pédance électri que de transfert, pou r rédu ire le pl u s possi bl e l'infl uence des réfl exions corrélées provenan t de l'environnemen t et pou r déterm in er les cen tres acou stiqu es des microph ones Tableau – Composantes d'incertitude Grandeur mesurée N° de paragraphe correspondant Impédance électrique de transfert I m péd an ce en séri e Rapport de ten si on Di aph on i e Bru i t i n h éren t et am bi an t Di storsi on Réfl exi on s des en vi ron s 2; Fréq u en ce Bl i n d ag e récepteu r Bl i n d ag e ém etteu r 3; Impédance acoustique de transfert Di stan ce 4; Pressi on stati q u e 6 2; Tem pératu re 6 3; H u m i di té rel ati ve 6 4; On d es stati on n res en tre l es m i croph on es Attén u ati on d e l ’ r 4; An n exe B Paramètres des microphones Cen tres acou sti qu es Ten si on de pol ari sati on 2; Imperfection de la théorie E cart par rapport au x on d es pl an es 4; Traitement des résultats M an i pu l ati on s m ath ém ati q u es E rreu r d 'arron di Répétabi l i té des m esu res Correcti on s de l a pressi on stati q u e 6; An n exe C Correcti on s de l a tem pératu re 6; An n exe C Les com posan tes d'i ncertitu de fig u ran t au Tabl eau son t g énéralem en t fonction de la fréqu ence et doi ven t être déri vées com me i ncertitu de-type I l vient d'exprimer les composantes d'i ncerti tu de sou s form e linéaire, m ais u n e forme log arith m iqu e est ég alemen t acceptabl e, les valeu rs étan t en g én éral très fai bles et l'incerti tu de élarg ie de m esure fin ale dédu i te étant qu asim en t identique I EC 61 094-3:201 © I EC 201 – 47 – Annexe A (informative) Valeurs de la position du centre acoustique Tel qu'il est défin i , le cen tre acoustiqu e dépend de la fréqu ence, de l'orien tation et de la distance entre le point d'observation et le microphone Pou r des poin ts d'observation su ffisamm ent éloig n és, la tri bu tion de la position du cen tre acoustiqu e dans l'incerti tu de d'étalonnag e diminu e A ces distances, le centre de la m embrane peu t être pris comm e centre acou stiqu e Tou tefois, des distances comprises entre 50 m m et 500 m m , sou vent u til isées lors des étalonnag es de réci proci té, les valeu rs données dans la Bi bliog raphie et présen tées la Fig ure A peu ven t s'appl iqu er Les valeurs de la posi tion du cen tre acou stiqu e se rapportent l 'axe principal et son t comptées par rapport la su rface de la membrane en foncti on de la fréqu ence pou r les microph ones de type LS1 P et LS2aP U n e valeu r positi ve sign i fie qu e le cen tre acou sti qu e est en avant de la m embrane L'i ncerti tu de des val eu rs dans la Figu re A est estimée in féri eu re m m en dessous de la fréqu ence de résonance des microph ones A l'h eu re actu ell e, ces données ne son t pas dispon ibles pou r les au tres types de m icrophon es Cen tre acou sti q u e (m m ) N OTE En g én éral , l e cen tre acou sti qu e est di fféren t pou r l es m i croph on es i n d i vi du el s d e m êm e type, en parti cu l i er des fréqu en ces él evées au tou r ou su péri eu res l a fréq u en ce de réson an ce du m i croph on e En prati qu e, l 'u ti l i sati on d 'u n e val eu r m oyen n e ou typi q u e d u cen tre acou sti q u e peu t si m pl i fi er l e cal cu l d e l 'effi caci té en ch am p l i bre Dan s ce cas, u n e com posan te d 'i n certi tu de su ppl ém en tai re associ ée l a vari abi l i té du cen tre acou sti q u e d oi t être aj ou tée d an s l e bu d g et d 'i n certi tu d e 10 LS1 P LS2aP –2 0, 1 10 20 30 40 50 Fréq u en ce (kH z) IEC Figure A.1 – Exemple de valeurs estimées des centres acoustiques des microphones LS1 P et LS2aP