02/11/2013-14:10:58
(Modification du message : 08/11/2013-19:34:39 par Dominique-Tanguy.)
RE: Tutoriel : Mesures pour optimiser la conception d'un filtre passif
L’alignement des haut-parleurs (1/2)
C’est la dernière étape du réglage. je rappelle que toutes ces opérations peuvent être itératives et que des retouches sont souvent nécessaires.
Les pavillons posent un problème particulier avec le filtrage passif. Pour des raisons pratiques et esthétiques, on voit souvent la face avant du pavillon quasiment alignée sur la face avant de l’enceinte de grave. Les mesures comme l’écoute nous démontrent que c’est rarement une bonne solution…
Le filtre quasi optimal Le Cleach permet de compenser en partie cette contrainte en introduisant un décalage entre les haut-parleurs (voir le message 8 ci-dessus) et on voit des enceintes bass-reflex comme celles de René Cariou qui sont à la fois très bien alignées et dont l’esthétique est agréable. C’est évidemment beaucoup plus facile avec des enceintes de graves à pavillons, comme les VOT.
Avant d’aller plus loin sur ce sujet, je recommande la lecture d’une présentation faite en 2005 par Jean-Michel Le Cléach sur la distorsion de phase. Cette présentation est disponible sur le site Mélaudia. Je n‘ai pas réussi à obtenir de l’auteur l’autorisation de publier certaines des planches en rapport avec ce sujet, mais je crois que la lecture de ce document, même en ne s’attardant pas sur l’analyse des équations (pour les non scientifiques) est incontournable pour qui veut comprendre l’importance d’un bon filtrage.
Dans ARTA, 3 outils permettent d’ajuster l’alignement :
- La courbe de réponse (Vue FR)
- Le CSD
- La vue Step Response
Je vais traiter ici des deux premières méthodes, qui sont celles que j’utilise principalement. Je sais que Pascal (PVRX) préfère analyser le démarrage des impulsions avec la vue Step Response. Je l’invite, s’il le souhaite, à compléter ce tutorial avec une explication concernant l’utilisation de cette fonction.
L’alignement influence la courbe de réponse.
Nous allons reprendre avec la vue des 3 mesures faites séparément et les valeurs cibles.
La mesure globale devrait montrer une sommation des courbes. Dans l’exemple qui suit, je montre le résultat avec deux positions différentes du haut–parleur d’aigu.
Haut-parleur correctement aligné :
Le creux à 440 Hz n’est pas lié au filtrage, il est présent quand on mesure le grave non filtré, et probablement dû à une annulation de fréquence au point de mesure.
Dans l’ensemble, la courbe globale colle d’assez près à l’objectif.
Haut-parleur d'aigu avancé de 26 mm, pour mesurer l'effet du désalignement (courbe verte):
Je crois que le résultat parle de lui-même… là encore, ce genre d’optimisation ne peut pas se faire à l’écoute. Il faut mesurer…
Le réglage de l’alignement est un peu fastidieux car il faut procéder pas à pas.
Le raccordement grave médium est le plus critique et c’est celui qu’il faut soigner en priorité.
Nous allons maintenant découvrir comment obtenir un graphique CSD exploitable, mais il faudra faire plusieurs mesures pour comparer les CSD entre eux, et de temps en temps, regarder l’impact sur la courbe de réponse.
A partir d’une mesure globale, il faut d’abord fenêtrer.
Cliquez d’abord avec le bouton de droite sur le sommet de l’impulsion, puis faites glisser le curseur jaune vers la gauche en maintenant le bouton gauche de la souris appuyé jusqu’à obtenir une valeur supérieur à 5 ms (Dans l’exemple ci-dessous : « Gate : 5.079 ms »).
Vérifiez que dans le menu « View », vous avez cliqué sur « Gate Time » et faites glisser le curseur rouge vers la droite en maintenant le bouton droit de la souris enfoncé jusqu’à lire, en bas et à gauche de la fenêtre, une valeur d’environ 15 ms (une valeur trop faible écrête les basses fréquences).
Cliquez sur le bouton CS (en haut) ou allez dans le menu « analysis » et sélectionnez « Cumulative Spectrum ». Une fenêtre s’ouvre :
Entrez exactement les mêmes paramètres que dans l’exemple ci-dessus.
