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image121-4.jpg


La mise en phase des haut-parleurs

Mise à jour : 17 octobre 2015.


Avant d'utiliser les conseils de ce chapitre, je considère que vous avez pris connaissance du chapitre "Les limites du calcul des filtres passifs", et que vous avez compris la confiance relative qu'il faut avoir dans les résultats théoriques.
Le chapitre "Mise au point des filtres" vous aidera à passer de la théorie à la pratique.

Il y a 3 mises en phase à faire, électrique, acoustique, sur une impulsion, et une recherche de polarité absolue.
Les mises en phase électrique, acoustique et sur une impulsion ne concernent que l'enceinte.
La polarité absolue concerne l'enceinte branchée sur l'ampli.

Sur au moins un forum Audiophile, le terme phase est utilisée pour parler du sens de branchement des prises secteur. Pour moi cela n'a rien à voir avec la phase, le terme employé par ces audiophiles est totalement inaproprié.
Si vous venez sur ce chapitre pour avoir des explications sur le sens de branchement des prises secteur, vous ne trouverez rien...
Si je dois écrire quelque chose sur le sens de branchement des prises secteur ce sera dans un des chapitres sur les câbles.


Mise en phase électrique :

La mise en phase électrique concerne le branchement des haut-parleurs. Si vous branchez une pile aux bornes du HP de grave et que la membrane avance, le + du HP correspond au plus de la pile.

Attention au voltage de la pile. La résistance au courant continue d'un grave est de 5.5 Ohms environ, avec une pile de 4.5 Volts la puissance est de 4.5^2 / 5.5 = 3.7 Watts.

Par contre, sur un tweeter, je vous recommande de ne pas dépasser 1.5 V, même si la résistance au courant continu de la bobine est aussi de 5.5 Ohms : 1.5^2 / 5.5 = 0.4 Watts.

Sur les haut-parleurs, le + est repéré par un point rouge, ou par une cosse plus petite.

  • Avec un filtre à 6 dB par octave, le branchement se fait théoriquement en phase.
  • Avec un filtre à 12 dB par octave, le branchement se fait théoriquement en opposition de phase.
  • Avec un filtre à 18 dB par octave, le branchement se fait théoriquement en opposition de phase.
  • Avec un filtre à 24 dB par octave, le branchement se fait théoriquement en phase.
    .
  • Avec un filtre à 12 et 18 dB par octave, le branchement se fait théoriquement en opposition de phase.
  • Avec un filtre à 12 et 18 dB par octave plus un HP relais, tout les HP sont branchés en phase.
  • En pratique, vous essayez les deux branchements, et gardez le meilleur à la mesure ou à l'écoute : Le branchement théorique concerne un HP assimilé à une résistance pure, qui est éloignée d'un HP réel. Si vous le faites à l'écoute, recommencez le tests à plusieurs jours d'interval, pour être sur de votre choix.

Quelque soit le type de filtrage utilisé, passif ou actif, la mise en phase électrique doit être correctement réalisée.
Ci-dessous, un exemple de filtre qui ne respecte pas la théorie. Seule la simulation avec le simulateur théorique de filtres JMLC, ou l'écoute si vous avez l'habitude, peut dire le bon sens de branchement.

jlmc_24_24.jpg
jlmc_24_24_2.jpg


J'ai un avis personnel sur les filtres qui demandent un branchement de certain haut-parleur eu opposition de phase : Ils sont mauvais sur la réponse sur une impulsion. Je rapelle que la musique n'est faites que d'impulsions.
Les images sont explicites, a gauche branchement en opposition de phase avec un filtre à 12 ou 18 dB/octave, à droite branchement en phase avec un filtre Linkwitz riley à 24 ou 48 dB/octave + correction de la phase acoustique avec un PC.
Je suis particulièrement surpris que l'internaute qui a mis sur un forum l'image de gauche la trouve bonne. Remarquez que j'ai vu sur une doc Dynaudio des choses absolument similaires. Et si le tweeter n'est pas reculé en profondeur, les choses sont bien pires.
L'image de droite est l'image de gauche retouchée avec Paint, mais j'ai des résultats absolument similaires à la mesure sur mon système.
Faites des choix de solutions technique qui vous donne l'image de droite... Celle de gauche vous montre la non fidélité de l'enceinte.

mauvaise impulsion bonne impulsion

Il faut savoir que lorsque vous n'avez qu'une seule impulsion dans le bon sens, la dynamique du signal musical est supérieure à celle d'un autre système ou l'impulsion du tweeter est inversée par rapport à celle du grave médium.
La mise en phase acoustique par délai numérique, par recul du tweeter, ou par inclinaison vers l'arrière de l'enceinte, augmente la dynamique, sans passer par le haut rendement.
C'est une constatation que j'ai vérifié soigneusement sur mon système, et que je n'ai jamais lu nule part.
99% des enceintes acoustiques vendues dans le commerce, et beaucoup de celles réalisées par vous, n'ont pas de mise en phase acoustique, ou ont un filtre qui demande le branchement du tweeter en opposition de phase : Vous perdez en dynamique.