indiquées dans les références bibliographiques pour l'Annexe A – 48 – I EC 61 094-3:201 © I EC 201 Annexe B (normative) Valeurs de l'affaiblissement linéique de propagation du son dans l'air B.1 Généralités Certaines g randeurs, décri van t les propriétés de l'air, en tren t dans l es expressions pour le calcu l de l'efficacité en ch am p l ibre des m icrophones (voi r la Formu le (6) et la Form u le (7) ) Les m éthodes de calcul de la densi té et de la cél érité du son dans l'ai r hu mide (y com pris les effets de dispersion) son t décrites dans l'I EC 61 094-2 Les méth odes de calcu l de l'affaiblissem ent l in éi que de propagation du son dans l 'air son t don nées dans l'I SO 961 3-1 Son Ann exe A décrit les mécan ism es physiqu es des phénomèn es, l e parag raph e et l'An nexe B donn an t les formu les perm ettant de calcu ler l 'affaiblissemen t li néiqu e en fonction de la fréquence, de la température, de l a pression statique et de l'hu midi té rel ative La procédure de calcul en B observe l es instructions de l'I SO 961 3-1 , avec qu elqu es ajustemen ts pour satisfai re au x procédu res i ndiqu ées dans l'I EC 61 094-2 B.2 Procédure de calcul Les form ul es i ndiqu ées dans cette an nexe reposent sur l es variables d'en viron nement mesu rées: températu re, en degrés Celsiu s (°C) ; pression stati qu e, en pascals (Pa) ; hu m idité relati ve, en pou rcen tag e (%) ; t ps H Le calcul de l'absorption de l'air ti en t com pte du fait qu e l'air h um ide n 'est pas un g az i déal et donc qu e certaines grandeu rs et constan tes su pplémen taires son t u til isées: T T20 p s, r = = = c p sv ( t) xw α cl α rot α vi b, O α vi b, N frO frN α = 273, + t, températu re th erm odyn am i qu e, en kelvin (K) ; 293, K (20 °C) ; 01 325 Pa; céléri té du son dans des condi ti ons am bian tes réel les, en m ètres par seconde (m/s) ; pression de l a vapeu r d'eau de satu ration, en pascals (Pa) ; fraction m olaire de la vapeur d'eau dans l 'air; absorpti on cl assiqu e négl ig ean t l'influ ence des procédés de relaxati on molécul aire; absorption causée par les procédés de relaxati on molécu laire rotationnelle, en népers par mètre (N p/m) ; absorpti on m olécu laire du e la relaxation vi bration nelle de l 'oxygèn e, en népers par m ètre (N p/m) ; absorpti on m olécu laire du e la relaxation vibrati on nelle de l 'azote, en népers par m ètre (N p/m) ; fréqu ence de relaxation de l 'oxyg ène, en hertz (H z) ; fréqu ence de relaxation de l 'azote, en hertz (H z) ; α cl + α rot + α vi b, O + α vi b, N affaiblissement l in éi que de propag ation du son dans l'air, en népers par mètre (N p/m ) Etape Déterm in er la pression de vapeu r d'eau de saturation (voir aussi l'I EC 61 094-2:2009, F 2) : I EC 61 094-3:201 © I EC 201 – 49 – psv ( t ) = exp(1, 237 884 ⋅ −5 ⋅ T − 1, 91 31 ⋅ −2 ⋅ T + 33, 937 1 47 − 6, 3343 84 ⋅ ⋅ T −1 ) Etape Déterm in er la fraction molaire de vapeu r d'eau : xw = H p sv 00 p s −8 −7 1, 000 62 + 3,1 ⋅ ⋅ ps + 5, ⋅ ⋅ t ( ) Etape Déterm in er les fréquences de relaxation : 0, + xw ps 24 + 4, 04 ⋅ xw ps, r 3, 91 + xw ps T − T fr N = + 28 ⋅ xw exp −4,1 70 T20 ps, r T20 fr O = − − Etape Détermin er les com posan tes d'absorption i ndi vi du elles: α cl + α rot = 8, 42 × α vib,O = 4, 3778 f c α vib,N = 36, 6624 −1 −1 ps f ps,r ( fr O + f f c −1 ( −1 / fr O fr N + f T 2 T20 ) / fr N −1 ) −1 T T20 −2 T T20 −2 exp( −2239,1 / T ) exp( −3352, / T ) Etape Calcu ler l'affaibl issemen t li néiqu e de propagation du son dans l'air α en népers par mètre (N p/m) : α = α cl + α rot + α vib,O + α vib,N = f T T 20 + -1 8, 42 × -2 -1 ps T p s, r T 20 4, 3778 exp ( −2 239,1 / T ) + 36, 6624 exp ( −3 352, / T ) c c fr N + ( f / fr N ) f r O + ( f / f r O) L'exacti tu de des valeu rs calcu lées de l'affaiblissement linéiqu e de propag ation du son dans l 'air est estim ée ±1 % pour des vari ations des paramètres dans les plag es su i van tes: Tem pérature de l'air: − 20 ° C 50 ° C – 50 – Pression statiqu e: Fraction molaire de vapeu r d'eau : Rapport fréqu ence/pression : I EC 61 094-3:201 © I EC 201 m oins de 200 kPa 0, × − 50 × − 0, H z/kPa H z/kPa Le Tableau B don ne les valeu rs de l'affai blissemen t li néiqu e de propagation du son dans l'air calcu lées, selon l 'I SO 961 3-1 , dans l es di tions ambiantes l es plus pertinen tes pour des étalonnag es en cham p libre de réciprocité pratiqués dans u n l aboratoire Les valeu rs indiquées dans le tableau , exprim ées en décibels par mètre, sont égales 8, 686 α Tableau B.1 – Valeurs de l'affaiblissement linéique de propagation du son dans l'air (en dB/m) kH z = 21 °C, p s = 01 ,325 kPa H=25 % H=50 % H=80 % = 23 °C, p s = 01 ,325 kPa H=25 % H=50 % H=80 % = 25 °C, p s = 01 ,325 kPa H=25 % H=50 % H=80 % ,0 0, 005 0, 004 0, 005 0, 005 0, 005 0, 005 0, 005 0, 005 0, 006 , 25 0, 007 0, 005 0, 006 0, 007 0, 006 0, 006 0, 007 0, 006 0, 007 ,6 0, 01 1 0, 007 0, 007 0, 01 0, 007 0, 008 0, 009 0, 008 0, 009 2, 0, 01 0, 009 0, 009 0, 01 0, 009 0, 009 0, 01 0, 01 0, 01 2, 0, 024 0, 01 0, 01 0, 022 0, 01 0, 01 0, 020 0, 01 0, 01 3, 0, 036 0, 01 0, 01 0, 033 0, 01 0, 01 5 0, 030 0, 01 0, 01 4, 0, 056 0, 028 0, 021 0, 051 0, 027 0, 021 0, 046 0, 025 0, 021 5, 0, 084 0, 042 0, 029 0, 077 0, 039 0, 029 0, 070 0, 037 0, 028 6, 0, 26 0, 064 0, 044 0, 1 0, 060 0, 042 0, 07 0, 056 0, 040 8, 0, 88 0, 01 0, 067 0, 76 0, 093 0, 063 0, 64 0, 086 0, 060 0, 0, 264 0, 52 0, 01 0, 253 0, 41 0, 094 0, 240 0, 30 0, 089 2, 0, 357 0, 229 0, 53 0, 353 0, 21 0, 43 0, 342 0, 98 0, 34 6, 0, 477 0, 354 0, 243 0, 488 0, 332 0, 227 0, 488 0, 31 0, 21 20, 0, 592 0, 51 0, 368 0, 626 0, 490 0, 345 0, 646 0, 464 0, 324 25, 0, 71 0, 725 0, 551 0, 773 0, 706 0, 520 0, 822 0, 679 0, 491 31 , 0, 842 1 , 001 0, 824 0, 933 0, 999 0, 787 , 01 6 0, 982 0, 749 40, 0, 994 , 344 , 21 1 ,1 , 379 , 84 , 232 , 391 , 41 50, , 75 , 71 , 708 , 31 , 800 , 693 , 463 , 861 , 659 f t t t I EC 61 094-3:201 © I EC 201 – 51 – Annexe C (informative) Influence de l'environnement sur l'efficacité des microphones C.1 Généralités L'Ann exe C don ne des in form ations su r l 'in flu ence de l a pression statiqu e et de la températu re sur l'efficaci té en champ libre des microph ones de type LS1 P et LS2P A l 'heu re actuelle, les données correspondantes ne son t pas disponibles pou r les au tres types de microph ones LS U ne description exh au stive de l 'in fluence des conditions ambiantes sur l'effi caci té en pression des m icroph ones est donnée l'An nexe D de l 'I EC 61 094-2:2009 Ou tre cette in fluence, l'im pédance de rayon nemen t et la di ffracti on au tou r du m icroph one dépenden t aussi des conditi ons am biantes Les détai ls de constructi on du microphone déterm inen t l 'in flu ence relative des condi ti ons ambian tes La céléri té du son , la m asse vol u mi que et la vi scosité de l'ai r son t considérées comm e des fonctions li néaires de l a tem pérature et/ou de la pression statiqu e Les coefficien ts de pression statiqu e et de tem pératu re obtenu s sont considérés comm e étant détermi nés par le rapport de l'efficacité en cham p libre dans les conditi ons de référence sur l'efficaci té en champ li bre la pression stati que ou la températu re consi dérée, respecti vemen t Ces exemples s'appl iqu en t l'efficaci té en champ libre