Recouvrements 1

[œdicnème]

Je ne sais plus ni où, ni quand, j'ai lu un article qui m'est récemment revenu en mémoire.
Il décrivait une comparaison à l'écoute de filtres les plus classiques d'enceintes à deux voies, 
et plus particulièrement les Butterworth d'ordre 3 et les Linkwitz-Riley d'ordre 4. 

Les auteurs avaient monté deux haut-parleurs large-bande de 10 cm identiques,
dans une enceinte à compartiments séparés, l'un pour les graves en dessous
de l'autre, pour les aigus. La fréquence de croisement devait était proche de 1 kHz,
fréquence qui est classiquement retenue pour l'étude élémentaire des filtres.
Le type des haut-parleurs employés présentent une bonne linéarité deux octaves
en dessus et en dessous de cette fréquence. 

Résultats en simulation :
 
BUT3, croisement à 1 kHz 
Le recoupement des voies s'y fait à -3.0 dB.
Elles présentent un écart entre leurs phases de 90°.
On inverse l'une pour obtenir un meilleur "group delay"
(en français, retard de propagation de groupe).
Ici il est de 315 µs à 100 Hz et 157 µS à 1 kHz
Il décroit régulièrement avec l'élévation de la fréquence
A une octave en dessus (2 kHz) et au dessous (500 Hz)
de la fréquence de croisement (1 kHz),  le niveau des voies de -18.1 dB.

LiR4, croisement à 1 kHz
Le recoupement des voies s'y fait à -6.0 dB.
On les considère généralement comme étant en phase.
mais plus exactement, c'est un écart  de 360° entre elles.
Son group delay est de 455 µs à 100 Hz et 447 µs à 1 kHz,
il présente une bosse de 544 µs à 646 Hz. 
A une octave en dessus (2 kHz) et au dessous (500 Hz)
de la fréquence de croisement (1 kHz),  le niveau respectif des voies 
de -24.6 dB.


La première publication de ce filtrage date de 1976,
sa conquête du monde de l'audio fut plutôt lente.
Il est un fait que le Linkwitz-Riley (LiR4) d'ordre 4 n'est pas toujours,
le favori des filtres classiques en des lieux de dimension modérée.

A priori, le LiR4 a comme désavantages par rapport au BUT3
un group delay moins régulier avec de 1 kHz à 10 kHz
une chute plus prononcée de celui-ci 
et une réponse impulsionnelle plus accidentée.     

C'est à la pente de ses atténuations, plus prononcée, 
et à l'apparente superposition des phases de ses voies  
qu'il doit son succès.

Les auteurs de l'article lui ont préféré le BUT3.
Ce ne sont pas les seuls. Dans les installations domestiques. 
les pratiquants de l'audio rejetant le LiR24 ne sont pas rares

Peut-on envisager qu'il y ait une raison technique à cela ?


Schéma de simulation :
  ___18BUT24LiR.pdf (Taille : 89,99 Ko / Téléchargements : 230)

[2539hal75]

Bonsoir Mr Forr

J'avais déjà lu ça quelquefois, c'est pas idiot comme piqure de rappel, je testerai ça une dernière fois avant de passer au FIR.
Cdt.

AleX

[œdicnème]

J'avais déjà lu ça quelquefois, c'est pas idiot comme piqure de rappel.

Réponse qui fait plaisir. Je cherche de la documentation sur le sujet.

je testerai ça une dernière fois avant de passer au FIR.

J'ai mis de côté le FIR parce qu'il ne traite que la linéarité 
de phase des haut-parleurs et leurs filtres et, qu'à côté,  
le signal qu'ils traitent présente d'incontournables
acrobaties de phase.

[œdicnème]

Voici des courbes des plus classiques sur la réponse en amplitude
de deux filtrages Butterworth d'ordre 3 et  Linkwitz-Riley d'ordre 4 
(abrégés ici en 18BUT et 24LiR) à la fréquence de 1 kHz

Ces images ne diffèrent que par l'échelle de gain,
qui s'étend sur 50 dB pour la première et 10 dB sur la seconde.

La première image met en évidence que, à une octave de la fréquence 
de croisement de 1 kHz, donc 500 Hz et 2 kHz ici, l'atténuation du 24LIR
avec -24.6 dB est  plus efficace que celle du 18BUT avec -18.1 dB.