Les deux mises en phase acoustique :

La notion n'est pas facile à appréhender.

  • Nous partons d'une enceinte comme en en voit partout, avec tout les haut-parleurs sur la même face avant. Le centre acoustique du tweeter est en avant de celui du médium, lui même en avant de celui du grave. Le filtre de séparation des fréquences destinées à chaque HP, qu'il soit actif ou passif, apporte un retard supplémentaire des aigus et du médium par rapport au grave.
    La courbe de phase acoustique a une pente, et des accidents à 200 et 2000 Hz sur l'exemple ci-dessous.
    Image du haut.
  • La première mise en phase acoustique permet de faire correspondre les impulsions du haut-parleur grave avec celui du médium, ou du médium avec le tweeter. (En deux voies c'est du grave médium avec le tweeter).
    Cette mise en phase est obtenue par recul du médium et du tweeter dans une enceinte avec un filtre passif, ou par un délai si vous avez un filtre actif numérique, ou encore avec un filtre passe tout.
    La mise en phase sur une impulsion corrige les accidents de phase à 200 et 2000 Hz sur l'exemple ci-dessous. Mais le retard apporté par le filtre reste.
    Image du milieu.
  • Une correction numérique de la phase permet de linéariser la phase en fonction de vos paramètres de filtrage, et de la bande passante de vos HP.
    Cette correction est expliquée dans le chapitre Correction de la phase acoustique avec un PC.
    Le résultat est une réponse linéaire en phase, du grave à l'aigu. Je vous assure que cela s'entend.
    Image du bas.

les trois cas de mise en phase acoustique.png


Un égaliseur linéarise la réponse de l'enceinte en amplitude : Avant la correction il y a des creux et des bosses dans la courbe de réponse, aprés la correction la courbe de réponse est beaucoup plus linéaire.
La correction de la phase acoustique linéarise la phase sans toucher à l'amplitude. C'est une correction complémentaire à celle faites par l'égaliseur. Avant la correction la phase acoustique varie de plusieurs centaines de degrés, aprés la correction la phase acoustique varie beaucoup moins et reste dans quelques dizaines de degrés.
Les deux corrections apportent leurs gains, chacune dans leur domaine. Il n'y en a pas une plus importante que l'autre, les deux sont nécessaires.
Enfin dans la vrai vie, les choses ne sont pas aussi idylique que sur mes schémas...


Filtres passifs et phase acoustique :

La simulation des filtres passif se fait après la mesure individuelle de chacun des HP montés dans l'enceinte, mesure de la courbe de réponse et de la phase acoustique, mesure de l'impédance et de la phase électrique.
A partir des 4 courbes mesurées, et du schéma du filtre, de l'indispensable décalage en profondeur des HP, le logiciel de simulation est capable de vous donner la courbe de réponse de l'enceinte avec les HP filtrés, et la valeurs des composants à utiliser.
C'est une excelente solution, qui limite sensiblement la mise au point.
Un exemple de simulation se trouve sur l'image ci-dessous.

test_filtre4.jpg

Que vous utilisiez un filtre passif ou un filtre actif IRR, la phase acoustique varie.
Un exemple calculé avec RePhase pour un filtre Linkwitz Riley à 24 dB/octave. Echelle de 720° à -180° :

phase pour un filtre à 24 dB

Pour un filtre à 2 voies, la phase acoustique varie de :

  • 90° quand les pentes acoustique sont à 6 dB/octave, et 45° à la fréquence de coupure.
  • 180° quand les pentes acoustique sont à 12 dB/octave, et 90° à la fréquence de coupure.
  • 270° quand les pentes acoustique sont à 18 dB/octave, et 135° à la fréquence de coupure.
  • 360° quand les pentes acoustique sont à 24 dB/octave, et 180° à la fréquence de coupure.
  • ect...

La fidélité d'une enceinte est obtenu quand la courbe de réponse est plate ET quand la courbe de phase acoustique est plate.
Faire des enceintes qui se veulent haute fidélité sans corriger la phase acoustique est la certitude absolue que l'enceinte ne sera pas fidèle, même si cette enceinte est une TAD de très haut de gamme, même si vous la jugez excellente : Vous pouvez avoir encore mieux...
Ce n'est pas parce que vous avez pris l'habitude d'écouter la musique sans correction de la phase acoustique qu'il faut continuer à le faire...
La correction de la phase acoustique peut se faire facilement avec un PC sous WINDOWS, voir les chapitres PC et Hi-Fi.
Que vous soyez avec un filtre actif ou avec un filtre passif, la phase acoustique peut être corrigée, et vous améliorerez très sensiblement la qualité d'écoute.