correspondan t u ne propagation acoustiqu e le long de l'axe principal vers l 'avan t de la m embrane C.2 Influence de la pression statique Des exem ples de coefficien t de pression stati qu e se rapportan t l'efficacité en pression des microph ones sont présen tés la Fi gu re D de l 'I EC 61 094-2:2009 U ne in flu ence su pplémen taire du e l'i mpédance de rayonnem en t modifie principalem en t cette fig u re en rédu isan t lég èremen t la fréquence de résonance Ainsi, en l'absence de connaissances détaillées des coefficients de pression statique pou r les efficacités en cham p l ibre, les valeu rs correspondan tes des effi caci tés en pressi on peu ven t être u tilisées avec une incertitu de accru e des fréqu ences él evées En général , le coefficient de pression statiqu e dépend des détails de constru ction du m icrophon e, les valeu rs réell es pou van t di fférer considérablem en t pou r deu x microphones de constructi on di fféren te, même s'i ls peu vent être de même type En conséqu ence, il vient de ne pas appl i qu er les coefficien ts de pression statique indiqu és dans la Fi gu re D de l'I EC 61 094-2:2009 au x microph ones in dividu els La valeu r basse fréqu ence du coeffici en t de pression statiqu e se situ e gén éralem ent en tre − 0, 01 dB/kPa et − 0, 02 dB/kPa pou r les microph ones de type LS1 P, et en tre − 0, 003 dB/kPa et − 0, 008 dB/kPa pou r les m icrophones de type LS2P C.3 Influence de la température Des exemples de coeffi ci ent de tem pérature se rapportant l 'efficacité en pressi on des microph ones son t présen tés la Fig u re D de l'I EC 61 094-2:2009 Pou r l 'efficacité en ch am p li bre, les variations de températu re i n flu encen t l'efficacité en champ l ibre de deu x m an ières: par l'interm édiaire de l'im pédance de rayonn emen t su pplémen taire, et par cel le du facteur de di ffraction S( f, θ ) (voir la Formu le (4) ) L'influ ence su r l 'efficaci té en cham p l ibre provenan t de l 'i mpédance de rayon nem ent observe la mêm e procédu re qu 'i ndiqu é en C ci-dessus, savoir l es coefficients de tem pérature val ides pou r les efficaci tés en pression peu ven t être appliqués avec u ne i ncerti tu de accru e des fréqu ences élevées – 52 – I EC 61 094-3:201 © I EC 201 L'influ ence de l a températu re su r la céléri té du son , c'est-à-dire su r la longu eur d'onde, a ég alemen t un impact sur le facteu r de diffracti on S( f, θ ) (voir la Formu le (4) ) Cet effet dépend de l 'an gl e d'incidence acou stiqu e et peu t prendre des valeu rs im portantes au x fréqu ences élevées pou r certains an g les où l'efficacité est m i nimale Pou r l'incidence n ormal e du son, l'I EC TS 61 094-7 décrit les différences de ni veau d'efficaci té en cham p l ibre et en pression pour les microph ones de type LS1 P et de type LS2P et leur dépendance la température La valeu r basse fréqu ence du coefficien t de températu re se si tu e g énéralemen t en tre − 0, 005 dB/K et +0, 005 dB/K pou r l es m icroph ones de type LS1 P et de type LS2P I EC 61 094-3:201 © I EC 201 – 53 – Annexe D (informative) Application de techniques de filtrage temporel pour l'élimination des réflexions et interférences acoustiques indésirables entre les microphones D.1 Généralités L'applicati on prati qu e de la méthode de réciprocité en champ l ibre peu t rencon trer u n certain nom bre de problèm es qu i on t u n effet dég radan t su r l 'exacti tude de l'efficaci té en cham p li bre détermi née partir de ces m esu res Ces pertu rbations incluen t la diaphon ie électriqu e, les réfl exi ons des élémen ts mécaniques u tilisés pou r ten ir l es m icrophon es en place et des