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Annuler l'influence de la pièce dans les graves

Mise à jour : 4 mai 2020.


Pourquoi ?

La simulation de la courbe de réponse d'une enceinte, quel que soit le simulateur utilisé, fait l'hypothèse que l'enceinte est en champs libre.
Champs libre veut dire sur un mat à 15 m de haut, le HP dirigé vers le ciel, avec aucune surface réfléchissante à moins de 100 m.
Une chambre sourde est une variante possible, avec un amortissement à 100% de toutes les ondes réfléchies.

Quand vous mettez, dans votre pièce d'écoute, une enceinte conçue en champs libre, il y a des différences entre la simulation et la réalité mesurée.
Vous pouvez vous en contenter, vous pouvez invoquer les grands Dieux contre votre pièce pourrie, je vous propose de vous en affranchir.

Une mesure en champs proche, 0.11 D d'après Joe d'Appolito, permet d'avoir une mesure dans la pièce très ressemblente à celle en champs libre.
Mais cette mesure ne prend pas le baffle step du haut-parleur monté dans l'enceinte, et n'est donc pas vraiment utile pour une mise au point.
C'est la raison pour laquelle je ne l'utilise pas.

La pièce rentre aussi en compte avec un placement qui n'est pas idéal de vos enceintes, par exemple trop proche des angles de la pièce.
Même si vous connaissez quelles sont les règles pour trouver un placement bien meilleurs, si votre intérieur et les contraintes familliales ne permettent pas de l'appliquer, vous serez content d'avoir une solution pour vous affranchir des effets néfastes de l'influence de la pièce dans le grave.


Comment allons nous faire ?

Nous allons utiliser une fonction de la transformée de Linkwitz pour les enceintes closes, la fonction "compensate" de rePhase, pour linéariser la réponse de l'enceinte jusque 5 ou 10 Hz, en utilisant la mesure de l'enceinte dans la pièce, mesure entre 50 et 100 cm parce qu'il faut oublier la mesure au point d'écoute.
Si la pièce ajoute 8 dB à 20 Hz, vous allez les retirer avec la fonction compensate.
Ensuite il faut ajouter le ou les filtres passe-haut, qui terminent la transformée de Linkwitz, pour avoir la réponse souhaitée, ou validée à l'écoute, dans les graves.

Cette fonction compensate, et les filtres passe-haut, sont des fonctions des corrections par convolution.
Ces corrections se font dans un PC, avec un miniDSP, avec certains amplis qui ont un DSP intégré, avec certain processeur d'enceintes numérique qui ont des EQ.
Oubliez complètement l'idée de le faire avec un filtre passif parce que ce n'est pas possible.
C'est certainement possible avec une électronique analogique, ce n'est plus mon domaine de compétence.

Vous glissez la courbe de réponse mesurée dans rePhase : Pas de possibilité sans mesure...
Graphiquement vous trouvez les valeurs à utiliser pour linéariser au mieux avec la fonction compensate.
Vous finissez la linéarisation avec quelques corrections de la réponse en utilisant des Q faibles, <= 0.90.
Vous ajoutez les filtres passe-haut, avec des valeurs raisonables pour ne pas faire forcer votre HP dans le grave : Si vous demandez trop de graves, l'écoute sera moins bonne...
Enfin vous générez le fichier de correction pour l'utiliser dans la convolution.


Vérification de la fonction compensate THEORIQUE pour les enceintes closes :

Cette vérification à pour but de vous montrer que la méthode est bonne, et qu'elle montre bien l'influence de la pièce dans le grave.
Ce point n'est pas évident pour tout le monde, la vérification est nécessaire...

Prenons la simulation d'une enceinte close de 30 L avec un VISATON B200.
La courbe de réponse théorique est ci-dessous, avec deux valeurs importantes Fc = 89.4 Hz et Qtc = 1.870 :

Réponse calculée du VISATON B200 dans 30 L


Prenons maintenant rePhase, en ajoutant un filtre passe-haut dans Linear-Phase Filters, filtre du 2eme ordre, Q = 1.87, F = 89.4 Hz.
La ressemblance est frappante avec la courbe de réponse calculée, et c'est normal.
L'échelle verticale est plus dilatée dans la simulation que dans rePhase.

Filtre du 2eme ordre dans rePhase, Q=1.87, F=89.4 Hz


Retournons maintenant dans rePhase, dans l'onglet Minimum-Phase Filters.
Ajoutons la fonction compensate et type high-pass du 2nd order, avec Q = 1.87 et F = 89.4 Hz.
Nous retrouvons une courbe de réponse rigoureusement horizontale jusqu'à l'extrême grave et, là encore, c'est normal.

Compensate du 2eme ordre dans rePhase, Q=1.87, F=89.4 Hz


Je retiens de cette première vérification que la fonction compensate théorique donne une courbe rigoureusement plate dans le grave.
Nous allons maintenant regarder en pratique ce que nous avons.