Et la phase minimum ? En préparation...


Centre acoustique d'un haut-parleur :

Le centre acoustique du haut-parleur est l'endroit ou se forme le son.
Si la membrane était plate, ce serait contre la membrane. Mais les membranes sont coniques...
Le centre acoustique est un plan qui divise la membrane en deux parties de surfaces égales.
Ce centre acoustique est valable aux fréquences ou la membrane travaille en piston : Aux basses fréquences, un peu dans le médium c'est la définition ci-dessus. Mais pour un large bande qui monte dans les aigus, le centre acoustique recule jusqu'au cache noyau.
Si vous me demandez ou se trouve le centre acoustique de mon large bande à 5500 Hz, je ne saurai pas répondre...

centre-acoustique0.png

Le plan bleu coupe bien la membrane en deux surfaces à peu prés égales. C'est le centre acoustique de ce HP large bande bi cônes.


Calculez le centre acoustique de votre haut-parleur :

En test.
Le calcul demande 3 diamètres et 4 profondeurs.
Les profondeurs peuvent être en positif ou en négatif, cela n'a aucune importance.
Les profondeurs sont à mesurer par rapport à la référence de votre choix, la position du centre acoustique sera donnée par rapport à cette référence.

Diamètres : Profondeurs :
Diamètre au milieu de la suspension : Profondeur au milieu de la suspension :
Diamètre au bord de la membrane : Profondeur au bord de la membrane :
Diamètre au fond du cache noyau : Profondeur au fond du cache noyau :
Profondeur au centre du cache noyau :

Coupe d'un HP, avec les côtes qui vont avec

Rayon du cache noyau = 54.4 mm. Centre du cache noyau = 99.4 mm.


Mise en phase sur une impulsion :

Prenons un grave médium de 21 cm et un tweeter de 2.5 cm avec une coupure à 6000 HZ. A cette fréquence la longueur d'onde est de 345/6000=0.0575 m = 5.75 cm.

Un cône de 21 cm fait 4 à 5 cm de profondeur. Nous ne savons pas exactement ou se forme l'onde dans le cône à 6000 HZ. Un dôme de 2.5 cm fait 1 cm de profondeur. Là non plus nous ne savons pas exactement ou se forme l'onde sur le dôme à 6000 HZ.

Mais le 6000 HZ étant reproduit par les 2 haut-parleurs, il est indispensable que les centres acoustiques des 2 haut-parleurs soit rigoureusement aligné dans le plan vertical. Tout comme la résistance et le condensateur de filtrage, il faudra chercher la position optimale en profondeur du tweeter à l'écoute.

Le point faible des haut-parleurs concentriques, dont nous avons parlé au chapitre filtrage, se trouve au niveau de la mise en phase sur une impulsion. L'amateur n'est jamais certain que le décalage en profondeur est optimal pour son filtre.

L'idéal est de monter le tweeter dans un coffret séparé pour le faire glisser en profondeur jusqu'à trouver l'optimum à l'écoute. Un réglage à 1 mm près est facile à faire. A 6000 HZ, les 5.75 cm de longueur d'onde correspondent à 360° de rotation de phase. 1 mm fait 6.2°...
Par contre la marche d'escalier ainsi créée par le recul du coffret du tweeter se voit à la mesure par un échos sur l'impulsion. Le gain sur le départ de l'impulsion est pour moi plus important que la perte par écho sur la suite de l'impulsion.

Vous allez me dire que presque tous les constructeurs ne décalent pas en profondeur leur tweeter. Économiquement, çà coûte cher. Esthétiquement, c'est une question de goût. Acoustiquement c'est un non sens.
Un amateur peut obtenir des résultats d'écoute remarquable à condition de ne pas faire de compromis technique.

S'il n'est pas possible de dire avec précision ou sa trouve le centre acoustique de vos haut-parleurs, il est parfaitement possible de dire ou ils ne se trouvent pas :

  • Au niveau des plaques de champs de l'aimant. Le son se forme dans le cône, le dôme ou le pavillon, pas au niveau de la bobine mobile.

  • Au niveau de la face d'appui des haut-parleurs pour la même raison.

Enfin, comme rien n'est parfait dans le monde de l'acoustique, le réglage optimal, que vous avez trouvé avec une fréquence de coupure et un filtre donné, sera modifié si vous changez le moindre des composants. D'ou l'intérêt du coffret séparé pour le tweeter.


