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Correction de la phase acoustique

Mise à jour : 06 février 2016.

 

Le système électronique et acoustique :

  • Un mini PC avec Foobar, Resampleur SoX, Convolver et Rephase.
    Sortie du son numérique par HIFACE vers le SRC via un câble CANARE 75 Ohms prises comprise.
    Une carte son TERRATEC AUREON 7.1 USB pour récupérer le son de la télé, traitement par VSTHost et ConvolverVST, sotie optique vers le SRC
  • Un BEHRINGER SRC 2496 utilisé comme sélecteur de 2 sources numérique.
  • Un BEHRINGER DEQ 2496, égaliseur 2x31 bandes et égaliseur paramétrique.
  • Un BEHRINGER DCX 2496, le filtre actif qui fait DAC sur les 6 voies.
    Liaisons SRC, DEQ et DCX en AES/EBU avec deux câbles XLR 110 Ohms sur prises XCC numérique.
  • Un BEHRINGER A500 sur les aigus.
  • Un BEHRINGER A500 sur le médium.

electronique.jpg


  • Un DENON POA 220 (vintage) sur les graves. (Placé à coté du meuble pour la ventilation).
  • Un grave EMINENCE ALPHA 15 A en U-FRAME.
  • Un large bande VISATON B200 sur baffle plan.
  • Un large bande FOSTEX FE103E utilisé en médium tweeter

baffle-plan2.jpg

 

Le Linkwitz-Riley à 24 dB avec correction de phase acoustique :

Un filtre linkwitz-Riley à 24 dB/octave donnera un raccordement à -6 dB, une courbe de réponse dans l'axe et en coincidence rigoureusement plate, et la correction de phase adaptée à ce filtre corrigera les délais de phase et de groupe, ainsi que la réponse sur un signal carré.
Le filtre idéal en quelque sorte, des pentes raides sans leur défauts...

Par rapport aux filtres du chapitre précédant, entre les variations théoriques du simulateurs JLMC et les variations de réglage pratique, il n'y a qu'un tout petit écart, la théorie marche parfaitement.

courbe de réponse des filtres
courbe de réponse sur un signal carre


Le Linkwitz-Riley à 48 dB/octave avec correction de phase acoustique :

Pourquoi se limiter aux filtres à 24 dB/octave ? Le DCX 2496 propose des filtres Linkwitz-Riley à 48 dB/octave. Les recouvrements entre les HP seront encore plus réduits. Avec la correction de phase acoustique, il n'y a plus de limite, que celle du matériel ou du logiciel.
Les fréquences de coupure ont très légèrement évoluées, 200 Hz en Linkwitz-Riley à 48 dB/octave entre grave et médium, 1980 Hz en Linkwitz-Riley à 48 dB/octave entre médium et tweeter.

courbe de réponse des filtres
courbe de réponse sur un signal carre


Les corrections de la phase acoustique ont été plus variées que ce que je pensais au départ, je me suis égaré un moment :

  • Deux corrections du filtrage à 200 et 1980 Hz en LR 48.
  • Une correction du la coupure naturelle du tweeter à 20000 Hz en LR 24.
  • Deux corrections de la coupure naturelle dans le grave à 46 Hz, box closed Q=0.577.
  • Une correction de la coupure basse des électroniques (DENON POA 2200) à 20 Hz en Butt 18.
  • Une correction de la coupure haute des électroniques (BEHRINGER A500) à 70000 Hz en LR 12.

Les corrections autres que le filtrage m'ont semblées meilleures au début. Mais à la longue je me suis apperçu que la chaîne avait perdue toute sa musicalité. J'ai mis longtemps à en trouver la cause. J'avais lu certaines recommandations de ne pas corriger trop bas en fréquence. La réponse de Pos, le concepteur du logiciel RePhase est assez explicite :
Contrairement à la linearisation d'un crossover, ce passe haut n'a pas de passe bas complémentaire, et sa linearisation va donc provoquer une impulsion acausale, autrement dit un preringing à la frequence visée. L'audibilité de ce preringing n'est pas du tout evidente, mais bon comme l'apport de la linearisation de phase elle même n'est pas evidente non plus, la question vaut le coup d'être posée.
J'ai supprimé toutes les corrections autres que celle du filtrage, et la musicalitée est revenue instantanément. Les réglages sont : Deux corrections du filtrage à 200 et 1980 Hz en LR 48.
Je ne corrige pas la phase dans le grave à 46 Hz, la correction apporte une perte de musicalité au message sonore dans le médium aigu. Les corrections ne sont utiles que si elles apportent un gain. Pour moi, le gain dans le grave et la perte de musicatité donne un bilan global négatif, donc je ne garde pas la correction.