Vérification de la fonction compensate PRATIQUE pour les enceintes closes :

Mesure de l'impédance du VISATON B200 monté dans son enceinte close, Fc = 88.13 Hz, Qtc = 1.90
Il n'y a pas une grande différence avec les valeurs calculées, ce n'est pas comme ça à chaque fois.

impédance mesurée du VISATON B200 dans 30 L


Courbe de réponse, lissée en 1/2 octave, dans rePhase du VISATON B200 dans 30 L clos.
La réponse a été mesurée avec ARTA dans mon salon entre 1.5 et 2.0 m des murs et importée dans rePhase.
La partie qui nous intéresse est du grave à 200 Hz.
La bosse vers 90 Hz existe sur la réponse théorique.
La coupure à -3 dB est plus basse de 10 à 15 Hz sur la mesure qu'en théorie.

Réponse mesurée du VISATON B200 dans 30 L


Correction de la réponse avec la fonction compensate de rePhase, en utilisant Fc = 88.13 Hz et Qtc = 1.90 mesurés sur la courbe d'impédance.
Nous sommes loin d'avoir la belle réponse horizontale de l'extrême grave à 200 Hz de la réponse théorique.

Correction de la réponse avec Fc et Qtc mesuré sur la courbe d'impédance


Correction de la réponse avec la fonction compensate de rePhase, en utilisant Fc = 67 Hz et Qtc = 1.40, valeurs trouvées graphiquement par essais successifs.
Nous sommes bon de 40 à 200 Hz, beaucoup plus proche de la réponse théorique.

Correction de la réponse avec Fc=67 Hz et Qtc=1.40, valeurs trouvées graphiquement


Ajout d'une 2eme correction, F = 29 Hz et Q = 0.85, pour être linéaire en dessous de 40 Hz.
Nous sommes bon de 10 à 200 Hz, comme pour la réponse théorique.

2eme Correction de la réponse, valeurs trouvées graphiquement


Fin de la transformée de Linkwitz en ajoutant un filtre passe-haut.
Ft = 88.13 / 1.32 = 66.8 Hz. Qt = 0.760.
Fréquence du passe-haut du 2eme ordre = 66.8 Hz, comme Ft. Q = 0.76.
Le Q de l'enceinte finie est de 0.577, un alignement BESSEL obtenu effectivement dans la pièce d'écoute.

Si vous avez mesuré vos enceintes à leur emplacement définitif dans la pièce d'écoute, vous avez effectivement à l'écoute, avec la transformée de Linkwitz, l'alignement BESSEL souhaité.
La différence à l'écoute, par rapport à la solution utilisant Fc et Qtc mesuré sur la courbe d'impédance, est parfaitement audible :
Essayez en pratique, vous ne reviendrez pas sur la méthode théorique, ou alors c'est que vous ne voulez pas une enceinte neutre et fidèle.

Fin de la transformée de Linkwitz, avec un filtre passe-haut en plus


Pourquoi cette différence entre théorie et pratique ?

Avant tout la différence vient de la distance de mesure.
Une mesure "en champs proche", 0.11 D, n'aurait pas donné de différence.
Simplement cette mesure, qui ne prend pas le baffle step de l'enceinte, est inutile pour la mise au point.
Une mesure en champs proche ne sert qu'a rassurer un concepteur inexpérimenté : Savoir qu'un problème n'existe pas avec une mesure en champs proche ne solutionne pas le problème...

La mesure, aussi bien l'impédance que la réponse, ont été effectués loin des murs, environ 1.5 à 2.0 m.
Mais le sol lui est bien là, à 70 cm environ de l'axe du HP.
La différence entre la réponse théorique et celle mesurée vient aussi du sol, sans que je puisse dire que les murs n'ont plus aucune influence.
Vos enceintes placées chez vous seront dans le même cas.

A partir du moment ou la distance de mesure et la pièce rompent la relation entre la réponse et l'impédance, il ne faut plus utiliser Fc et Qtc mesuré sur l'impédance pour faire la transformée de Linkwitz.
La courbe de réponse mesurée doit être utilisée pour régler la fonction compensate de la transformée de Linkwitz.
C'est dans ce sens que le titre du chapitre "Annuler l'influence de la pièce dans les graves" doit être compris, avec une courbe de réponse mesurée dans la pièce.

J'ai utilisé mes enceintes closes de 236 L interne, équipées du haut-parleur ALTEC 420-8B BIBLEX pour valider à l'écoute ce qui est écrit ci-dessus.
Le rapport de 1.32 entre Fc et Ft peut surprendre, je n'ai jamais pu valider à l'écoute un Ft plus bas : Parfois ce que permet la théorie ne doit pas être utilisé en pratique...
Vous ferez ce que vous voulez de ce rapport Fc / Ft = 1.32, et du filtre passe-haut que je recommande.
Je vous invite à écouter avec et sans, le plus grand risque est d'avoir mieux avec...


