Analyseur audio gratuit

Analyseur audio FFT/Générateur 110 dB, 5 Hz à 90 kHz, 0.007%, gratuit ! 

Comment réaliser tout ça gratuitement ?

En utilisant un PC Windows 10, 11... et un logiciel analyseur de spectre.

Notre ancien PC portable, un Asus N56V est équipé :

Si votre portable n'a pas d'entrée microphone, vous pourrez utiliser le générateur mais pas l'analyseur ou l'oscilloscope. 

A moins de rajouter une prise microphone extérieure vie une clef USB, mais attention à la qualité : les prises micro casque USB à 1.5 € ne sont pas toujours au top !

En général, ces adaptateurs USB low cost sont équipés d'un circuit intégré CM108 qui ne permet pas de dépasser 16 bits et 48 kHz de fréquence d'échantillonnage ADC et DAC.

 https://www.ebay.fr/itm/USB-To-3-5mm-Mic-Headphone-Jack-Stereo-Headset-3D-Sound-Card-for-PC-Computer-Hot/283047763157?hash=item41e6f61cd5:g:dVAAAOSwt5VbGNTC

Mais les adaptateurs audio USB externe ont une qualité : en cas de fausse manip, c'est l'adaptateur à 1.5 € qui lâche, pas la carte son du précieux portable !

Les PC "tour" ont, en général une carte son qui contient tout.

L'idéal est d'avoir un portable dont la carte son a une entrée (et une sortie) stéréo et peut monter, en entrée et en sortie à 96 kHz, voire 192 kHz ou plus de fréquence d'échantillonnage et 48 kHz de bande passante (voire 92 kHz) (rappelons qu'on ne peut pas dépasser la moitié de la fréquence d'échantillonnage en bande passante).


Il faut installer un logiciel pour PC Windows d'analyse de spectre. Il y en a beaucoup. Des gratuits et des payants. Des bons et des moins bons...

Nous en avons essayé pas mal... 

La plupart des logiciels sont limités à 16 bits 44 kHz échantillonnage et 20 kHz de bande passante. La plupart des cartes son peuvent faire beaucoup mieux...

Recette de l'analyseur gratuit : (Virtual Analyser)

Nota : actuellement (juillet 2021) je recommande la version 2020 Beta (La version 2021 a trop de bugs, la version 2019 est moins puissante)

Attention : quand Windows fait une mise à jour, en général, il remet les paramètres du microphone par défaut : effet, volume, format...

Nota : si on ne le lance pas en mode administrateur, on ne peut pas enregistrer les réglages....

Et voilà !

(En cas de problèmes, voir la rubrique un peu plus loin)


Nous avons testé l'analyseur : avec notre vieux Asus N56V : la bande passante est de 10 Hz à 90 kHz : pas trop mal :

Ici, après calibrage et réglage de l'analyseur et des paramètres son de Windows (16 bits 192kHz), mesure d'un petit générateur BF réglé à 1V RMS et 1kHz :

L'harmonique principale à 1 kHz -6 dB et l'harmonique 2 kHz vers -40 dB, un taux de distorsion de 2.1% : moyen notre petit générateur...

Une dynamique de 100 dB, un peu moins au-dessus de 40 kHz (90 dB).

Les défauts (minimes) du logiciel :

Mais bon, pour un logiciel gratuit, ce n'est pas si mal...

Carré 1 kHz :

Évidemment, il faut être prudent avant de brancher le PC sur la sortie enceinte ampli...

Exemple de mesure de bande passante sortie son reliée à l'entrée :

Une bande passante de 5 Hz à 100 kHz, un peu plus de 100 dB de dynamique...

Mesure du générateur sinus du logiciel : 0.015 % de distorsion (on peut descendre à 0.007 %)

Mesure du générateur BF 1 kHz d'une petite carte XR2206 : une distorsion (visible à l'œil), de 2.7 % : c'est nettement moins bon !

Ce logiciel, gratuit, offre de nombreuses possibilités : (2 voies d'entrée si le PC le permet)

PDF pour construire la carte ZLRC (en italien) : http://www.sillanumsoft.org/Download/impedUSB.pdf

Le même document traduit (automatiquement) en français : impedUSB.it.fr.pdf

Nous pensons qu'on doit pouvoir construire une telle carte à très bas coût en modifiant un adaptateur audio USB à 1.70 € comme celui-ci :

 https://www.ebay.fr/itm/USB-To-3-5mm-Mic-Headphone-Jack-Stereo-Headset-3D-Sound-Card-for-PC-Computer-Hot/283047763157?hash=item41e6f61cd5:g:dVAAAOSwt5VbGNTC

Voir : https://www.electroschematics.com/usb-sound-card-hack/

Mesure de la bande passante (Sweep) du microphone et haut-parleurs intégrés d'un PC portable ASUS UX501 :

Mesure de la bande passante (Sweep) du microphone du PC portable ASUS UX501 et ampli Denon PMA-320 et enceintes Martin Logan Aerius II :

Visiblement, ce sont les microphones du PC Asus qui ont un "trou" en dessous de 10 kHz mais une bande passante large...