parois, et l es in terférences acoustiques entre les m icrophon es Ces pertu rbati ons peu ven t être totalemen t ou partiellement élim inées en fil tran t l e dom aine tem porel (techn iqu es de fi ltrag e tem porel ou techn iqu es de fen êtrag e temporel) Les principes de base du fi l trage dans le domaine tem porel appropriés pour cette parti e de l'I EC 61 094 son t décri ts dans l'I EC 61 094-8:201 2, B , B et B D.2 Considérations pratiques D.2.1 Rapport signal sur bruit I l est cou ran t, en raison du rapport sig nal su r bru i t (SN R) très faible pendan t la mesu re de l'im pédance électriqu e de transfert, qu e des sig nau x pu remen t si nu soïdau x soien t u ti l isés pou r exci ter le m icrophone émetteu r De forts sig nau x d’en trée peu ven t in trodu ire des artefacts harmoni qu es qui affecten t le n i veau de l a composante de la fréqu ence fondamen tale, et qu 'il vien t donc d'éviter I l est possible d'améli orer le rapport sig nal /bru it en appl iqu an t u n fil trag e bande étroite au m oyen de fil tres matériels, d'u n moyenn ag e spectral ou d'u n moyennag e synchron e dans l e domain e temporel Le rapport sig n al su r bru i t dépen d de la fréqu ence A des fréquences faibles et très élevées, l 'efficaci té des m icroph on es en tan t qu 'émetteurs acoustiqu es est très faible, le rapport si g nal su r bru i t obtenu étan t faible Cela exi ge des temps d'in tég ration long s et peu pratiqu e pou r obten ir u ne bande passan te de filtrage su ffisam men t étroite Des rapports sig nal su r bru it acceptables son t gén éralemen t obtenus dans la plag e de fréqu ences comprise 0, fois et fois la fréqu ence de résonance des m icrophones Cela présente un e l im i tati on de l a plage de fréqu ences dans laqu elle l 'exactitu de des m esures de l'impédance él ectriqu e de transfert est acceptabl e, qu el qu e soi t l e type de sig nal u ti lisé D.2.2 Réflexions des parois et de l’équipement de mesure Le m om en t où les réflexions des parois et au tres élém en ts m écani qu es de l’équ ipemen t de m esu re attei gn ent les microph ones aide défin ir de qu el le lon g ueu r il vien t que la réponse impulsionnelle totale soi t pou r séparer entièrem en t les réflexions précoces et tardi ves de l a réponse i mpu lsionn el le directe Ou tre l es considérati ons de conception pratiqu es qu i défi nissen t la posi tion des élém en ts poten tiellement réfléchissan ts dans le m on tag e de mesu re, l e ch oix du matéri au absorban t u tilisé dans l es sall es de m esu re a u ne i nflu ence su r la sél ection des paramètres de mesu re U n e volu ti on ci rcu laire peu t se produ ire l orsqu e la fonction de transfert est mesurée dans l e domaine fréqu en tiel, pu is transform ée dans le domaine tem porel Par conséqu en t, en cas de réponses i mpu lsionnel les de lon g ueu r i nsu ffi san te ou , i n versement, si l 'écart entre les fréqu ences n 'est pas assez faible, les réflexions secondaires ou tertiaires en retard son t écartées au n i veau du microph one récepteu r, l esqu elles se repli ent al ors su r la réponse – 54 – I EC 61 094-3:201 © I EC 201 im pu lsi onn ell e obtenue et affecten t très probablemen t les résu ltats fin au x Ceci est particu li èrem en t cri tiqu e dans les peti tes sal les Le problème peu t être rédu i t l e plu s possibl e • en rédu isant l e pas fréqu entiel, et en aug men tan t ainsi la longu eur de la réponse i m pu lsi onn ell e (ceci am éli ore égalemen t l'éch antil lonnag e des réflexions et au tres pertu rbations) , et • en recou vran t l es parois de la sal le de mesure d'u n matériau absorban t qu i rédui t d'au