Pour une enceinte bass-reflex :

Je n'ai pas d'enceinte bass-reflex sous la main, pour le moment, pour vérifier à l'écoute le bien fondé de la correction.
Je n'indiquerai que les grandes lignes, pour une validation ultérieure.

Simulons dans rePhase une coupure passe-haut Linkwitz-Riley à 24 dB/octave à 40 Hz.

Coupure passe-haut Linkwitz-Riley à 24 dB/octave à 40 Hz


Corrigeons la réponse avec deux fonctions compensate, identiques dans cet exemple.

Linéarisation de la coupure passe-haut Linkwitz-Riley à 24 dB/octave à 40 Hz


Courbe de réponse du DAVIS 20DE8 importée dans rePhase.

Courbe de réponse du DAVIS 20DE8 importée dans rePhase


Fonction compensate sur la courbe de réponse du DAVIS 20DE8 importée dans rePhase.

Fonction compensate sur la courbe de réponse du DAVIS 20DE8 importée dans rePhase


Quelques corrections de plus, pour être linéaire de 5 à 50 Hz.

Quelques corrections de plus


Mise en place de deux filtres passe-haut à 28 Hz.
Je n'ai pas essayé en pratique, mais ça me semble très séduisant : Je suis certain d'avoir un alignement BESSEL dans ma pièce.

Quelques corrections de plus


Il y a des internautes qui usent le soleil sur les forums en parlant alignement, temps de propagation de groupe, qui font des choix de solutions avec l'hypothèse "en champs libre", qui réalisent l'enceinte, qui mettent au point leur évent à la mesure en extérieur pour avoir réellement l'alignement souhaité, et qui obtiennent un tout autre résultat dans leur salon, simplement pour avoir oublié la pièce...

Comment peut-on oublier la pièce dans une conception d'enceinte ?
A cause d'un dogme qui ne s'applique pas aux amateurs que nous sommes, amateurs qui n'ont qu'une paire d'enceinte à faire marcher dans leur salon.
Un fabricant d'enceintes doit mesurer dans une pièce acoustiquement neutre, ou représentative de la moyenne des pièces des acheteurs.
Un amateur d'enceinte DIY doit simplement faire marcher ses enceintes dans sa pièce.
Si le placement est trop près des angles de la pièce, et que la conséquence de ce placement sur la courbe de réponse est retiré par la fonction compensate, le résultat sera très bon, meilleurs même qu'avec une enceinte du commerce mal adaptée à la pièce réelle.
De là à dire qu'il n'est pas possible d'avoir de bons résultats chez soit sans passer par la fonction compensate, j'ai presque envie de faire le pas.


Un changement de la philosophie du réglage des enceintes dans le grave :

Avec une fonction compensate bien réglée, vous rendez votre enceinte linéaire dans le grave dans votre pièce d'écoute.
Ce sont les filtres, qui terminent la transformée de Linkwitz, que vous ajoutez ensuite qui permettront d'avoir une bonne écoute dans la limite de ce qu'est capable de faire le haut-parleur, dans la limite du niveau de grave accepté par la pièce.
Ces filtres doivent être réglés à l'écoute, sans idée préconçue.

Si vous êtes bourrin moyen, du genre à épater la galerie avec une enceinte qui descend à 20 Hz, votre haut-parleur ne va pas apprécier et l'écoute ne sera pas bonne.
Si vous êtes plus subtil vous partagerez mon point de vu que le grave ce n'est pas le 20 ou 30 Hz à -3 dB, mais le 60 à 300 Hz au bon niveau par rapport au médium-aigu : Votre réglage va privilégier le rendu du bas-médium, bas-médium qui fait une bonne partie de la qualité d'écoute.

Il faut retenir que le bon réglage n'est plus obtenu totalement par l'acoustique, mais par l'électronique numérique.
Vous avez une réelle possibilité de réglage, d'un coté sur la fréquence de coupure, de l'autre en ajoutant un filtre passe haut de plus, environ 7 à 8 Hz en dessous de Fb pour une enceinte à évent, 12 à 15 Hz en dessous de Ft pour une enceinte close.
Ne vous privez pas d'écouter différents réglages, la seule limite est votre imagination.
Ces réglages ne coûtent rien, par rapport à des changement de câbles qui sont rigoureusement incapables d'y arriver.


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Merci pour votre visite.


Dôme acoustique : La conception des enceintes acoustiques.


Il y a un savoir vivre élémentaire qui consiste à demanderl'autorisation avant de reprendre tout ou partie de ce qui est écrit dans ce chapitre.
Je vous donnerai l'accord, demandez-le simplement pour être en règle. Sont exclus les demandes extravagantes.