.Mesure de la bande passante (Sweep 60s) d'un ampli Denon PMA-320 et enceintes Martin Logan Aerius II avec un bon microphone electret :

Tiens, tiens, il n'y a plus de trou dans la bande passante. Reste à savoir si l'atténuation vient plutôt du microphone ou des enceintes...

 Les Martin Logan sont annoncées à  40 Hz  - 20 kHz  à 3 dB.

La même mesure de la bande passante d'un ampli Denon PMA-320 et enceintes Martin Logan Aerius II avec un bon microphone electret, mais en bruit blanc :

Le résultat est instantané.

Une mesure en sinus pur, sortie bouclée sur l'entrée : le THD est inférieur à 0.007% : pas si mal :

On utilise maintenant un microphone Electret passé au banc Bruel & Kjaer :

Une bande passante relativement plate de 20 Hz à 20 kHz avec un creux de 4 dB à 30 Hz et un autre creux de 3 dB autour de 15 kHz

Mesure de la bande passante d'un ampli Denon PMA-320 et enceintes Martin Logan Aerius II avec le microphone electret étalonné, en bruit blanc :

Une documentation assez complète (en anglais) de VA : http://www.mcgee-flutes.com/VA-Intro.htm


Calibration du voltmètre :

Attention pour les mesures DC : la plupart des entrées microphone ou ligne ont des condensateurs d'entrée qui ne transmettent pas la composante continue

Attention pour les mesures DC : la plupart des adaptateurs audio USB ont un filtre numérique pour couper la composante continue : avant de supprimer le condensateur d'entrée de la prise microphone, faites un essai, par exemple en reliant l'entrée microphone, après le condensateur, à la masse USB à travers une résistance de 10 kOhms. Si la valeur indiquée par le voltmètre de VA en position DC bouge et revient immédiatement à 0 : l'adaptateur a un filtre coupe bas : il n'y a rien à faire : on ne pourra pas mesurer de tension DC avec cet adaptateur...


En cas de problèmes :


Nota : quand le programme est bien réglé, Nous recommandons de copier va.ini en (par exemple) va - Copie.ini pour récupérer la bonne configuration facilement en cas de problèmes...

Nous allons connecter notre PC à un adaptateur de carte son USB (à 3.5 €)

OK, à partir de maintenant, l'analyseur n'est plus gratuit...:-)

https://www.ebay.fr/itm/294099631171?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2060353.m2749.l2649

Raté : contrairement à ce qu'affirment les chinois, il y a 2 entrées micro mono (et pas stéréo) en // et 2 sorties stéréo en // : la même chose que la carte son sauf que la fréquence d'échantillonnage est limitée à 48 kHz.

Le circuit intégré intérieur est dans la résine, donc on ne peut pas connaître le modèle, mais c'est probablement un CM108 ordinaire.

Sans intérêt donc.

Essai de la dernière version VISUAL ANALYSER BETA - 2022 Silvia (32bit) :

Analyseur audio à moins de 80€

Analyseur audio FFT/Générateur 110 dB, 5 Hz à 90 kHz, 0.0007%.

Après 2 années d'utilisation (octobre 2023), nous avons décidé de tester la solution payante (un peu moins de 80 €).

Nous avons acquis une carte ADC/DAC 24 bits 192 kHz connectée en USB (pour 77 € port compris)

Chez Ali Express :

Installée dans un profilé aluminium de fenêtre muni de 2 faces avant et arrière en aluminium et 4 pieds caoutchouc :

Pour réaliser un coffret électronique en métal, solide, économique et esthétique :

On peut évidemment simplifier en supprimant les faces plexi et les feuilles papier.

Pour le prix des entretoises et de la visserie, on obtient un coffret métal solide et esthétique.

ATTENTION : cette solution ne garantit pas la continuité électrique entre coffret et face avant et arrière : prévoir, par exemple, des vis M3 fraisées, rondelles et écrous sur les faces (masquées par la feuille imprimée) et sur le fond du coffret, le tout relié par des cosses à œil et câbles.

