1-1-5-4 : Limiter la courbe de réponse d'une enceinte

Mise à jour : 7 novembre 2024, Antidote 12.

 

La seule limite à cette approche qui sort complètement des méthodes habituelles utilisées en hi-fi est notre imagination.
La seule pertinence de cette approche est un gain de la qualité d'écoute : avec un gain, la méthode est adoptée, sans gain, la méthode est rejetée.
Il n'y a pas de théorie sur cette approche, que du pragmatisme et des écoutes comparatives.

Prenez les câbles, par exemple, aucune théorie ne justifie aujourd'hui les gains réels ou supposés entendus à l'écoute, pourtant certains d'entre vous sont adeptes des essais sur les câbles.
La limitation de la bande passante d'une enceinte, par rapport aux câbles, apporte une différence parfaitement mesurable et les gains à l'écoute ont une explication incontestable.
L'absence de théorie ne veut pas dire une absence de pertinence sur les résultats de la solution.

 

Comment suis-je arrivé à limiter la bande passante dans les aigus ?

Au printemps 2019, j'ai changé mes haut-parleurs large bande DAVIS 20DE8 de 21 cm pour des ALTEC 420-8B BIFLEX, des haut-parleurs avec un saladier de 41 cm de diamètre.
Là où la documentation de l'époque indiquait une bande passante qui montait jusque 14000 Hz, la mesure indiquait 7500 à 8000 Hz seulement.
Après un moment de déception, avec l'absence d'envie d'ajouter un tweeter ou une compression plus pavillon (solution conseillée par beaucoup de forumeurs), j'ai regardé ce que je pouvais faire avec les corrections par convolution, en gardant une solution musicale.

Je ne fais pas les corrections par convolution à la mode "bourrin moyen", le Plan d'expérience sur les corrections par convolution générées avec rePhase ne l'autorise pas à l'écoute.
La conséquence directe est qu'il n'est pas possible de booster la réponse simplement de 2000 ou 4000 Hz, le boost réalisable en pratique monte jusque 25000 Hz. Le boost est à phase minimum.
L'écoute de ce boost n'est pas du tout validée à l'écoute...
Face à cette conclusion, beaucoup de forumeurs vous redisent : Ajoutez un tweeter ou une compression plus pavillon.
Ces forumeurs n'ont que cette solution en tête, et acceptent difficilement (voire pas du tout) ceux qui sortent de leurs schémas habituels des solutions des années 60.

Si rePhase permet de booster la réponse, il permet aussi de filtrer en FIR (à phase linéaire) sans toucher la phase acoustique.
Au boost qui montait jusque 25000 Hz, j'ai ajouté dans un premier temps un filtre passe-bas.
Une série d'essais à l'écoute ont défini un filtre Linkwitz-Riley à 36 dB/octave à 11875 Hz, solution validée à l'écoute comme étant meilleure que :

• Le boost à 25000 Hz sans filtre passe bas.
• Pas de boost du tout.

Pas de boost du tout était meilleurs que le boost sans filtre passe-bas, il ne faut pas corriger "bourrin moyen"...
Je ne connais pas votre définition d'une solution pragmatique, mais celle-là en fait partie...

Imaginez la tête des forumeurs, 11875 Hz à -6 dB : beurk il n'y a pas d'aigus...
C'est un avis que je partage puisqu'au-dessus de 10000 Hz, nous sommes dans l'extrême aigu !!!
L'écoute est agréable, le manque d'extrême aigu n'est absolument pas gênant pour moi, j'ai conservé la solution parce qu'en comparaison avec l'écoute des instruments acoustiques non amplifiés, je n'entends aucun manque.

 

Travailler un peu plus la solution :

Je vais passer les étapes intermédiaires, pour aller directement au résultat actuel.
Le chapitre sur la mise en série des filtres du 1^er et 2^e ordre explique comment faire un filtre à phase linéaire avec une pente importante, à partir des filtres de base du 1^er et 2^e ordre.

J'ai retenu, après de nombreux essais, un filtre Butterworth du 5^e ordre à 11625 Hz à phase linéaire dans un premier temps, du 4^e ordre à 11125 Hz dans un 2^e à phase minimum après avoir abandonné les réglages de la phase acoustique.
Une pente plus forte ou plus faible est moins bonne à l'écoute, les 11625 Hz avaient été réglés à 125 Hz près, les 11125 Hz à 63 Hz près, enfin, entre Butterworth et Bessel c'est Butterworth qui marche le mieux.
Les coefficients Q des filtres du 2^e ordre ne s'invente pas, heureusement qu'il y a un tableau pour les avoir parce qu'il est impossible de les retrouver à l'écoute !!!