Par basculement de l'enceinte vers l'arrière :

Cette solution est particulièrement simple à mettre en oeuvre, et s'applique très bien pour les enceintes à 2 voies.
Cette solution s'applique aussi et surtout aux enceintes du commerce, sans la moindre modification interne.
Il a fallut attendre fin avril 2009 pour que JMK en parle dans le forum du site Conception des enceintes acoustiques. (Image de gauche).
J'ai honte d'être passé à coté aussi longtemps... C'est souvent le cas des solutions simples et efficaces.
L'image de droite et les cales usinées en dessous sont de Bruno, quelques mois plus tard, et dont l'épouse a tenu les propos : "On comprend tout ce que chante Mylène !" après avoir écouté le résultat du basculement vers l'arrière de l'enceinte et de son pied...

image900.jpg incline.png

cale.png

Il suffit d'augmenter ou de diminuer une cale placée à l'avant de l'enceinte pour incliner plus ou moins l'enceinte vers l'arrière.
En inclinant l'enceinte vers l'arrière, vous reculez le tweeter par rapport au grave.
L'essais ne coûte rien, et vous saurez très vite si vous avez un gain sur votre système.

Si vous devez basculer l'enceinte de plus de 10° vers l'arrière, faites attention à la stabilité de l'ensemble.
Plus le tweeter est proche du HP de grave médium, plus il faudra un angle important pour faire la mise en phase sur une impulsion.


Mise en phase sans réglages :

Le petit schéma ci-dessous permet d'aligner un peu plus correctement les centre émissif des haut-parleurs. Il suffit de prendre le 1/3 avant du cône du grave médium, et le 1/3 avant du dôme du tweeter. J'ai utilisé cette méthode pour aligner mes 21 cm large bande avec mes graves de 38 cm sur mes baffles plans.
Pourquoi le 1/3 ? Sur un cône, c'est la côte qui divise la surface en deux partie égale.

Une remarque :
Si vous coupez assez haut votre grave médium, le centre acoustique du haut-parleur va reculer au fond du cône.
La membrane se fractionne et ne bouge plus en piston. Seule une petite partie au centre de la membrane reproduit les fréquences élevées.
Dans ces conditions, aligner le dôme du tweeter avec le cache noyau du grave médium devient particulièrement juste.

image49.gif

Si vous souhaitez réaliser vos enceintes, sans faire la mise au point de mise en phase sur une impulsion, mais en vous approchant de la bonne solution, c'est cette solution qu'il faut retenir.

Le fait de prendre le 1/3 avant du cône du haut-parleur de grave médium consiste en fait à diviser la surface du cône en deux parties de surfaces égales. Si le cache noyau central est important, cette méthode est moins juste. Mais quand vous mesurerez en pratique votre haut-parleur, vous vous contenterez comme moi de cette approximation...

Attention :
Par rapport à cette position théorique, le filtre ajoute son retard.
L'alignement sur les 1/3 avant des membranes placent les centres acoustiques des HP dans le même plan vertical.
Avec le retard du filtre, le tweeter doit être plus reculé. De combien ? Utilisez le tableur JMLC pour le calculer.


Certain recommande de prendre le milieu des plaques de champs des aimants.
Je ne comprends pas cette approche. Une démonstration par l'absurde est assez parlante.
Imaginez que l'on coupe le HP en deux juste a l'avant de l'aimant, et que l'on éloigne la membrane de 1 m par rapport à l'aimant.
La liaison saladier / aimant est facile à réaliser avec un tube d'acier.
La liaison bobine mobile / membrane se fera avec un autre tube que l'on considèrera infiniment rigide et sans masse.

image321.jpg

Expliquez moi maintenant avec cet ensemble de plus d'un mètre de long comment le son peut se former au milieu de la plaque de champs avant de l'aimant ?
Le milieu des plaques de champs est l'endroit ou la force qui fait bouger la membrane s'applique à la bobine mobile, qui elle même pousse la membrane. Ce n'est pas l'endroit ou se forme le son. Gardez juste la bobine et retirez la membrane, vous n'aurez pas de son...

Et si ce n'est pas suffisant, regardez maintenant un haut-parleur tel que le MONACOR RAPTOR 30 ou 38.
Il y a deux bobines mobiles, une au niveau de la plaque de champs avant, l'autre au niveau de la plaque de champs arrière.
Si le son se forme au milieu de la plaque de champs, est-ce la plaque avant, la plaque arrière, ou le milieu entre les deux ?
Au niveau des forces, il y a bien deux forces de même sens, une au milieu de la plaque de champs avant, une au milieu de la plaque de champs arrière. Ces deux forces s'ajoutent dans la bobine mobile pour pousser la membrane plus fort. (De plus avec deux spiders, l'un avant et l'autre arrière, la bobine mobile n'a pas d'autre solution que "de filer droit". Mécaniquement la solution est bonne, si la fixation du noyau de l'aimant est bien réalisée, c'est de la mécanique pure.)