La seconde image montre mieux que l'atténuation des filtres 18BUT
commence plus près de la fréquence de croisement que celle des 24LiR.

En conséquence, la zone de recouvrement du filtrage 18BUT 
est plus réduite que celle du 24LiR.

Est-ce un début de réponse à la question du post #1 :
peut-on envisager qu'il y ait une raison technique 
à la préférence d'un filtrage 18BUT à celle d'un 24LiR ? 
?

   

   

[tonipe]

Il existe un filtre à 18 dB avec raccord à -5 dB, filtre défini (je crois) par Jean-Michel Le Cleac'H.
Pour une coupure à 1000 Hz :
- Le passe-bas doit être coupé à 0.8729 * F = 0.8729 * 1000 = 872.9 Hz = FPB.
- Le passe-haut doit être coupé à 1.1456 * F = 1.1456 * 1000 = 1145.6 Hz = FPH.
- Passe-bas et passe-haut sont en opposition de phase.
- Délai = 0.22 * 344000 / F = 0.22 * 344707 / 1000 = 75.6 mm sur le haut-parleur qui a le passe-haut.

Les filtres peuvent aussi être regardés sur l'aspect de la réponse en coïncidence en plus de la réponse dans l'axe.
https://www.petoindominique.fr/php/filtr...idence.php

[mastro]

A mon avis cette préférence subjective est plutôt directement liée à la distorsion de phase moins importante sur les ordres de filtrage les plus faibles ..

Le meilleur a l'écoute est alors le filtrage -6db , surtout dans les conditions très favorables de deux HP identiques.
En pratique c'est le plus difficile a réaliser correctement car la zone de recouvrement est beaucoup plus étendue.

A l'heure actuelle il est possible de supprimer quasi totalement (car pas très conseillé dans le grave par rapport à une correction du groupe Delay qui serait alors trop élevée ) cette distorsion de phase avec une convolution globale sur un filtrage plutôt de type lr4 , car a mon avis , c'est le seul des 4 (-6db , lr2, but3 , lr4) a répondre parfaitement aux critères de faisabilité aux fréquences de chevauchement des filtres:

Pas d'inversion de polarité
Et phases synchrones avant sommation.

Ce fil est très intéressant car il argumente subjectivement que la distorsion de phase peut être audible..

Pour que la correction de distorsion phase fonctionne correctement en lr4 , il est impératif que les pentes respectent les cibles lr4 acoustique..(bonne syncro des phases de chaque voies aux raccords)

Pour cela il est donc possible de faire usage aux filtres électriques but3 ,lr2,...
Sans inverser les polarités.

Après plus de 40 ans d'écoutes de systèmes très différents, ceux qui me semblent les plus fidèles a mes oreilles , ont tous une même caractéristique qui est le respect de la phase au plus près de la phase minimale..

Ce critère très très important n'est malheureusement pas suffisant, car autrement un esl quad 63 qui est parfait en phase me suffirait amplement...


Le filtrage but 3 décalé de JM le Cléach est effectivement une très bonne approche dans le but d'améliorer la distorsion de phase ..

[Greg Lagarrigue]

Bonjour,
pour reproduire les faits, une simulation dans vituix permet de voir rapidement des choses importantes et audibles :
Modèle : 2 larges bande théoriques idéaux, entre axe 120 mm, filtré a 1 Khz de trois façons différentes.

1er ligne de simulation :
LR24 IIR : rotation de phase avec perturbation sur le délai de groupe, somation parfaite dans l'axe , réponse en puissance perturbée au raccord

2eme ligne de simulation :
LR24 FIR : pas de rotation de phase donc délais de groupe constant, somation parfaite dans l'axe , MAIS réponse en puissance toujours perturbée au raccord
Remarque : A l'oreille les 2 sont équivalents, de mon point de vue et de nombreux autres qui utilisent le LR24
(Le FIR n'étant pas une acrobatie de phase mais un moyen technique maitrisant cette dernière)

3eme ligne de simulation :
But18 IIR : rotation de phase au raccord, phases non synchronisées entre transducteurs au raccord, perturbation sur le délai de groupe , somation parfaite dans l'axe , réponse en puissance parfaite également
Remarque : ici le résultat d'un point de vue temporel est discutable tout comme le LR24IIR avec en plus des phases non synchrones au raccord.
Mais, la réponse en puissance est parfaite.
La conclusion serait que nous somme plus sensibles a la réponse en puissance qu'aux distorsions de phase.
J'adhère bien entendu car c'est un fait connu aujourd'hui.

