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2-6-2-3 : R√©ponse dans l'axe et en co√Įncidence :

Mise à jour : 26 décembre 2018.

 

Explications par Jean-Michel Le Cleac'h (JMLC) sur la r√©ponse dans l'axe et en co√Įncidence, ainsi que sur les courbes de retard de groupe et de phase.
Jean-Michel nous a malheureusement quitté brutalement fin décembre 2013. Je ne le connaissais que par les forums. En hommage a sa mémoire, je maintiendrai en ligne son travail aussi longtemps que possible.

 

Utilisations possibles de la courbe en co√Įncidence

  • Rayonnement des haut-parleurs d'une enceinte multivoies en phase ou pas :
    Lorsque la courbe de r√©ponse en co√Įncidence est confondue avec la courbe not√©e "axe", cela signifie une √©mission parfaitement en phase des haut-parleurs de l'enceinte multivoies √† toute fr√©quence.
    Cela va de pair avec un raccord à -6dB du passe-haut et du passe bas dans le filtre séparateur entre 2 voies.
    Il est souhaitable, pour éviter que l'air soit brassé d'un haut-parleur à l'autre d'une enceinte multivoies que l'émission des ondes se fasse en phase d'un haut-parleur à l'autre.
    On recherchera donc √† ce que la courbe de r√©ponse en co√Įncidence soit la plus proche possible de la courbe r√©ponse baptis√©e "dans l'axe".
     
  • Courbe de r√©ponse en ambiance semi-r√©verb√©rante :
    Lorsque l'écoute se fait en ambiance semi-réverbérante alors l'interférence entre ondes réfléchies et ondes directes peut provoquer des annulations (lorsque les ondes sont en opposition de phase) ou des renforcements (lorsque les ondes sont en phase).
    La courbe de réponse mesurée en un point de la pièce montre alors des creux et des bosses.
    Les sommets de ces pics sont situ√©s sur la courbe en co√Įncidence et les points bas de ces creux sont situ√©s sur la courbe en opposition.
    Or, il est généralement considéré que les pics sur cette courbe de réponse en ambiance semi-réverbérante sont plus audibles que les creux.
    On a donc int√©r√™t √† obtenir une courbe de r√©ponse en co√Įncidence la plus plate possible.
     
  • Contr√īle des lobes de rayonnement :
    Lorsqu'on se déplace devant une enceinte multivoies, les différences de marche entre les ondes directes émises par les divers haut-parleurs d'une enceinte multivoies subissent une variation, suivant certaines directions et à certaines fréquences les ondes peuvent alors être en phase, et l'intensité de la réponse sera maximale.
    Ceci correspond √† une ou plusieurs bosses dans la courbe en co√Įncidence.
    L'absence de bosse sur la courbe en co√Įncidence permet de pr√©voir l'absence de lobes de rayonnement (pas de ¬ę lobing ¬Ľ) du au filtrage.

 

Courbes de retard de groupe et de phase.

Obtenues à partir de la courbe de phase ces courbes en sont d'interprétation plus facile.
Une enceinte multivoies parfaite du point de vue de la linéarité de la phase donnerait des courbes de retard de groupe et de retard de phase plates.
Hormis l'usage de filtres soustractifs ou encore de filtre du premier ordre ou encore de filtres numériques à phase linéaire, les enceintes multivoies ne sont pas à phase linéaire.
On peut appeler "distorsion de phase" cet écart à la linéarité de la phase.
Heureusement, la psychoacoustique nous apprend que du fait de la structure de notre oreille interne et de la manière dont sa membrane basilaire fonctionne, notre système auditif n'est sensible à la distorsion de phase que pour les fréquences inférieures à 4000 Hz environ.
On recherchera donc à minimiser la variation des courbes de retard de groupe et de retard de phase pour les fréquences inférieures à 4000Hz.
Pour cette gamme de fréquence on évitera toute bosse ou tout creux important dans ces courbes de de retard de groupe et de retard de phase.

 

Une autre explication :

Je vous propose une autre r√©daction de l'explication de la r√©ponse en co√Įncidence, explications √† partir d'un exemple r√©alis√© avec le simulateur en PHP, et d'images trouv√©es dans un forum.
Prenons un filtre deux voies à 6 dB/octave à 600 Hz, avec raccord à -3 dB.

coincidence3.png

 

Avec un filtre à 6 dB, la courbe de réponse dans l'axe, la courbe rose, est extrêmement séduisante parce que rigoureusement plate.
Par contre la courbe de r√©ponse en co√Įncidence, la courbe jaune, passe par +3 dB √† la fr√©quence de coupure de 600 Hz.
Pour comprendre pourquoi la courbe jaune est a +3 dB, nous allons regarder comment se fait la somme des deux signaux, celui du grave et celui du tweeter, en fonction de la phase.
L'image ci-dessous est de JMB.

coincidence1.png

 