Cliquez sur « OK » et vous devriez obtenir ce CSD :
Je joins le fichier PIR pour que vous puissiez réaliser l’exercice.
Comment interpréter le CSD ?
Le CSD ne donne pas d’information exploitable dans les basses fréquences, par contre, il est très utile pour observer ce qui se passe dans les zones de coupures usuelles (400Hz et au-dessus).
L’échelle verticale représente le temps et l’échelle horizontale les fréquences. Les couleurs représentent l’intensité du niveau sonore. L’idéale serait d’obtenir un front continu (mais pas forcément horizontal) par zone de couleur.
En générale, on opère pas à pas, raccordement par raccordement. On peut commencer avec le médium, avec un pas de 5 cm, puis 2 cm et enfin, on peut descendre à 1 cm . Pour l’aigu, il faut travailler avec des pas plus fins (voir l’exemple ci-dessus et ce que peut donner 26 mm de décalage…).
La série que je publie ci-dessous correspond à la fin de l’opération, au moment où on affine, cm par cm.
Dans l’image « A », vous remarquerez un affaissement vers 1400 Hz. Au départ, il était beaucoup plus important :
Je l’ai réduit en reculant progressivement le haut-parleur de basse par rapport au medium.
Il y un réglage optimal au-delà duquel, quand on continue à reculer l’enceinte, le CSD se détériore où bien, la courbe de réponse se détériore. Il faut penser à toujours comparer CSD et courbe de réponse.
Dernier point, quand vous commencerez, votre CSD peut ressembler à ça :
Pas d’affolement, en suivant ce tutoriel et avec un peu de persévérance, vous devriez améliorer les choses !
Voilà, c’est terminé pour moi. J’espère ne pas avoir créé de confusion et avoir été suffisamment didactique. Si j’ai dit des bêtises, j’espère que les experts me corrigeront, en utilisant le fil de commentaires.
Alain (audiotechno) m’a proposé de publié ce tutoriel sur son site de manière à le pérenniser. Je pense que c’est une bonne idée car j’observe que le site de Mélaudia foisonne d’informations intéressantes, mais dont on perd la trace au fil du temps.
Je remercie Anaël et Eric, qui m'ont aidé, et j'attends vos commentaires et suggestions.
C’est la dernière étape du réglage. je rappelle que toutes ces opérations peuvent être itératives et que des retouches sont souvent nécessaires.
Les pavillons posent un problème particulier avec le filtrage passif. Pour des raisons pratiques et esthétiques, on voit souvent la face avant du pavillon quasiment alignée sur la face avant de l’enceinte de grave. Les mesures comme l’écoute nous démontrent que c’est rarement une bonne solution…
Le filtre quasi optimal Le Cleach permet de compenser en partie cette contrainte en introduisant un décalage entre les haut-parleurs (voir le message 8 ci-dessus) et on voit des enceintes bass-reflex comme celles de René Cariou qui sont à la fois très bien alignées et dont l’esthétique est agréable. C’est évidemment beaucoup plus facile avec des enceintes de graves à pavillons, comme les VOT.
Avant d’aller plus loin sur ce sujet, je recommande la lecture d’une présentation faite en 2005 par Jean-Michel Le Cléach sur la distorsion de phase. Cette présentation est disponible sur le site Mélaudia. Je n‘ai pas réussi à obtenir de l’auteur l’autorisation de publier certaines des planches en rapport avec ce sujet, mais je crois que la lecture de ce document, même en ne s’attardant pas sur l’analyse des équations (pour les non scientifiques) est incontournable pour qui veut comprendre l’importance d’un bon filtrage.
Dans ARTA, 3 outils permettent d’ajuster l’alignement :
- La courbe de réponse (Vue FR)
- Le CSD
- La vue Step Response
Je vais traiter ici des deux premières méthodes, qui sont celles que j’utilise principalement. Je sais que Pascal (PVRX) préfère analyser le démarrage des impulsions avec la vue Step Response. Je l’invite, s’il le souhaite, à compléter ce tutorial avec une explication concernant l’utilisation de cette fonction.
L’alignement influence la courbe de réponse.
Nous allons reprendre avec la vue des 3 mesures faites séparément et les valeurs cibles.