Pas de généralité à tirer non plus (hormis la nécessité de considérer la réponse hors axe dans ce genre d'étude), la majorité des enceintes n'étant pas composées de deux 10 cm filtrés a 1 Khz.
Dans de nombreux cas un LR24 IIR ou FIR fonctionnent très bien.

   

[Daniel16]

Bonjour à tous,

À partir du moment ou la recherche de phases synchrones au raccord est privilégiée, et si on veut conserver une réponse plate dans l'axe, alors on est bien obligé, et ceci quelque soit le filtre et son ordre, de croiser à -6 dB.
Et alors la réponse en puissance ne peut plus être constante, chaque HP au croisement ne recevant que le 1/4 de la puissance.

Je suis du même avis que Greg, nous sommes sans doute très sensibles à cette réponse en puissance, d'autant plus si le local d'écoute n'est pas traité et qu'en plus on écoute au delà de la distance critique.

Mais d'un point de vue subjectif, je préfère tendre vers la neutralité de la précision chirurgicale plutôt que vers le romantisme du flou artistique ( phases en quadrature ), et donc pour moi, filtrages synchrones et raccord à -6 dB ... dans un local traité qui absorbe au mieux les reflexions primaires, en privilégiant en somme le champ direct.

... dada ...

[œdicnème]

Au cours des années, j'ai passé en simulation et testé (pendant 15 années) 
sur un BSS3 puis un MiniDSP (sans et avec FIR) 
une bonne dizaine de filtres standard et une quinzaine quasi-optimaux 
(dont JM Le Cleach fut un des prometteurs et inventeur de l'une 
de ses premières formules)... 
avec prise en compte de la réponse de fréquence des haut-parleurs, 
de la position des haut-parleurs les uns par rapport aux autres 
(vive la commande de retard !). 
Je crois donc connaître un peu la manipulation des filtres.

A propos des filtres, je connais les avis de bien des personnes,
on ne peut nier que ces avis sont très variables.
Et je m'autorise à préférer certaines configurations à d'autres
bien que plus populaires aujourd'hui. Qu'importe.

L'article que j'évoque au post #1 a retenu mon attention. Je cherche une interprétation 
à la préférence par ses auteurs pour l'ancien 18BUT par rapport au plus récent 24LiR.

NB
"phases non synchronisées entre transducteurs au raccord" 
Il y a synchronisation des voies avec les filtres 18BUT comme 24LiR :
avec un écart de phase de 90° pour les 18BUT et 
avec un écart de phase de 360° pour les 24LIR.
Ces synchronisations peuvent ensuite se trouver altérées par les transducteurs
mais peuvent éventuellement se corriger avec d'autres "petits" filtres.

[mastro]

NB
"phases non synchronisées entre transducteurs au raccord" 
Il y a synchronisation des voies avec les filtres 18BUT comme 24LiR :
avec un écart de phase de 90° pour les 18BUT et 
avec un écart de phase de 360° pour les 24LIR.
Ces synchronisations peuvent ensuite se trouver altérées par les transducteurs
mais peuvent éventuellement se corriger avec d'autres "petits" filtres.

en theorie :

non les phases de chaque voies d'un filtrage But 3 (avec ou sans inversion de polarité) ne sont pas synchrones au raccord , contrairement à celles d' un LR4 .

phases des deux voies But3 non synchrones (courbes verte et rouge ):


phases des deux voies LR4 synchrones (les phases des deux voies lr4 se superposent entre elles avec la phase de la sommation des deux voies :




l'écart de phase global après sommation au raccord  (ex fc 1khz ) est de 90 degrés pour le but 3.  (au total un décalage de 180 degrés entre les deux extrémités )

l'écart de phase global après sommation au raccord  ( ex fc 1khz ) est de 180 degrés pour le LR4  (au total  un décalage de 360 degrés entre les deux extrémités )


la confusion est purement graphique avec le repliement visible à +- 180 degrés  de la phase  ...

une représentation dans rew avec la phase dépliée est plus claire ..



avec phase depliée :



represention avec phase limitée à + -180 degres :






une autre explication tres recente ici :

https://forums.melaudia.net/showthread.p...#pid219491