Le passe bas, c'est la r√©ponse du grave, dont l'amplitude d√©croit progressivement avec la fr√©quence, et avec une phase qui tourne progressivement de 0¬į √† 90¬į. Fl√®che rouge.
Le passe haut, c'est la r√©ponse du tweeter, dont l'amplitude croit progressivement avec la fr√©quence, et avec une phase qui tourne progressivement de 90¬į √† 0¬į. Fl√®che bleue.
La réponse dans l'axe, la flèche verte sur le graphique ci-dessus, est la somme vectorielle de la flèche rouge et de la flèche bleue. Elle est égale à 1 dans tout les cas, c'est à dire rigoureusement exacte au signal de départ.
Pour comprendre la r√©ponse en co√Įncidence nous allons regarder de plus pr√©s deux des sommes, celle √† -3 dB et celle √† -12 dB.
A 600 Hz, nous avons la r√©ponse en co√Įncidence qui est √©gale √† 20 * LOG10( 14.1421 / 10 ) = 3.01 dB.
A 2400 Hz, nous avons la r√©ponse en co√Įncidence qui est √©gale √† 20 * LOG10( 12.2474 / 10 ) = 1.76 dB.
Les deux valeurs correspondent exactement √† ce qui est calcul√©e sur la courbe jaune, la r√©ponse en co√Įncidence. (LOG10 = logarithme d√©cimal).

coincidence4.png

Il faut comprendre que la somme des deux signaux se fait dans l'air, entre les HP et vos oreilles.
Il y a des éléments perturbateurs, les réflexions parasites, qui peuvent changer la phase des signaux dont on souhaite écouter la somme.
Avec un syst√®me dont les d√©lais entre les HP sont bien r√©gl√©s, une mauvaise r√©ponse en co√Įncidence est imm√©diatement audible.
Une r√©ponse en co√Įncidence aussi plate que la r√©ponse dans l'axe est un crit√®re important de la qualit√© du filtre de votre enceinte.
Le filtre à 6 dB/octave n'est pas bon sur ce point, le filtre avec un HP relais est encore moins bon.

 

Chambre sourde ou réverbérente :

coincidence3.png

Si vous mesurez vos enceintes dans une chambre sourde, vous aurez la courbe de réponse rose.
Si vous mesurez vos enceintes dans une chambre totalement réverbérente vous aurez la courbe de réponse jaune.
Votre salon n'est ni une chambre sourde, ni une chambre totalement réverbérente, vous aurez une courbe de réponse qui va osciller entre les deux.
La réponse sera sur courbe rose a certaines fréquences, sur la courbe jaune à d'autre, et entre les deux le reste du temps.
Un accident dans la courbe de réponse théorique ne dépassera pas la courbe jaune, mais pourra l'atteindre ponctuellement.

Maintenant si vous prenez un filtre Linkwitz-Riley par exemple, les deux courbes rose et jaune sont parfaitement confondues.
Une enceinte avec les courbes rose et jaune confondues sont donc beaucoup moins sensible à l'acoustique de la pièce d'écoute.
La phase des filtres Linkwitz-Riley est corrigeable par convolution.
Vous pouvez avoir une courbe de r√©ponse sans probl√®me d√Ľ √† la pi√®ce et une r√©ponse sur les signaux carr√©s tr√®s proche de l'id√©al th√©orique.
Je me demande pourquoi ces filtres associés à la correction par convolution ne sont pas plus utilisés.

 

Une solution très efficace :

Si vous avez utilisé un peu le simulateur de filtres théoriques JMLC, vous vous êtes rendu compte qu'il y avait deux cas :

  • Si la r√©ponse en co√Įncidence est bonne, la r√©ponse sur un signal carr√© est mauvaise.
  • Lorsque la r√©ponse sur un signal carr√© est bonne, la r√©ponse en co√Įncidence est mauvaise.

Vous pouvez prendre les simulations comme vous voulez, vous serez toujours dans l'un des deux cas.
Il y a pourtant une porte de sortie par le haut, la correction de la phase acoustique.
Avec cette correction, vous avez les pentes raides qui sont nécessaires à un bon raccordement des HP entre eux, et une réponse sur un signal carré parfaite.
Dit autrement, vous passez d'un filtre IRR avec tout les défauts qui vont avec, à un filtre FIR linéaire en phase.
A l'écoute il n'y a pas photo, essayer la correction de la phase acoustique c'est l'adopter.
Avec cette correction ne cherchez plus les filtres qui conviennet : Les Linkwitz Riley a 12, 24 ou 48 dB/octave sont les meilleurs, raccordement à -6 dB, réponse linéaire dans l'axe.

 

Un petit coup de patte au passage √† nos chers Audiophiles aux oreilles d'or : Leur filtre pr√©f√©r√©, le filtre √† 6 dB/octave, est mauvais sur la courbe de r√©ponse en co√Įncidence.
Je suis très surpris qu'avec leurs oreilles d'or ils ne l'aient pas entendu.

 

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Je vous donnerai l'accord, demandez-le simplement pour être en règle. Sont exclues les demandes extravagantes.


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