Mise en phase sur une impulsion réglable :

Le schéma ci-dessous montre comment rendre le tweeter réglable en profondeur, en gardant une esthétique classique aux enceintes. Derrière un cache haut-parleurs en tissus, cette méthode est compatible WAF à 100%. Je l'ai même vu sur une enceinte du commerce.

image50.gif

Le grave médium est monté normalement sur la face avant. Une 2eme plaque assure l'encastrement de ce grave médium. Cette méthode est très simple à réaliser et ne nécessite qu'une scie sauteuse. L'épaisseur de la 2eme plaque est choisie en fonction du haut-parleur à encastrer.

La face avant et la plaque d'encastrement sont percées au diamètre du tweeter + 5 mm. Une 2eme plaque est également fixée à l'arrière de la face avant et est percée également au diamètre du tweeter + 5 mm. Une 3eme plaque ferme la cavité dans laquelle sera logée le tweeter.

L'épaisseur des plaques est choisie de façon à avoir 10 à 15 mm de réglage en profondeur par rapport à l'alignement des 1/3 avant. Si votre haut-parleur de grave médium est profond, il est prudent de prévoir un peu plus.

Le tweeter est fixé par l'intermédiaire de vis longue. Des écrous à frapper assurent une fixation robuste et facilement démontable. Un jeu de rondelles entre le tweeter et la 3eme plaque assure le positionnement en profondeur. Les écrous à frapper se trouve facilement dans les grandes surfaces du bricolage, mais aussi et pour plus cher chez votre spécialiste haut-parleurs.

Le réglage se fait en changeant le nombre de rondelles. Pour des vis de fixation M4, les rondelles font environ 0.8 mm d'épaisseur. C'est une bonne précision de réglage... Des écrous M6 ou M8 sur une vis M4 se comportent en pratique comme des rondelles épaisse peu coûteuse.

Enfin, et ce point est très important, du feutre de laine ou de la mousse absorbera les réflexions sonore du tweeter dans la cavité extérieure. Un anneau de 20 mm d'épaisseur et 60 mm de diamètre intérieur ne gêne pas un rayonnement à 35° de l'axe du tweeter pour un dôme de 25 mm de diamètre. Mon dessin qui est rigoureusement à l'échelle le prouve.

Sachez que la mousse peut provoquer un trou dans la courbe de réponse aux fréquences élevées. Ce point a été signalé par un Internaute sur un forum.
Pourtant si vous enfoncez le tweeter dans l'enceinte comme sur mon schéma, la mousse est indispensable.


Pour ceux qui ne veulent pas reculer le tweeter :

Un filtre passe-tout permet sur une fréquence précise d'avoir l'équivalent du recul du HP.
Sur les autres fréquences, le filtre passe tout n'est absolument pas équivalent à un délai ou un recul du tweeter, le lien ci-dessus le montre bien.

J'ai trouvé cet avis sans appel sur un forum :
Pour mémoire, on citera des réalisations totalement passives chez ELIPSON et chez TANNOY ou WHARFEDALE (?), très vite abandonnées par ces constructeurs, /.../. Si les industriels ont renoncé à cette solution, aucun amateur de bon sens ne saurait s'y attaquer.

Pour utilisateurs avertis uniquement, bien que je considère que si vous êtes effectivement un utilisateur averti vous n'utiliserez pas cette solution...
C'est volontairement que le tweeter a été remplacé par un médium sur le schéma du filtre passe tout : C'est sur un médium qu'il fonctionnera le mieux.

filtre passe tout


Une réalisation esthétique :

image72.gif

Vous ne trouvez pas un air de ressemblance avec le principe appelé FOCUS TIME chez FOCAL ?
Ce principe n'est envisageable que si vous avez déterminé au préalable le décalage exact entre le grave médium et le tweeter.
Le dessin utilise exactement le même décalage que dans les deux autres exemples plus haut.


Et avec un filtre actif ?

Les filtres actifs numérique ont un réglage appelé "Delay" qui est équivalent à un recul mécanique d'un haut-parleur par rapport à l'autre.
Dans ces conditions, il n'est pas indispensable de faire un décalage en profondeur d'un ou plusieurs haut-parleurs, pour aligner les centres acoustiques dans le même plan vertical.
Le réglage de "Delay" du filtre est là pour compenser le retard dû au filtre, et au décalage des centres acoustique.

Le BEHRINGER DCX 2496 permet d'appliquer un retard aux 6 sorties.
Dans un système 3 voies stéréo, le retard du grave reste généralement à 0, les retards du médium et de l'aigu sont réglés en fonction des besoins.
Par contre dans un système à deux voies avec un grave qui monte jusque 800 ou 1000 Hz et une compression + pavillon, le délai de la compression doit être mis à 0, et il faut un retard sur le HP de grave. La raison est que sans le délai, le grave est beaucoup trop avancé.