La modification de la correction de la phase acoustique consiste, pour un haut-parleur large bande, à :

• Corriger la réponse à phase minimale.
• Faire les filtres passe-haut, passe-bas, et la courbe cible avec la phase minimale.
• La phase n'est pas mesurée, elle n'est pas corrigée parce que ce n'est pas nécessaire avec un haut-parleur large bande qui reste à phase minimum.

L'image ci-dessous est une ancienne version, il y a directement les filtres Butterworth de l'ordre de notre choix, 2 lignes suffisent, au lieu de 6, pour les filtres passe-haut et passe-bas.

 

Cette façon de faire peut surprendre.
Dans mon cas, je booste large, et je filtre, mais avec une enceinte du commerce et un tweeter qui monte bien jusque 20000 ou 22000 Hz pourquoi ne pas essayer juste un filtre ?
L'idée n'est pas aussi tordue que ça, sur des plans de filtres passifs des années 60, il y avait parfois une petite self de 0.3 mH en série avec le tweeter.
Si nos anciens l'ont fait, avec les moyens à leur disposition, pourquoi ne pas essayer de le faire avec des moyens plus récent ?

Surtout, restez pragmatique, si ce n'est pas mieux à l'écoute, il ne faut pas garder la solution.
Si vous n'essayez pas, vous ne saurez jamais si, dans votre cas, vous pouvez avoir un gain à l'écoute.
Ce n'est pas moi avec mon haut-parleur large bande qui fera l'essai à votre place.

 

Un autre essai :

Avec un tout petit haut-parleur de 36 mm de diamètre de montage, un châssis de 39x39 mm, un AURA SOUND NSW 1-205-8 A.
Ce haut-parleur n'est pas plus gros qu'un tweeter à dôme inversé pour la taille de la membrane, mais je le fais descendre à 225 Hz dans une enceinte close et avec une transformée de Linkwitz, Fc = 293 Hz, Qtc = 1.06, Ft = 225 Hz, Qt = 0.707.

Qui aurait l'idée saugrenue de limiter sa bande passante dans les aigus ?
Un haut-parleur qui monte très bien dans les aigus doit-il être filtré en passe-bas ?
Oui à l'écoute, avec un filtre Butterworth à 12 dB/octave à 17500 Hz.

Suite à cet essai, je vous invite à essayer un filtre passe-bas sur vos tweeters, pour un tweeter de 8 Ohms, essayez 0.1 mH en série et 0.8 uF en parallèle pour commencer.

 

Dans les graves :

Avec le DAVIS 20DE8 :

L'enceinte avec le DAVIS 20DE8 était une enceinte Bass reflex à triple résonateur.
J'ai ajouté un filtre passe-haut à 24 dB/octave, 6 à 8 Hz en dessous de Fb.
Le but était de ne pas laisser passer les graves que ne savait pas reproduire le haut-parleur.
Gain sur la qualité d'écoute et sur la tenue en puissance.
Le gain sur la tenue en puissance est incontestable avec un débattement limité de la membrane dans l'extrême grave.

À l'époque du DAVIS 20DE8, je n'avais pas le chapitre sur la mise en série des filtres du 1^er et 2^e ordre.
Il est sans doute possible de faire mieux que ce que je propose, mais je n'ai plus les enceintes pour faire les essais.

 

Avec le ALTEC 420-8B BIFLEX :

L'enceinte avec le ALTEC 420-8B BIFLEX est une enceinte close avec une transformée de Linkwitz.
Là aussi je passe les étapes intermédiaires, pour aller directement au résultat actuel.

La mise en série des filtres du 1^er et 2^e ordre m'avait permis de retenir un filtre passe-haut Butterworth du 5^e ordre à 33.5 Hz.
La subtilité est que ce filtre passe-haut est associé à une transformée de Linkwitz, réalisée avec rePhase, et dont la fonction compensate linéarise la réponse jusque dans l'extrême grave.
Les 3 filtres passe-haut terminent la transformée de Linkwitz avec une coupure électrique parfaitement réglée.
Linkwitz faisait sa transformée avec une pente du 2^e ordre, j'avais retenu le 5^e ordre qui donne de meilleurs résultats à l'écoute...
Aujourd'hui, je suis revenu à une pente du 2^e ordre à phase minimum.

