Indice de directivité

Contexte

Indice de directivité (ID) et mesures polaires

On appelle indice de directivité (ID) d’un réseau de micros directionnels le rapport entre la sortie micro d’une source sonore positionnée directement devant le réseau de micros et la sortie de ce réseau mesurée dans un champ sonore diffus de même puissance acoustique totale. Un champ sonore est dit diffus quand la distribution statistique de l'énergie sonore est uniforme dans tout le champ sonore et que la distribution des directions de propagation des ondes est aléatoire. Cette définition de l’ID d’un champ diffus constitue un idéal théorique, mais il est aussi possible de calculer une mesure représentative en champ libre à l’aide d’une chambre anéchoïque et d’un seul haut-parleur. La méthodologie de cette approche est décrite ci-dessous. Il est utile de connaître l'ID d'un micro directionnel parce que cette information peut être interprétée comme une estimation de l’amélioration du rapport signal-bruit ambiant effectif quand le micro directionnel est actif. On peut raisonnablement supposer que, dans de nombreuses situations d’écoute dans le bruit, l’augmentation de l’ID d’un micro directionnel améliorera le rapport signal-bruit et entraînera une amélioration de l’intelligibilité vocale et du confort pour l’auditeur.

Méthodologie de mesure de l’indice de directivité (ID)

La méthodologie suivante présente en détail les procédures de collecte des données permettant de quantifier les mesures de directivité. Ces méthodes s’appliquent à tous les dispositifs de test, dans la mesure du possible. Si la collecte des données requiert de s'en écarter, il convient de l’indiquer explicitement dans le rapport de benchmarking.

ID en champ libre et mesures polaires

Tous les essais sont effectués dans une chambre anéchoïque de 2,67 m x 2,67 m x 2,06 m. La mesure de l’ID nécessite d’imprimer à l'aide auditive une rotation de 360° ou de 180°C (l'autre moitié étant identique du fait de la symétrie) dans un plan d'azimut et d’enregistrer la sortie du micro tous les 5° de rotation. Chaque aide auditive est fixée à l’extrémité d’un bras mécanique au niveau du logement de sa pile et couplée à un coupleur 2cc à l’aide d’une pâte molle de manière à former un joint fiable entre l’appareil et l’ouverture du coupleur. La distance séparant le haut-parleur du point de référence de l’aide auditive est de 1 m. Ce point de référence se situe à mi-chemin entre les ports du micro directionnel, qui se trouvent également dans l’axe de rotation. Ce positionnement permet de maintenir la distance spécifiée entre les deux ports du micro et la source sonore pendant la rotation de l’aide auditive. Un analyseur d’impulsion B&K 3560C génère un stimulus de séquence de longueur maximale (MLS) via un haut-parleur source KEF. La présentation du signal varie entre 50 et 75 dB SPL en fonction du type d’appareil, du modèle et de la configuration d’appareillage. Un programme Visual Basic automatise le processus de collecte des données et effectue un enregistrement tous les 5° sur un total de 360° (un enregistrement 3-D comprendra des rotations complètes dans l’axe horizontal et vertical). Le signal de test est enregistré par un micro électrostatique B&K de 12,7 mm et acheminé à l’analyseur d’impulsion B&K. Le signal enregistré est ensuite traité par Matlab pour générer des informations sur la condition de mesure et la performance directionnelle, y compris des diagrammes polaires et d’ID.

On trouvera ci-dessous un exemple d’utilisation des données issues des mesures de directivité en champ libre :

Ce qui suit est extrait de : Galster, J.A., Yanz, J.L et Freeman, B.A. In the Zōn: Excellence and innovation in hearing aid design. Technology Update, 2008.

Tableau 1. Indice de directivité (ID) en champ libre moyen du Zōn et de ses trois concurrents les plus proches. Directivité en champ libre. Le tableau 1 fournit les ID en champ libre sur le plan horizontal, mesurés dans un coupleur hermétique. La moyenne des données est calculée sur 500, 1 0000, 2 000 et 4 000 Hz pour le Zōn et ses trois concurrents les plus proches. L’ID est une mesure utile parce qu’il fournit un nombre représentatif de l’atténuation assurée par les micros directionnels. Cette atténuation peut également être interprétée comme le RSB effectif. En d’autres termes, l’ordre de grandeur de l’ID est en rapport avec la quantité d'avantage directionnel pour le patient (Ricketts, 2001). experience (Ricketts, 2001).

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Knowles Electronic Manikin for Acoustics Research (KEMAR) Measures

Mesures avec un KEMAR (Knowles Electronic Manikin for Acoustics Research)

L’environnement de test, le matériel et les méthodes d’enregistrement des sorties des mesures in situ de la directivité sont identiques à ceux utilisés pour la mesure en champ libre. Chaque aide auditive est placée dans une position cliniquement adaptée sur le pavillon droit du KEMAR en lieu et place du coupleur 2cc. Elle est ensuite couplée à un coupleur Zwislocki entre l’écouteur de l’appareil ou le crochet d’oreille et l’embout ou l’ouverture du coupleur (on pourra utiliser une pâte molle pour former un joint fiable). L’enregistrement des signaux s’effectue à l’aide d’un micro électrostatique de 12,7 mm et est acheminé à un analyseur de signaux aux fins de traitement. Pour la collecte des données en 3-D, le haut-parleur est déplacé de +90° et le KEMAR subit une rotation de 360° dans le plan vertical et horizontal.

On trouvera ci-dessous un exemple d’utilisation des données issues de mesures de directivité ayant fait appel à un KEMAR :

Le texte suivant est extrait de : Galster, J.A., Yanz, J.L., and Freeman, B.A. In the Zōn: Excellence and innovation in hearing aid design. Technology Update, 2008.

Figure 1. Indice de directivité en fonction de la fréquence pour le Zōn Starkey et trois produits à écouteur déporté (RIC) concurrents. Directivité sur un KEMAR. La figure 1 représente l’ID en fonction de la fréquence, enregistré sur un KEMAR avec appareillage conduit ouvert pour le Zōn Starkey et ses trois concurrents les plus performants. Comme on pouvait s’y attendre, l’ID tombe rapidement en dessous de 1 000 Hz pour tous les produits. Il n’est pas possible d’obtenir une réponse directionnelle dans une zone de fréquence sans gain (Bentler, 2006). Par conséquent, l’absence de directivité à basse fréquence résulte de la conception conduit ouverte de base, dont l’acoustique élimine le gain à basse fréquence. Sur toute la plage de fréquence vocale clé, la directivité de tous les appareils évalués augmente, le Zōn obtenant systématiquement un ID plus élevé que ses concurrents.

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