 

Délai et phase :

Les filtres actif numérique ont un réglage de délai.
Les filtres actif analogique, les modules des caissons de grave, ont un réglage de phase.
Les deux ne font pas exactement la même chose.

Prenons une coupure à 1000 Hz, avec un recul du HP de 50 mm.
Avec une célérité de l'air de 344000 mm/s, à 1000 Hz la longueur d'onde est de 344 mm, et la rotation de phase de 360 / 344 * 50 = 52.3°.
Avec un recul mécanique du HP, à 100 Hz le recul est de 50 mm. à 1000 Hz le recul est de 50 mm, à 10000 Hz le recul est de 50 mm.
Avec un délai dans le filtre actif, à 100 Hz le délai est de 50 mm. à 1000 Hz le délai est de 50 mm, à 10000 Hz le délai est de 50 mm.
Avec un réglage de la phase, à 100 Hz les 52.3° font un équivalent de 500 mm, à 1000 Hz nous avons bien l'équivalent des 50 mm, à 10000 Hz les 52.3° font un équivalent de 5 mm.

Le filtre actif DCX 2496 dispose d'un réglage de délai et de phase. Tout le monde utilise le délai, et personne la phase.
Avec les explications ci-dessus c'est compréhensible, la phase ne donne pas un retard identique à toutes les fréquences.
Votre caisson de grave à un réglage de phase, et cela peut poser des problèmes de raccordement avec le reste du système.
La bonne solution en pratique est de marier une avance mécanique du caisson de graves, le caisson à la place de la table du salon, avec le réglage de phase. La bonne avance c'est quand la phase est à 0°...
La bonne solution commerciale serait un réglage de délai à la place, ou en plus, du réglage de la phase. Nous pouvons toujours rêver...

 

Influence du déport :

La mousse anti écho est indispensable sur les marche d'escalier.
Mon système sur baffle plan n'avait pas cette mousse, et je ne m'en étais pas rendu compte à l'écoute.
Mais aux mesures en impulsion, pour vérifier la mise en phase, la dégradation est très nette.
La paradoxe est que l'écoute demande le décalage en profondeur, et que la mesure n'est pas belle.
Dans ce cas l'écoute est plus importante que la mesure, il est bon de préciser la valeur relative des choses.

J'avais fait cette marche à l'époque ou j'étais en filtrage passif. Aujourd'hui je suis passé en filtrage actif.
Mon DCX M'a permis d'avancer le tweeter pour supprimer la marche d'escalier, tout en conservant une mise ne phase parfaite en modifiant la valeur du DELAY sur le tweeter.

image10.jpg

Le décalage entre le large bande et le grave a aussi été réalisé au temps ou j'étais en filtrage passif. J'ai respecté la règle d'alignement des HP au 1/3 du cône.
Plus tard, en filtrage actif, j'avais adopté des pentes à 18 dB/octave. Le DELAY entre le grave et le large bande etait de 570 mm.
Les 22 mm que j'avais mis à l'époque me semble aujourd'hui dérisoire par rapport a la valeur qui est nécessaire pour un bon fonctionnement.

 

Et avec un pavillon ?

Difficile d'aller trouver le 1/3 de la membrane qui est complètement cachée.
L'exemple ci-dessus, avec le tweeter annulaire chargé par un pavillon, montre que le son du tweeter se forme au niveau de la membrane annulaire.

Les deux exemples ci-dessous, issues d'un site quelque part en orient, le prouve aussi, sans pouvoir être affirmatif sur la localisation exacte, de toute façon proche du moteur de l'ensemble pavillon + compression. Le filtre a son retard propre.

image465.jpg

image466.jpg

Il y a une alternative à l'avance du pavillon, un filtre passif à pente douce sur le pavillon, et très raide sur le grave pour qu'il ai un retard du au filtre.
306 mm dans l'exemple ci-dessous avec une coupure à 800 Hz. L'exemple me semble réaliste tant sur la fréquence de coupure que sur le délai.
C'est la solution utilisée par TAD sur ses grosses enceintes de studio.

Filtre avec retard sur le grave, réponse
Filtre avec retard sur le grave, délai de phase et de groupe
Filtre avec retard sur le grave, signal carré

 

Et avec un HP coaxial ?