Une 2^e subtilité ne se voit pas.
La fonction compensate est réglée à partir des valeurs Fc et Qtc mesuré sur la courbe d'impédance.
J'avais vérifié le résultat de cette fonction compensate dans rePhase avec la réponse mesurée à 86 cm du cache noyau du haut-parleur, et j'ai vu par différence le gain de la pièce dans le grave.
J'ai aussi corrigé ce gain avant de mettre les filtres passe-haut...
Le chapitre annuler l'influence de la pièce dans les graves explique les choses avec plus de détails.
Aujourd'hui je prends la mesure MMM au point d'écoute, solution qui est meilleure à l'écoute que la première.

 

Les différences en images :

La mesure, effectuée à 117 cm du cache noyau, a été lissée en 1/2 octave, avec des corrections Q = 0.90 avec EQ type = proportionnel Q et minimum-phase.
Le trou entre 60 et 100 Hz n'est pas corrigé, et ne se corrige pas.

Bleu : Sans aucune correction.
Rouge : Réponse corrigée, linéarisée et boostée dans les aigus. Le boost jusque 25000 Hz est bien visible.
Le baffle step de 3 à 4 dB vers 300 à 400 Hz est, lui aussi, bien visible, le médium est 4 à 6 dB au-dessus du grave, la correction est nécessaire.

 

Rouge : Réponse corrigée, linéarisée et boostée dans les aigus jusque 20000 Hz.
Bleu : Réponse atténuée dans les aigus et dans les graves, avec la transformée de Linkwitz. Atténuations validées à l'écoute.
Par rapport à la réponse brute de l'image ci-dessus, l'extension de la réponse dans les aigus de 8000 à 12000 Hz est bien visible.
S'il peut sembler dommage de limiter le grave de 20 Hz à -3 dB à 35 Hz à -3 dB, l'écoute est bien meilleure ainsi, du bas médium à l'aigu.

 

Rouge : Réponse corrigée, linéarisée et boostée dans les aigus jusque 20000 Hz.
Bleu : Par rapport à l'image précédente, ajout de la courbe cible Tilt ÉQ.
Avec cette dernière correction, les deux enceintes placées dans ma pièce d'écoute sont excellentes.

Aujourd'hui je n'utilise plus la courbe cible "Tilt".
Je conserve la pente au-dessus de 240 Hz, je suis droit et horizontal en dessous de 240 Hz.

 

Une liaison vers la Loi des 400000 ?

 

J'avais écrit dans le chapitre Loi des 400000 :
"Il faut retenir que, tant que l'on n'intégrera pas les pentes d'atténuation dans les graves et les aigus, il n'y a pas de conclusion à tirer avec cette loi."

C'est exactement ce que je fais avec mes filtres passe-haut et passe-bas :

• Une coupure à 39 Hz et à 8500 Hz à -2 dB donne 39 * 8500 = 331500.
• Une coupure à 36 Hz et à 10000 Hz à -3 dB donne 36 * 10000 = 360000.
• Une coupure à 34 Hz et à 10600 Hz à -4 dB donne 34 * 10600 = 364000.
• Une coupure à 33 Hz et à 10900 Hz à -5 dB donne 33 * 10900 = 359700.
• Une coupure à 32 Hz et à 11100 Hz à -6 dB donne 32 * 11100 = 355200.

Un hasard troublant ?
Une écoute sacrément bonne et équilibrée...

Je n'arrive pas exactement à 400000 sur cet exemple, mais je n'en suis pas loin.
Cette vérification n'avait ni pour but de dire que la loi des 400000 ça marche ni d'inventer la loi des "364000" relevés à -4 dB.
Je pense tout de même qu'il y a quelque chose à vérifier dans cette direction, avec d'autres exemples.

Beaucoup d'enceintes ont un tweeter qui monte à 20000 Hz, sans que la réponse dans le grave ne descende à 20 Hz.
La première vérification doit se faire en limitant la réponse du côté des aigus.
Le seul risque pour vous est d'avoir mieux à l'écoute, parce que, si vous avez moins bien, vous ne garderez pas la correction.

 

Dôme Acoustique