Correction de phase mesurée :

Ci-dessous se trouve les quatre courbes objectives : Impulsion, réponse, phase acoustique et délai de groupe.
Tous les critères objectifs sont remplis pour avoir une très bonne écoute.
J'ajouterai plus tard le wartefall et la distorsion. mais il y a des points à améliorer avant.

impulsion avec correction

courbe de réponse avec correction

phase acoustique avec correction

délai de groupe avec correction


Reconfiguration numérique :

La partie numérique de la chaîne :

  • Un mini PC avec Foobar, Resampleur SoX réglé en 24 bits à 96 kHz, sans Convolver. Sortie du son numérique par HIFACE vers le SRC via un câble CANARE 75 Ohms prises comprise.
  • Un BEHRINGER SRC 2496 utilisé comme sélecteur de 2 sources numérique, et pour upsampling en 24 bits à 96 kHz des sources qui ne sont pas dans ce format, la télé dans mon cas puisqu'elle arrive en 24 bits à 48 kHz.
  • Une carte son YELLOWTEC PUC2 LITE branchée en AES/EBU, réglé en 24 bits à 96 kHz par le pilote ASIO YELLOWTEC spécifique à cette carte (et capable de 192 kHz), traitement par VSTHost et ConvolverVST, sotie AES/EBU vers le DCX 2496.
  • Les fichiers .wav pour ConvolverVST sont générés avec 6521 taps, Centering : Middle et Float, Windowing : Hamming, Optimisation : Extensive, Rate : 96000 Hz, Format : 24 bits LPCM mono .wav.
  • Un BEHRINGER DCX 2496, le filtre actif qui fait DAC sur les 6 voies.
  • Liaisons AES/EBU avec deux câbles XLR 110 Ohms sur prises XCC numérique.
  • Un compte rendu dans un forum audiophile sur la Yellowtec PUC2.

L'intérêt de cette solution se trouve dans les égalisations en phase et amplitude indépendante sur les deux canaux, et indépendante des sources choisies. Toutes les corrections qui se trouvaient dans les EQ du DCX ou dans le DEQ ont été supprimées et mise dans ConvolverVST. Le DEQ est supprimé.
Avec cette configuration, toutes les sources sont traitées en 24 bits à 96 kHz dans Convolver VST et dans le DCX 2496.
La configuration de VSTHost et de ConvolverVST est expliquée dans le chapitre Installation et configuration de VSTHost.


Tweeter à Ruban :

Yves, l'auteur de l'outil de calculs des enceintes 7th order bandpass et de Simulation de 4 filtres sous Mathcad, m'a fait cadeaux de 2 paires de tweeters, une paire avec un dôme de 34 mm AUDAX, et une paire de isodynamique B&G NEO3, "pour services rendus aux audiophiles".
J'ai monté ces derniers à la place des médium-tweeter FOSTEX FE103E, avec une résistance de 4.7 Ohms en série comme conseillé par Yves.
Une chose est immédiatement audible, ils montent plus haut dans les aigus.
Avec un peu plus de mise au point à l'écoute et avec les corrections en amplitude et phase acoustique, j'ai remonté la fréquence de coupure du tweeter NEO3 de 2000 Hz à 2680 Hz (en Linkwitz Riley à 48 dB/octave) et j'ai descendu la fréquence de coupure entre le grave et le large bande de 200 à 121 Hz (en Linkwitz Riley à 48 dB/octave). Le large bande fonctionne sur 4.47 octave, c'est un vrai fonctionnement en large bande et pas en médium.
J'ai du ajouter une coupure à 20000 Hz à 6 dB/octave pour enlever une sonorité désagréable à l'écoute. Je n'ai pas d'explication, je n'avais pas le problème avec le médium tweeter FOSTEX FE103E.