Ce n'est pas difficile pour la partie grave / médium, le centre acoustique se trouve au 1/3 avant du cône si vous ne faites pas monter trop haut en fréquence cette membrane.
Pour la partie compression, il faut estimer ou se trouve la membrane de la partie aigu, pour connaitre la distance avec la partie grave / médium. Cette distance ne peut qu'être estimée.
Il faut utiliser un filtre qui demande un retard de la partie tweeter par rapport à la partie grave médium, tel le filtre quazi optimal à 18 dB avec raccord à -5 dB de JMLC. Même avec ce filtre vous n'êtes pas certain d'avoir une bonne mise en phase sur une impulsion.
Les filtres qui ne demandent pas de retard de la partie tweeter, tel le LinkWitz Riley à 12 ou 24 dB octave, ne conviennent absolument pas.
Seul un filtre actif numérique, avec les réglages du délai sur chaque voie, permet d'avoir une parfaite mise en phase acoustique sur une impulsion avec ce type de HP.
Je n'ai pas encore vue une grosse enceinte Tannoy, avec un 38 cm Dual Concentrique, modifiée avec un filtre actif numérique, une correction individuelle de chaque partie du HP à l'égaliseur paramétrique, et avec le délai qui convient entre les deux membranes du HP. Pour faire bonne mesure, ajoutons la correction de la phase acoustique. C'est pourtant la seule solution pour avoir un excellent résultat à l'écoute...


Polarité absolue :

Prenez une grosse caisse dans un orchestre. Quand le percussionniste tape dessus, la membrane commence à s'enfoncer. Quand vos haut-parleurs vont reproduire le même son, il faudrait que la membrane recule.

Cette explication n'est pas satisfaisante sur le fond, elle est fortement critiquée sur certain forum de hi-fi, mais elle est plus facilement compréhensible par certain d'entre vous. Je vous propose donc une autre explication.

Si au concert, il y a un transitoire avec un front montant, vos enceintes doivent reproduire aussi un front montant, et non un front descendant.

Et pourquoi la membrane du HP ne bougerai t'elle pas dans le bon sens ?

Parce que votre fournisseur préféré d'électronique à voulu gagner trois francs et six sous sur son matériel, et qu'il inverse la phase entre l'entrée et la sortie. Mais ne lui en voulez pas trop, la solution est remarquablement simple : Au lieu de brancher le + de l'ampli sur le + de l'enceinte, et le - sur le -, vous branchez le + sur le - et le - sur le +, ceci pour vos 2 enceintes.

Écoutez les 2 solutions, et gardez la meilleure. C'est fait en 5 minutes et le gain est sensible.

Certain pré ampli très haut de gamme intègre un inverseur de phase absolue. Ce n'est pas un gadget. Cela permet de simplement de faire la comparaison beaucoup plus rapidement, et aussi de corriger la phase absolue de certain (rare ?) disque qui sont inversés.

Sur un forum, un Audiophile se posait la question de savoir "si le branchement en opposition de phase ne risquait pas de flinguer ses enceintes à la longue".
Il n'y a rigoureusement, absolument, aucun risque.
Pour l'expliquer simplement, le signal est un signal alternatif, un coup dans un sens, un coup dans l'autre. Peut importe que l'on commence dans un sens ou dans l'autre...


Et avec un filtre actif ?

C'est encore plus simple...
Mon BEHRINGER DCX 2496 permet de déclarer directement le branchement en phase ou or phase. C'est la variable "Polarity" qui peut prendre les valeurs "Normal" ou "Inverted".
Je suis en trois voies à 18 dB/octave. J'ai donc comparé :

  • Un baffle plan avec le grave "Normal", le médium "Inverted", et le tweeter "Normal".

  • L'autre baffle plan avec le grave "Inverted", le médium "Normal", le tweeter "inverted".

J'ai comparé les deux solutions en mono, en comparaison instantanée, et j'ai gardé le meilleur des deux dans mon cas, qui n'est pas forcément le votre.

Mais les autres filtres actif ont aussi une possibilité d'inversion de phase.
Les BEHRINGER 2300, 2310 et 3400 ont un inverseur de phase sur chaque prise XLR de sortie, à l'arrière de l'appareil. C'est moins pratique et on n'est jamais sur de la position, sauf si vous avez un accès facile a l'arrière des appareils.

Pour le vérifier de façon certaine, il faut passer par la mesure sur impulsion, HP par HP. Voir "Mise en phase".
La mesure vérifie autant la phase absolue, que le délai entre les HP.
Si les Audiophiles faisaient ce type de mesure sur leurs enceintes "haut de gamme" avec un filtre passif, il serait étonnés d'un aussi piètre résultat sur des enceintes aussi chère...

 

Une vérification à l'écoute :

J'ai pu vérifier chez moi que certain amplis inversent la phase absolue :
Quand j'ai remplacé mes amplis LUXMANN et CAIRN par des amplis HAFLER TA1600, les réglages de phase absolue ont changés sur le filtre actif DCX.
Je suis passé d'un réglage Inverted, Normal, Inverted à un réglage Inverted, Inverted, Normal.
L'ampli de graves DENON POA 2200 n'ayant pas changé, c'est bien une inversion de la phase absolue sur les amplis HAFLER TA1600 qui est est la cause.

