B&K High Frequency HATS - Speaker Testing

Un Simulateur Tête et Torse Hautes Fréquences, pourquoi ?

Un simulateur Tête et Torse (HATS) est un appareil de mesures objectives doté d’une bouche et d’oreilles artificielles intégrées, qui permet de reproduire de façon réaliste les propriétés acoustiques d'un être humain adulte « moyen ». Le simulateur Tête et Torse Hautes Fréquences Type 5128 est une évolution novatrice du modèle 4128 présent dans l’industrie depuis de nombreuses années. Cet article présente les avantages et les caractéristiques uniques du HATS Hautes Fréquences.

Par: Dr Rémi Guastavino
Domain Specialist, Acoustics
Brüel & Kjær

Pour commencer : le nouveau simulateur d'oreille

Les domaines de la communication et du divertissement sont en constante évolution et les exigences des consommateurs en matière de qualité audio ne cessent d’augmenter. Nous avions identifié que le simulateur d’oreille du mannequin 4128, doté d’un conduit auditif cylindrique, ne permettait pas le montage réaliste de dispositifs intra-auriculaires. Le coupleur IEC 711 n’était pas non plus conçu pour réaliser des mesures acoustiques sur l’intégralité de la gamme audio, de 20 Hz à 20 kHz. Par conséquent, nous avons décidé de concevoir un nouveau simulateur d’oreille - en commençant par un pavillon et un conduit auditif identiques à ceux de l’Homme - ainsi qu’un tympan artificiel unique reproduisant l’impédance d’une oreille humaine moyenne sur l’ensemble de la gamme audio.

Une oreille anatomiquement correcte

Nous avons collecté les géométries d’un grand nombre d’oreilles humaines grâce à la technologie IRM. La géométrie du canal auditif complet, incluant la partie osseuse jouxtant le tympan, a été enregistrée. En effectuant un post-traitement de toutes ces données, nous avons pu déterminer la géométrie d’un conduit auditif humain moyen. Ainsi, la nouvelle oreille possède un canal auditif anatomiquement correct, avec un simulateur de tympan coudé positionné exactement à l’emplacement du tympan d’un être humain. Une conception nouvelle de la structure intérieure du pavillon a été mise en œuvre, afin d’obtenir une oreille plus robuste, offrant une meilleure résistance à l’usure. La transition entre la partie souple (l’oreille en silicone) et le matériau rigide (l’extrémité du conduit auditif sur lequel est fixé le tympan artificiel) a été étudiée afin de simuler au mieux ce qui se passe sur un être humain.

Nous avons également ajouté une surface en silicone souple tout autour de l’oreille pour garantir une meilleure étanchéité des casques supra-auriculaires. Un nouveau système d’encliquetage permet de retirer facilement l’oreille artificielle si nécessaire. Enfin, nous avons conçu un nouveau dispositif pour fixer et détacher rapidement le coupleur du reste de l’oreille, permettant ainsi l’utilisation de géométries personnalisées du canal auditif et de l’oreille externe. 

Vous avez parlé d’un nouveau simulateur de tympan ?

Tout en mesurant l’anatomie du conduit auditif humain, nous avons également évalué l’impédance acoustique correspondante et avons ainsi déterminé l’impédance acoustique humaine moyenne. Pour garantir l’exactitude de la réponse du simulateur de tympan, jusqu’à 20 kHz (cf : la longueur d’onde d’une onde sonore de 20 kHz est inférieure à 2 cm), nous avons dû travailler avec un niveau de précision sans précédent lors de la conception et durant tout le processus de fabrication. Notre objectif était de disposer d'un tympan artificiel dont la taille serait proche de celle d’un tympan réel. Pour y parvenir, nous avons développé un nouveau microphone d'1/4 de pouce prépolarisé offrant une réponse en pression plate, et un nouveau préamplificateur à faible bruit. Voilà comment est né ce nouveau simulateur de tympan - répondant à la fois aux exigences de réponse en fréquence et d’impédance acoustique.

Un mot sur la bouche artificielle ?

La bouche artificielle a également été repensée. Sur la base d’un haut-parleur conçu sur mesure avec une géométrie optimisée et un système d'aimant plus puissant, nous avons amélioré le volume de l’enceinte acoustique. Il en résulte une bouche artificielle couvrant une gamme de fréquences plus étendue aux deux extrémités du spectre. Cela permet également à la bouche d'être plus puissante avec une coupure optimisée en hautes fréquences. De plus, la nouvelle bouche dispose d’un amplificateur intégré, pour une configuration de mesure plus simple et un coût minimisé.

Quelque chose à ajouter ?

Le simulateur Tête et Torse Haute Fréquence Type 5128 est doté d'un panneau de connectique latéral incluant l'alimentation, le signal de la bouche artificielle et les 2 prises CCLD des microphones (les microphones CCLD permettent l’utilisation de câbles BNC plus économique et simplifie l’utilisation d’un frontal d’acquisition ou d’un système de conditionnement). Vous n’aurez plus besoin de perdre du temps à chercher les câbles, tout est clairement étiqueté et facile d’accès.

Pourquoi me faut-il le nouveau simulateur Tête et Torse ?

Le HATS type 5128 a été spécialement développé pour les applications impliquant les hautes fréquences – incluant les tests de performances audio d’appareils connectés, de dispositifs mains libres, de casques ou de prothèses auditives. Le Type 5128 permet de charger les appareils en essai avec exactement la même impédance que celle appliquée par une oreille humaine « moyenne ». Ce qui signifie qu’il mesure la qualité sonore d’un appareil telle qu’un humain la percevrait. La capacité de mesurer sur la bande complète des fréquences audibles (20 Hz à 20 kHz) constitue une avancée majeure pour l’évaluation des performances sonores, qui pourrait potentiellement favoriser demain le déclin du célèbre coupleur IEC 711.


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