😀

Le coffret est équipé d'une face arrière (vide à part les 4 vis M4 de fixation et une vis M3 de mise à la masse) et d'une face avant avec : 

Ces 3 derniers éléments étant ceux de la carte.

A l'arrière de la carte se trouvent les 2 embases Jack 3.5 femelle que nous avons reliées par 2 petits câbles jack 3.5 mâles stéréo à nos embases BNC en face avant.

Avantages de la solution :


Le coffret avec sa face avant aluminium (mais sans la face avant en plexi ni la face avant en papier imprimée) :

Sur la photo du haut : un coffret avec des vis M4, sur la photo du bas, un autre coffret avec des vis M3.

(Sur les photos, des films en plastique protègent les faces, Ils seront ôtés après perçage et découpes...).

Ce principe de coffret a été utilisé pour la réalisation de notre double sonde différentielle isolée pour oscilloscope. 

La face avant en aluminium + papier imprimé + plexi avec les 4 embases BNC reliées par 2 à 2 cordons stéréo Jack 3.5 mâles destinés à être connectés sur la carte. Une vis tête fraisée M3 invisible sous la feuille de papier et un fil noir avec une cosse ronde. Le même sur la face arrière, les 2 reliés à une vis M3 fixée au fond du coffret pour la liaison électrique de masse.

Les 2 embases BNC du haut (sorties) sont isolées de la masse du coffret grâce à une découpe un peu plus large dans la face avant alu (mais de taille normale dans la face avant plexi), on glisse une fine rondelle de gaine thermo rétractable sur la partie filetée de la BNC et une feuille plastique translucide visible sur la photo. Ceci pour éviter les boucles de masse.

Les masses des deux embases BNC d'entrées sont, pour l'instant, connectés à la masse du coffret. Nous verrons si nous les isolerons (comme les embases BNC de sortie) lors des essais électriques.

La face avant aluminium + feuille papier imprimée + face avant transparente en plexi :

Ce système (face aluminium, feuille papier imprimée, face avant plexi) permet une face avant imprimée propre, résistante et facile à modifier (on peut refaire les inscriptions).

(Le film plastique de protection de la face avant plexi a été partiellement retiré).

2 entrées 24 bits 192 kHz, 2 sorties 24 bits 192 kHz, distorsion <0.002%, dynamique 105 dB...

Nous avons reçu la carte (avec le cordon USB) : elle est reliée aux 4 prises BNC par 2 cordons stéréo Jack 3.5. L'autre câble noir sert à la mise à la masse de la face avant.

Nous avons fixé la plaque en plexiglass de protection fournie avec la carte que nous avons taraudée avec 2 trous M4 et fixée par 2 vis CHC M4 dans le fond du profilé percé par 2 trous M4.

Nous avons découpé et percé la face avant aluminium, la feuille imprimée et la face avant plexi avec une découpe rectangulaire pour l'embase USB et les 2 trous des Leds :

Et nous avons remonté le boîtier : (Vue la hauteur de l'USB et des Leds, il faudra réimprimer la feuille de la face avant).

Essais électriques de la carte

 Nous avons connecté les sorties aux entrées et relié l'USB à un PC : Les Leds ON (rouge) et USB (verte) s'allument.

Dès que nous avons connecté l'USB, la carte a été reconnue par Windows. (USB Hifi Audio). Windows 10 :

Attention : quand Windows fait une mise à jour, en général, il remet les paramètres du microphone par défaut : effet, volume, format...

Lancer le logiciel Windows VA64 (2020) :

Nota : en 2023, nous continuons de recommander l'utilisation de VA64 2020, sinon VA32 2020 (Les versions 2021 et 2022 sont moins fiables)

Distorsion générateur BF DAC + ADC :

Voie 1 : 0.004% (on peut descendre à 0.0007% en limitant la bande passante à 48 kHz)

Voie 2 : 0.004% (on peut descendre à 0.0006% en limitant la bande passante à 48 kHz)

(On voit nettement les harmoniques 3 et 5, 100 dB en dessous de la fondamentale à 1 kHz, surtout en réglant Average sur, par exemple, 10)

Dynamique : environ 120 dB

Bande passante : 96 kHz

Pas si mal !

Il faut calibrer le générateur et le voltmètre...

Bande passante des deux voies : sorties connectées aux entrées :

 Un analyseur de spectre audio de précision, oscilloscope 2 voies (limité à 100 kHz), voltmètre AC RMS large bande, fréquencemètre, distorsiomètre de précision, générateur BF très faible distorsion pour moins de 80€...

That's All, folks !

Créé en 2021

A jour le 21/10/2023

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