Le réglage de phase absolue est assez décrié sur certain forum.
Soyez pragmatique, faites l'essais et tirez vous même les conclusions.
Pour moi c'est un réglage qui apporte un petit plus, et une bonne chaîne est une somme de petit plus. Il ne faut pas passer à coté.


Branchement en phase de HP qui se branchent normalement en opposition de phase :

Avant de commencer, je vous invite à lire 5.3.2 : Retard et déphasage dans le site de Francis audio. Il n'y a pas mieux que les explications d'un spécialiste...

Très grosse simplification de cette partie, suppression totale sauf l'image, puis ajout des simulations...
Deux liens sur des réalisations qui ont utilisées cette solution de filtrage : Une solution nouvelle aux systèmes à plusieurs voies, et Ecoute de l'enceinte AUDIOTEC G150.
Recul du HP de médium d'une demi longueur d'onde environ :

phase.jpg


Résultat pratique, obtenu avec le simulateur théorique de filtre JMLC, d'un filtre Linkwitz Riley à 12 dB/octave coupé à 630 Hz, avec les deux HP branchés en phase avec un recul d'environ 1/2 longueur d'onde : 204 mm.
Le recul pratique est plus faible que ce que dit la théorie (273 mm pour 1/2 longueur d'onde à 630 Hz), mais le résultat est correct. J'ai du ajouter un délais sur le grave, que j'ai ajouté à celui du tweeter, pour que les courbes de délais de phase et de groupe soient visibles.

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


C'est la comparaison qui est pertinente!!!
Résultat pratique, obtenu avec le simulateur théorique de filtre JMLC, d'un filtre Linkwitz Riley à 12 dB/octave coupé à 630 Hz, avec les deux HP branchés en opposition de phase.

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


Conclusion : Le branchement des deux HP en phase, avec recul de presque une demi longueur d'onde :

  • Apporte une ondulation de la courbe de réponse.
  • A un délais de groupe moins bon : 234 mm au lieu de 174 mm.
  • A un délais de phasee meilleurs : 109 mm au lieu de 174 mm.
  • Est peut-être un peu meilleure sur les signaux carrés. A discuter sur les forums.
  • Et, cela ne se voit pas à la simulation, apportera un solide echo à la mesure, par réflexion du médium sur la partie grave.
    .
  • Les délais de phase et de groupe sont supérieurs à 0 mm dans le grave, alors qu'ils sont inférieurs à 0 mm avec un filtre "habituel".
    Y a t'il un intérêt ? Je ne sais pas, à discuter sur les forums.

L'intérêt n'est pas évident, mais ce n'est pas une grosse connerie non plus.
Vous voulez l'utiliser ? Surtout simulez le délais au préalable.
Il y a peut-être un intérêt pour un caisson de graves de type table basse placés plus en avant que les enceintes principales. Peut-être !!!
Enfin la solution est aussi possible avec un filtre à 18 dB/octave. Pour l'instant je garde les simulations sous le coude.


Le point le plus important à retenir est que l'analyse d'un filtre ne doit pas se faire au milieu du train d'onde, mais sur la première demi sinusoide. La musique n'est faites que d'impulsions, c'est la première demi sinusoide qui s'en rapproche le plus.
L'exemple Audiotec et sa F80 nous démontre simplement que le filtre à 12 dB n'est pas bon, que le branchement soit en phase ou en opposition de phase. Certainement qu'avec la correction de la phase acoustique les conclusions seraient différentes.


Conclusion :

Un filtre et sa mise en phase sont quelque chose de très complexe.
Si vous utilisez les hauts parleurs à leur limite, coupure basse pour un tweeter ou haute pour un médium, le haut-parleur apporte des rotations de phase électrique et acoustique qui s'ajoute a celle du filtre.
Si vous ne prenez pas en compte ces rotations de phase, la plus belle théorie de filtrage du monde ne sera pas vérifiée en pratique.
Devant un filtre, il faut être pragmatique et mesurer ce que l'on fait.
Et si la mesure vous indique un branchement, et la théorie son contraire, croyez la mesure, personne ne vous le reprochera...

Je vous invite à regarder la solution avec HP relais.
Il n'y a pas beaucoup de question à se poser avec cette solution : Puisque le signal carré est parfait, la mise en phase est parfaitement réalisée.
Il n'y a que le filtre à 6 dB/octave, et les filtres avec HP relais, qui arrivent à reconstruire un signal carré correct, avec délai de phase et de groupe qui reste à 0.
Simplement le choix des HP est plus difficile, surtout pour le HP relais qui doit être un vrai large bande avec une bande passante très étendue.




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