m oins 30 dB l'ampl itu de de l'onde incidente La volu tion circu laire ne se produi t pas en cas de bal ayag es fournissan t u n "zero-padding " su ffisan t Tou tefois, i l est importan t de s'assu rer que l a réponse impulsionnel le est su ffisamment l ong u e pou r inclure tou tes les réflexions D.3 D.3.1 Limitations en fréquence Généralités Des balayag es en sig nau x si nu soïdau x peu ven t être u ti lisés pou r mesu rer la réponse en fréqu ence dans u ne plag e de fréqu ences li mi tée qu i peu t inclu re l es basses fréqu ences, et ju squ'à u ne li m ite de fréqu ence indiqu ée par l 'i nstru men t u tilisé Les m esu res basées su r des sons pu rs ou des sig nau x larg e bande, comme le bru i t pseu do-aléatoire, peu ven t ég alemen t dém arrer basses fréqu ences et jusqu 'à u n e lim ite de fréqu ence élevée di ctée par l'instrum ent En raison des li m itations sig n al su r brui t abordées en D , l es di fficu ltés pratiqu es l iées l 'i n tég ration de m esures basses fréqu ences peu ven t l 'emporter sur les avan tages De plu s, la n ature de chaqu e méthode de mesure exige de traiter différem ment les lim i tati ons basses fréquences D.3.2 Mesures basées sur les balayag es en fréquence Les sig n au x de balayag e peu ven t ờtre conỗu s pou r avoi r u ne ten eu r en fréqu ences fi née dans u ne ban de de fréqu ences limi tée Le traitem ent des sig nau x en trn an t la détermination de l a réponse i mpu lsion nel le repose su r l a déconvolu tion de la réponse mesu rée avec le fil tre in verse, la conception du sig nal pouvan t bénéficier des considérations su ivan tes • Le fi l tre in verse ampl ifie ces composan tes de fréquence en dehors de la plag e de fréqu ences concernée Ceci peu t poten tiel lemen t masquer l a réponse impu lsionn el le récu pérée si l e rapport si gn al su r brui t (SN R) en dehors des fréqu ences concernées n'est pas su ffisamm en t élevé pou r trecarrer l'ampl ifi cation fou rnie par le fil tre inverse • Tou te discon tinu i té dans le sig nal d'excitati on en trn e des artefacts sou s forme de bru it im pu lsif Ceci est particu lièremen t im portant lors de l a conception du débu t et de la fin du sig n al d'exci tation Rédu ire l e débu t et l a fin du sig nal d'exci tation avec u n e fenêtre temporell e peu t évi ter ce g enre de probl èm e • Si la sélecti vité temps-fréqu ence représentée par les sign au x de bal ayag e doi t être entièremen t expl oitée, en particul i er pour l'analyse de distorsion , i l est i mportan t d'appliqu er le processus de déconvolu tion comme convolu tion linéaire Pou r effectu er ceci dans l e domaine fréqu enti el au m oyen des alg orith mes de transform ée de Fourier discrète (DFT) ou de transformée de Fourier rapi de (FFT) , des zéros doi ven t être ajou tés l a fin des sig nau x temporels (cette procédu re est sou vent appelée "zero-padding ") de mani ère ce qu 'i l n 'y t pas d'effet d'enveloppem en t lors de l 'exécu tion de l a volu tion D.3.3 Mesures basées sur les sons purs Lorsqu e la réponse en fréqu ence est mesu rée avec des sons purs, l es poin ts de débu t et de fi n de la pl ag e de fréquences m esurée peu vent être choisis de mani ère arbi traire En raison de l a présence de di aphon ie, de bru it de fond et de faibles capaci tés d’émission des m icrophones, il est im possible (ou trop chronophag e) d'effectu er des mesu res des I EC 61 094-3:201 © I EC 201 – 55 – fréqu ences in férieu res u n h ui tième de la fréqu ence de réson ance pour les m icrophon es LS1 et LS2 I l vien t de sél ectionner l a fréqu ence de mesu re la plu s élevée de manière obtenir u n e représen tation