HP à ruban B&G


2eme reconfiguration numérique :

La partie numérique de la chaîne :

  • Un mini PC avec Foobar, Resampleur SoX réglé en 24 bits à 96 kHz, Convolver et Foo_record. Sortie du son numérique par YELLOWTEC PUC2 LITE.
  • Un BEHRINGER SRC 2496 utilisé pour l'upsampling en 24 bits à 96 kHz des sources qui ne sont pas dans ce format, la télé dans mon cas puisqu'elle arrive en 24 bits à 48 kHz.
  • Une carte son YELLOWTEC PUC2 LITE réglé en 24 bits à 96 kHz par le pilote ASIO YELLOWTEC spécifique à cette carte (et capable de 192 kHz), entrée AES/EBU pour le son télé via le SRC 2496, sotie AES/EBU vers le DCX 2496.
  • Les fichiers .wav pour Convolver sont générés avec 6521 taps, Centering : Middle et Float, Windowing : Hamming, Optimisation : Extensive, Rate : 96000 Hz, Format : 32 bits LPCM mono .wav. Les fichiers de correction Droit et Gauche sont fusionnés en un unique fichier stéréo avec Audacity.
  • Un BEHRINGER DCX 2496, le filtre actif qui fait DAC sur les 6 voies.
  • Liaisons AES/EBU avec deux câbles XLR 110 Ohms sur prises XCC numérique.

La carte son YELLOWTEC PUC2 LITE doit avoir le même format de flux numérique entre entrée et sortie. Je veux être en 24 bits à 96 kHz sur la sortie pour optimiser le fonctionnement des DAC du DCX 2496. Sur l'entrée télé le SRC 2496 est donc nécessaire pour faire un upsampling du flux numérique de 48 à 96 kHz.
La solution pour supprimer le SRC 2496 est de mettre une autre carte son sur l'entrée télé et faire l'upsampling dans Foobar
Je dois aussi vérifier à l'écoute si une baisse du flux numérique en 24 bits à 44.1 ou à 48 kHz n'est pas aussi bon à l'écoute.

Le point le plus important est le gain à l'écoute de la suppression de la boucle VSTHost / ConvolverVST.
La sortie directe de Foobar par la carte YELLOWTEC PUC2 LITE apporte un réel plus à l'écoute, avec des gains sur tout le spectre sonore.
Je ne conseillerai plus cette boucle, il faut la banir de nos systèmes Hi-Fi...
Je vais essayer la solution JMB pour la mesure, avec le sweep enregistré et lu par Foobar, un 2eme PC de mesure, et un lancement synchronisé de la lecture / mesure.


Ce qui a marché :

Tous les filtres décrits ci-dessus ont marchés un certain temps avant d'être remplacés par d'autres.

La correction de la phase acoustique est un plus en terme de qualité d'écoute. Là ou certain jouent avec les câbles, les accessoires, des électroniques hors de prix, vous pouvez avoir un gain équivalent sans dépenser un centime avec la correction de phase acoustique. Avec cette correction, c'est la fidélité du message sonore qui progresse, avec un gain directement mesurable. Bien sur ce n'est pas une solution clef en main que vous achetez dans le commerce, mais mettre un peu "les mains dans le cambouis" pour être certain d'avoir un gain à l'écoute en fera sans doute réfléchir plus d'un.
La qualité d'une chaîne ce n'est pas "J'y est mis très cher donc c'est bon", c'est "j'ai mis les bons réglages dans les appareils et les bonnes corrections dans les logiciels avec tout le savoir faire qui va avec", venez écouter, vous serez convaincu.

La correction de la phase acoustique ne marche pas bien avec tout les filtres. Ce n'est sans doute pas un hasard s'il n'y a que des filtres Linkwitz Riley qui sont proposés. Avec la correction de phase, je préfère de loin le LR24 au BUT18 JMLC, et encore plus le LR48.
Et il faut être très prudent avec les corrections aux très basses et très hautes fréquences. Mes essais m'ont prouvés que c'était audible, et pas évident du tout à diagnostiquer. La difficulté est toujours de savoir si un son différent est un son meilleurs ou pas, rien de nouveau à ce niveau.

Une fois que la cause de la perte de musicalité à été trouvée et traitée, je me suis repenché sur l'utilité de l'upsampling. Après des écoutes approfondies, en sachant exactement ce qu'il fallait écouter, je suis revenu au 24 bits à 96 kHz dans Resampleur Sox, avec Convolver qui travaille à 96 kHz pour les CD. Un mauvais réglage a des répercussions en cascade, et des conclusions qui peuvent changer. Essayez, écoutez, et faites vous votre propre avis, ou trouvez vos erreurs.

 

Ce qui pourrait être encore mieux :

Je vais essayer de passer le B200 en enceinte close, pour améliorer le wartefall, qui ne peut pas être montré actuellement...
En fonction des résultats mesurés je conserverai ou non l'enceinte close, et j'aviserai sur ce que je ferai sur le grave.


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