La mesure globale devrait montrer une sommation des courbes. Dans l’exemple qui suit, je montre le résultat avec deux positions différentes du haut–parleur d’aigu.
Haut-parleur correctement aligné :
Le creux à 440 Hz n’est pas lié au filtrage, il est présent quand on mesure le grave non filtré, et probablement dû à une annulation de fréquence au point de mesure.
Dans l’ensemble, la courbe globale colle d’assez près à l’objectif.
Haut-parleur d'aigu avancé de 26 mm, pour mesurer l'effet du désalignement (courbe verte):
Je crois que le résultat parle de lui-même… là encore, ce genre d’optimisation ne peut pas se faire à l’écoute. Il faut mesurer…
Le réglage de l’alignement est un peu fastidieux car il faut procéder pas à pas.
Le raccordement grave médium est le plus critique et c’est celui qu’il faut soigner en priorité.
Nous allons maintenant découvrir comment obtenir un graphique CSD exploitable, mais il faudra faire plusieurs mesures pour comparer les CSD entre eux, et de temps en temps, regarder l’impact sur la courbe de réponse.
A partir d’une mesure globale, il faut d’abord fenêtrer.
Cliquez d’abord avec le bouton de droite sur le sommet de l’impulsion, puis faites glisser le curseur jaune vers la gauche en maintenant le bouton gauche de la souris appuyé jusqu’à obtenir une valeur supérieur à 5 ms (Dans l’exemple ci-dessous : « Gate : 5.079 ms »).
Vérifiez que dans le menu « View », vous avez cliqué sur « Gate Time » et faites glisser le curseur rouge vers la droite en maintenant le bouton droit de la souris enfoncé jusqu’à lire, en bas et à gauche de la fenêtre, une valeur d’environ 15 ms (une valeur trop faible écrête les basses fréquences).
Cliquez sur le bouton CS (en haut) ou allez dans le menu « analysis » et sélectionnez « Cumulative Spectrum ». Une fenêtre s’ouvre :
Entrez exactement les mêmes paramètres que dans l’exemple ci-dessus.
Cliquez sur « OK » et vous devriez obtenir ce CSD :
Je joins le fichier PIR pour que vous puissiez réaliser l’exercice.
Comment interpréter le CSD ?
Le CSD ne donne pas d’information exploitable dans les basses fréquences, par contre, il est très utile pour observer ce qui se passe dans les zones de coupures usuelles (400Hz et au-dessus).
L’échelle verticale représente le temps et l’échelle horizontale les fréquences. Les couleurs représentent l’intensité du niveau sonore. L’idéale serait d’obtenir un front continu (mais pas forcément horizontal) par zone de couleur.
En générale, on opère pas à pas, raccordement par raccordement. On peut commencer avec le médium, avec un pas de 5 cm, puis 2 cm et enfin, on peut descendre à 1 cm . Pour l’aigu, il faut travailler avec des pas plus fins (voir l’exemple ci-dessus et ce que peut donner 26 mm de décalage…).
La série que je publie ci-dessous correspond à la fin de l’opération, au moment où on affine, cm par cm.
Dans l’image « A », vous remarquerez un affaissement vers 1400 Hz. Au départ, il était beaucoup plus important :
Je l’ai réduit en reculant progressivement le haut-parleur de basse par rapport au medium.
Il y un réglage optimal au-delà duquel, quand on continue à reculer l’enceinte, le CSD se détériore où bien, la courbe de réponse se détériore. Il faut penser à toujours comparer CSD et courbe de réponse.
Dernier point, quand vous commencerez, votre CSD peut ressembler à ça :
Pas d’affolement, en suivant ce tutoriel et avec un peu de persévérance, vous devriez améliorer les choses !
Voilà, c’est terminé pour moi. J’espère ne pas avoir créé de confusion et avoir été suffisamment didactique. Si j’ai dit des bêtises, j’espère que les experts me corrigeront, en utilisant le fil de commentaires.
Alain (audiotechno) m’a proposé de publié ce tutoriel sur son site de manière à le pérenniser. Je pense que c’est une bonne idée car j’observe que le site de Mélaudia foisonne d’informations intéressantes, mais dont on perd la trace au fil du temps.
Je remercie Anaël et Eric, qui m'ont aidé, et j'attends vos commentaires et suggestions.