plu s réaliste de la réponse i mpu lsion nelle directe entre les m icrophon es Ceci a g énéralemen t l ieu lorsqu e la fréquence la plus élevée mesu rée est su périeu re à fois la fréqu ence de résonance des m icroph ones D.4 D.4.1 Générati on d es portions manqu antes d e l a réponse en fréq u ence avant l a transformati on en dom aine tem porel G énéral ités Pou r transformer le domain e fréquen tiel en dom aine temporel et obten ir u ne représen tation de la réponse impu lsionnel le sans artefact, l'im pédance de transfert des fréqu ences comprises entre −∞ et +∞ (ou en tre et +∞ l orsq u 'u ne réponse en fréq u ence posi ti ve est u ti lisée) doit être m esurée Cela ne peu t pas être effectué en prati qu e, et u ne mesu re sera réalisée dans des l im ites de fréqu ence bi en défi nies, ( fm i n , fm ax ) , comme in di qué ci-dessu s U n e représen tation moi ns précise mais encore fiable peu t être obtenu e l'ai de de deu x procédu res: remplissag e des plag es de fréqu ences manqu antes avec l es val eu rs de réponse en fréquence détermi nées de manière théori que et appl ication d'u n fil tre de fréqu ences passe-bas ou d'u n fil tre de fréquences passe-ban de avan t l a transformati on vers le domai ne temporel En principe, l a réponse en fréquence mesurée peu t être représentée com me la m u lti plication de la réponse en fréqu ence i nfi ni e et u n fil tre de fréquence passe-bande rectang ul re Tou tefois, i l n 'est pas recom man dé d'u ti liser cette approche, car u n tel fil tre comporte des l obes latérau x fai blem en t attén u és qu i peu vent taminer la réponse i m pu lsi onnelle avec des composan tes parasites D.4 Fréqu ences m anq uan tes au-d essou s d e l a fréq u ence de m esu re mi ni m ale L'impédance électriqu e de transfert en tre f = et f = fm i n peu t être g énérée l 'ai de d'une expression obten u e partir de la réorg anisation de l a Formul e (7) : U2 i1 =j ρf d1 M f,1 M f,2 e − j kd1 e −α dm1 (D ) A basses fréqu ences ju squ 'à en viron u n qu art de la fréqu ence de résonance, l'efficacité en ch am p libre peu t être calcu lée avec la Form u le (4) A ces fréqu ences, l a ch arg e de l 'im pédance de rayonnemen t peu t être négl ig ée, et l 'efficacité en cham p libre peu t être calcu lée partir du produ i t de l'efficacité en pression et du facteu r de di ffraction De plu s, ces fréquences, l'absorption de l'air peu t ég alemen t être néglig ée dans la Form ul e (D ) L'efficacité en pression peu t être déterm inée de m an ière expérimen tale partir des mesures de l ’excitateu r él ectrostati qu e ou de l'étalonnage par réciprocité Tou tefois, il est essentiel de n oter que, dans u n étalonnage en cham p l ibre, le tube d'équ i li brage des pressions du m icrophone est exposé au cham p acou sti qu e L'efficacité en pressi on peu t ég alemen t être détermi née de m an ière analyti qu e parti r de modèl es de paramètres l ocal isés Le facteu r de diffracti on peu t être déterm in é soit de man ière n um éri qu e par la m éthode des élémen ts de fron tière, l a méth ode des élémen ts fi nis ou par tou te au tre formu lation in tégral e, soit de man ière expérimen tale parti r des mesures dans un g rand tu be onde station naire N OTE Pou r évi ter tou te d i scon ti n u i té i m portan te en tre l es i m péd an ces de tran sfert cal cu l ées et m esu rées, u n e tran si ti on en dou ceu r peu t être obten u e en défi n i ssan t u n e pl ag e d e fréqu en ces d e ch evau ch em en t d an s l aq u el l e l a répon se en fréq u en ce est cal cu l ée sou s form e d e m oyen n e g l i ssan te prog ressi ve – 56 – D.4.3 I EC 61 094-3:201 © I EC 201 Fréqu ences m anq uantes au-d essus d e la fréq u en ce d e mesu re maximal e En prati qu e, l es don nées hau te fréqu ence n e peu ven t pas être détermin ées partir de la Form u le (D ) en raison des nom breuses com plexités l iées au comportem en t du m icrophone: réson ances dans la cavi té arrière, pertes visqu euses, etc U ne approche si mpl ifiée peut consister considérer le m icroph one comm e un système u n seu l deg ré de liberté, don t l'efficacité chu te de dB par octave au-dessus de sa fréqu ence de résonance U ne approche sim ple et pratiqu e consiste extrapoler la réponse en fréquence com plexe l'ai de des qu el qu es dern iers poin ts de m esu re dans lesquels la réponse en fréqu ence mesurée dimi nu e dou cemen t D.4 Fi l trag e d e la réponse en fréqu ence éten du e Un e mesu re su pplémen taire pour accélérer l 'affaibl issemen t de la réponse en fréqu ence des fréqu ences élevées consiste appli qu er u n fil tre de fréqu ences passe-bas I l vient qu'un fil tre passe-bas conỗu cet effet comporte des lobes secon daires fortement atténu és (au m oi ns 80 dB) , u n e ondu lation mi nimale (0, 01 dB m aximu m ) et une phase l in éaire I l est également recom man dé qu e la fréqu ence de cou pu re du filtre soi t dans la pl ag e de fréqu ences extrapolée N OTE U n fi l tre passe-ban d e au x propri étés si m i l res cel l es du fi l tre passe-bas peu t ég al em en t être u ti l i sé I EC 61 094-3:201 © I EC 201 – 57 – Bibliographie S'appliqu e l 'Annexe A: WAGN ER, R P , an d N EDZELN I TSKY, V Determination of acou stic cen ter correction valu es for type LS2aP microphon es at n ormal incidence, J Acoust Soc Am 04 , 998, 92-203 BARRERA-FI GU EROA, S , RASMU SSEN , K , and J ACOBSEN , F The acou stic cen ter of laboratory standard microphones, J Acoust Soc Am 20 , 2006, 2668-2675 RODRI GU ES, D , DU ROCH ER, J -N , BRU N EAU , M , and BRU N EAU A -M , A new meth od for the determ ination of th e acou stic cen ter of acoustic transducers, Acta Acustica united with Acustica 96 , 201 0, 300-305 S'appl iqu e l'An nexe D: U ne bibli og raphie g énérale relative au x m éth odes de fi ltrag e temporel appliqu ées l'étalon nag e du microphone est présen tée dans l'I EC 61 094-8 La bibli og raphi e ci-dessous complète ces ou vrag es de référence l iés l'application de techniqu es de fil trag e temporel l'étalon nag e de réciprocité en ch am p l ibre I EC 61 094-8:201 2, Microphones de mesure – Partie 8: Méthodes pour la détermination de l'efficacité en champ libre par comparaison des microphones étalons de travail Analyse des perturbations acoustiques lors de l’étalonnage en champ libre des microphones étalons condensateurs dits d’un pouce par la technique de la réciprocité, Laboratoi re N ati onal d’Essais, 989 LAMBERT, J -M , and DU ROCH ER, J -N , VORLÄN DER, M , an d BI ETZ, H N ovel broad band reciproci ty technique for simu ltaneou s free-field and diffu se-field m icrophone cal ibration, Acustica 80 , 994, 365-377 BARRERA-FI GU EROA, S , RASMU SSEN , K , an d J ACOBSEN , F A time-selecti ve techn iqu e for free-field reciprocity calibration of condenser m icroph ones, J Acoust Soc Am 1 , 2003, 467-1 476 KWON , H S , SU H , S J , and SU H , J G Frequency Windowing Tech ni que for Reducing M u ltiPath N oise i n Free-Field Reciproci ty Microph one Calibration Meth od, Key Engineering Materials 321 -323 , 2006, 245-1 248 _ INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION 3, rue de Varembé PO Box 31 CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel: + 41 22 91 02 1 Fax: + 41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch