1-2-2-6 : Correction de la phase acoustique avec un PC

Mise à jour : 5 mai 2023, Antidote 11.

 

Lire aussi :

• PC hi-fi, pour configurer son PC pour lire les CD du PC avec une qualité hi-fi irréprochable.
• PC Juke-box, pour organiser sa discothèque sur le PC
• Filtrage et égalisation avec un PC, pour faire de la multiamplification active, et adapter ses enceintes au local d'écoute.

 

Remerciements :

Ce chapitre n'aurait jamais vu le jour sans le message initial de JMB, quelques discussions sur les forums, et sans l'aide active de JMB lorsqu'il s'est agi de prendre en main réellement les outils.
Je ne vous apprendrai pas le monde qu'il y a entre la théorie et la pratique :
Je ne fais pas partie de ceux qui arrivent à prendre en main un logiciel en cliquant sur quelques fonctions...
Je remercie une 2^e fois JMB pour la relecture et correction de ce qui est écrit.

 

Une précision :

Le logiciel qui calcule les corrections, RePhase, est capable de faire 3 choses :

• La correction de la phase acoustique.
• La correction en amplitude, comme un égaliseur.
• Le filtrage comme avec un filtre actif.

Dans les trois cas, c'est la même configuration de base. Si l'accent est mis sur la correction de la phase acoustique, la correction en amplitude ou le filtrage ne sont pas plus difficiles à faire.

 

Un son 3D :

Sur un forum je lisais qu'un internaute posait des questions pour avoir un "son 3D" à partir d'une paire d'enceintes stéréo.
La première condition est d'avoir un CD avec une bonne prise de son. Parfois les évidences doivent être rappelées.
Mais il y a surtout deux conditions indispensables :

• Une courbe de réponse en amplitude sans accidents.
• Une réponse de la phase acoustique plate.

Ces points ne sont pas évoqués par la plupart des audiophiles pour qui corrections riment avec un son moins bon, et qui évitent de mettre un micro de mesure dans leur pièce d'écoute de peur de voir la vérité en face.

La parallèle de la réponse 3D est l'écoute en mono avec une image sonore parfaitement centrée entre les enceintes, image sonore qui ne bouge pas.
C'est le cas lorsque vous regardez le 20 H à la télé avec le son dans la chaîne.
Ce sont rigoureusement les mêmes conditions, de réponse en phase acoustique et en amplitude.
Et pas besoin d'enceinte centrale pour l'obtenir.

 

Une très bonne balance :

Certains d'entre vous implantent leur chaîne dans leur salon, avec une dissymétrie dans la position des enceintes par rapport aux murs.
Il n'est pas toujours possible de placer mieux les enceintes, le salon est une pièce utilisée par toute la famille.
La conséquence est un rendu différent entre l'enceinte gauche et l'enceinte droite, ou un son plus fort sur l'une des enceintes.
L'inversion des enceintes et des canaux d'ampli vous a prouvé que le matériel n'était pas en cause, ce sont les enceintes dans la pièce qui ne vont pas.
Aucun "Audiophile" sur les forums ne vous propose la solution ci-dessous...

Certains audiophiles se plaignent de la perte du bouton de balance sur leur installation.
Le bouton de balance peut corriger un niveau sonore différent entre les deux enceintes, et ne corrige pas un rendu sonore différent entre les enceintes.
Je n'ai pas de bouton de balance sur mon installation et cela ne gêne absolument pas.
La raison est simple, j'ai égalisé en amplitude les enceintes après une mesure au point d'écoute.
S'il y avait un écart de niveau entre les enceintes gauche et droite à cause d'une dissymétrie de la pièce, s'il y avait un rendu sonore différent à cause d'une fenêtre qui ne se trouve que d'un seul côté et qui amplifie certaines fréquences, lors de l'égalisation au même niveau sonore dans rePhase ces écarts sont complètement supprimés.
Les courbes égalisées le sont au même niveau sonore à toutes les fréquences, et à quelques dixième de dB prés, la précision du réglage.
Dans la rubrique "Un son 3D" j'ai indiqué que j'avais une image sonore parfaitement centrée lors des écoutes en mono.
Les réglages en amplitude et phase acoustique en sont la solution, la seule solution.

Vous êtes venu avec la question "comment ajouter un bouton de balance", vous repartez avec une solution, l'égalisation en amplitude sur chacun des canaux.
Ce n'est pas ce que vous demandiez, et la réponse est pourtant particulièrement pertinente...
Il faut savoir sortir des schémas audiophiles traditionnels pour faire un gain significatif en qualité.
Là je suis certain que je dérange du monde, je suis un amateur indépendant de toutes contraintes commerciales...

 

Correction de la phase acoustique :

Liens et message initial envoyé par JMB.

Je me permets d'autre part d'attirer votre attention sur les possibilités offertes en lecture via Foobar :
Le logiciel rePhase conjointement à une convolution avec foo_convolve : c'est un égaliseur FIR, de phase (et plus si besoin).
Donc la possibilité d'utiliser un filtre du genre JMLC au DCX puis de corriger toute distorsion de phase qui serait induite par le filtre, et de prendre en compte d'éventuelles rotations de phase liées à la charge des haut-parleurs.
Bref, des pentes fortes et une phase corrigée et rendue droite par égalisation FIR.
L'avenir est plutôt par là vu la puissance de calcul des pc actuels.

• Un tutoriel sur le blog de Jimbee sur la mise en œuvre de la solution.
• http://www.homecinema-fr.com/forum/diy-enceintes/rephase-linearisation-de-phase-eq-et-filtrage-fir-t30024394.html
• http://www.diyaudio.com/forums/multi-way/221434-rephase-loudspeaker-phase-linearization-eq-fir-filtering-tool-37.html
• La mise en phase des haut-parleurs, pour la rubrique les deux mises en phase acoustique.
• Un tutoriel : Tuto Bass management et filtrage actif par convolution avec JRiver.

 

Les briques de base :

Pour ne pas faire un chapitre inutilement long et compliqué, je vous invite à lire les chapitres sur les briques de base dont les liens sont au début de ce chapitre.

• Le routage vous explique la configuration à utiliser en fonction de vos conditions d'utilisation.
• Installation et utilisation de rePhase vous expliquent comment générer un fichier de correction.
• Installation et configuration de VSTHost et ConvolverVST vous expliquent les logiciels à ajouter dans le cas ou vous voulez plusieurs sources.
• Installation et configuration de Foobar, Resampleur Sox et Convolver vous expliqueront la solution la plus simple, lorsque vous n'avez que la lecture des CD dématérialisés.
• Il ne reste à ce chapitre qu'à vous expliquer quelques subtilités dans l'utilisation de rePhase.

 

Boucle ouverte, boucle fermée :

L'utilisation idéale se fait en mesurant la courbe de phase, comme vous mesurez une courbe de réponse, pour corriger mesure après mesure le fichier de correction, jusqu'au résultat idéal.
Lorsque le signal de mesure traverse le logiciel de correction, vous mesurez directement le résultat corrigé.
Vous êtes dans le cas d'une boucle fermée.
La mesure à travers le logiciel de correction est expliquée à la fin du chapitre.

Une solution intermédiaire est d'utiliser le simulateur théorique de filtre JMLC et de rentrer la courbe de phase théorique directement dans rePhase pour générer le fichier de correction.
Vous êtes en boucle ouverte, mais avec l'assistance d'un calcul théorique.

Lorsque vous faites une correction à partir des données théoriques du filtre de votre enceinte, que votre enceinte soit commerciale ou DIY, vous êtes en boucle ouverte sans assistance.

En boucle ouverte, avec ou sans assistance, la correction ne sera pas aussi bonne qu'une correction mesurée, mais sera bien meilleure que pas de correction du tout.

Enfin si vous n'êtes pas équipé pour la mesure, si vous ne savez rien sur le filtre de votre enceinte, un réglage à l'écoute est possible pour ne pas se passer des gains de la correction de phase.
De nombreux essais à l'écoute seront nécessaires.

 

Sans, boucle ouverte, boucle fermée, en images :

Sans correction de la phase acoustique : La phase varie entre 0° et 760°, ce qui est normal pour un filtre 3 voie à 48 dB/octave.

 

Avec une correction de la phase acoustique réglée en boucle ouverte : Bosse de phase de 75° à 300 Hz, chute au-dessus de 5000 Hz.

 

Avec une correction de la phase acoustique réglée à la mesure.
Je ne corrige pas en dessous de 100 Hz pour l'instant. Sur l'image, la mesure n'est plus valable en dessous de 100 Hz, comme l'indique le trait jaune horizontal.
J'ai ajouté la courbe de délai de groupe, pour juger du bon réglage des délais entre les haut-parleurs.

 

Autres corrections à ajouter :

Votre tweeter a une coupure naturelle dans les aigus au-dessus de 20000 Hz.
Même si cette correction n'est qu'acoustique, il faut ajouter un filtre de correction pour en tenir compte.
J'ai ajouté un filtre LR24 à 20000 Hz, avec un réglage à 500 Hz prés.
Attention, mon tweeter est un large bande de 10 cm, il est possible qu'un vrai tweeter demande une coupure sensiblement plus haut en fréquence.

Dans le grave, les corrections qui fonctionnent bien sur mes baffles plans sont deux filtres closed Q = 0.577 à 46 Hz.
J'en ai rajouté un troisième, un filtre subsonique Butt 18 dB à 20 Hz pour le DENON POA 2200 utilisé dans le grave.
J'ai essayé un Butt 12 dB, Butt 18 dB et Butt 24 dB à 20 Hz.
Dans un 2^e temps j'ai essayé avec le Butt 18 dB les fréquences à 18, 20 et 22 Hz, il s'agit de la coupure naturelle de mes électroniques.
À l'écoute, l'image sonore s'agrandit avec ce filtre.
La correction de la coupure basse des électroniques veut aussi dire qu'il faudra aussi prévoir une coupure équivalente dans les aigus : 70000 Hz à 12 dB/octave, après avoir essayé plusieurs fréquences entre 50000 et 150000 Hz, les BEHRINGER A500 ne coupent pas très haut...
L'aigu est beaucoup plus fin avec ce réglage.

J'ai vu sur les forums la recommandation de certain de ne rien de corriger en dessous de 150 à 250 Hz.
Je n'ai pas partagé cet avis un certain temps, jusqu'à ce que je me rende compte sur le long terme que la chaîne avait perdu sa musicalité avec ces corrections supplémentaires...
Je suis revenu à ne corriger que le filtrage, et à ne plus corriger les coupures acoustiques des haut-parleurs et des électroniques.
Faites votre propre expérience, sans oublier les conclusions.
L'expérience des uns doit servir aux autres, avoir lu l'expérience des autres m'a fait revenir dans le bon chemin.

 

Avec quelques mois de recul :

Le simulateur théorique de filtres JMLC ne sert finalement pas à grand-chose pour régler RePhase.
Des tests successifs à l'écoute sont bien plus efficaces, à condition d'avoir une bonne oreille, et une chaîne bien réglée qui passe les tout petits détails.

Ce n'est pas parce que votre filtre est par exemple en Linkwitz Riley à 24 dB/octave, qu'il faut utiliser cette correction :
Sur mes baffles plans, la coupure grave / large bande était à 225 Hz en LR 24, j'ai fait trois essais de corrections en LR 24, LR 36 et LR 48, c'est LR 36 qui marchait le mieux.
La raison est facile à comprendre, le large bande à une coupure acoustique en dessous de 200 Hz qui s'ajoute à celle du filtre.
La pente réelle est supérieure à 24 dB/octave.
Vous avez certainement le même problème sur la coupure de votre tweeter ou de votre pavillon.
En corrigeant en LR 36, je n'ai pas la bonne correction de phase au-dessus de 225 Hz, par exemple à 500 et 1000 Hz.
Vous le voyez directement dans rePhase, en regardant les corrections réelles à 500 et 1000 Hz, entre une correction en LR 24 et une en LR 36.
Le grave que j'utilise peut monter jusque 1000 Hz sans gros problème, et donc sans rotation de la phase acoustique importante, au-dessus de 225 Hz, je n'ai que la phase acoustique du filtre à corriger.
La solution est simple, baisser la fréquence de la correction en LR 36, par rapport à celle nécessaire en LR 24, pour avoir la même chose à 500 et 1000 Hz.
À l'écoute, c'est immédiatement audible et assez spectaculaire comme gain, la fréquence de la correction est à 170 Hz, assez loin des 225 Hz de départ.

Dans le médium aigu, je n'ai pas les mêmes problèmes :
La coupure est à 1760 Hz, avec le large bande qui monte à 10000 Hz, et le médium-tweeter qui descend à 200 Hz.
La correction qui est nécessaire est bien en LR 24, comme le filtre, parce que les rotations de phase des coupures acoustiques des haut-parleurs sont reportées très loin de la fréquence de coupure du filtre.
Si j'avais pris un médium à la place d'un large bande, comme le recommandent certains audiophiles, la coupure acoustique du médium coté aigu serait certainement à prendre en compte dans la correction.
Comme quoi un large bande utilisé en médium peut avoir du bon !!!
Si pour les deux coupures de mon système à 3 voies j'ai deux comportements différents, il n'y a qu'une explication, il faut corriger la combinaison des coupures électrique et acoustique.
Si vous avez compris cette règle, si vous avez assez d'indépendance d'esprit pour vous éloigner des caractéristiques constructeur, alors vous arriverez à corriger assez bien vos enceintes sans mesure.
Ne mettons pas la tête dans le sable comme les autruches, seule la mesure permet d'être certain des corrections à utiliser.
Néemoins, le réglage à l'écoute permet de s'approcher de façon significative du réglage optimal, sans sortir l'artillerie lourde de la mesure.
Vous êtes peut-être comme moi, je trouve assez facilement 20 minutes pour faire deux ou trois tests à l'écoute, et beaucoup moins facilement les 2 ou 3 heures pour mesurer.

 

Écoutes :

Bien des internautes sont beaucoup plus doués que moi pour exprimer la différence entendue à l'écoute.
Je serai assez bref sur ce point :

• Je n'ai jamais eu un aigu de cette qualité, quelles que soient les électroniques ou enceintes utilisées.
• Le médium aigu est à la fois très doux et très précis et détaillé.
• Le rendu du grave est bien meilleur en termes d'impact, subjectivement il descend beaucoup plus avec la correction de la phase.
• L'image sonore s'est agrandie grâce au rendu du grave bien meilleur.

Un Internaute de ma région (150 km tout de même) est venu écouter, avec et sans le correcteur de phase acoustique.
Avec le correcteur "les sons sont dans le bon ordre", ce qui n'est pas le cas sans le correcteur .
Il faut savoir que tout ce que vous écoutez dans le commerce est sans correction de la phase acoustique, et vous trouvez le son bon ou très bon.

Sur ma 2^e source, la télé, les voies des présentateurs du journal télévisé du 20 H sont très bonnes.
Sans la correction elles étaient comme gonflées dans le grave.
Comme la correction ne concerne que la phase et que les enceintes sont réglées linéaire à la mesure en amplitude, il faut savoir qu'un grave un peu gonflé se corrige avec une correction de phase...

La boutade : "L'aigu ne vous plaît pas, corrigez le grave" s'applique aussi avec la correction de la phase acoustique.

 

Mesure en boucle fermée :

Je me suis fait longtemps une montagne de la mesure en boucle fermée, pourtant les choses sont très simples...
Le chapitre sur Le routage vous explique comment ajouter une 2^e source, et comment faire passer toutes les sources par les corrections.
Faites simplement l'hypothèse que le logiciel de mesure est une source comme le CD dématérialisé, qui sort du PC par sa carte son, et qui entre de nouveau dans le PC par la boucle VSTHost, plus de problèmes.p>

Mon système de mesure est sur un PC à part, avec sa propre carte son, j'ai procédé autrement.
Cette carte son a une sortie numérique S/PDIF sur prise RCA.
Je mets le PC de mesure à côté de la chaîne, je débranche simplement le câble qui sort de HIFACE pour le brancher sur la sortie numérique de la carte son du PC mesure, et je suis prêt à mesurer à travers les corrections...
Avec cette méthode, le signal de mesure prend rigoureusement le même chemin que le signal qui vient du CD dématérialisé.

N'oubliez pas de cliquer sur l'icône avec les espèces d'engrenages, sinon aucun son ne passe dans VSTHost !!!

 

Pour ceux qui ne voudrait pas sortir le signal du PC par une carte son, pour le faire rentrer par une autre carte son, Virtual Audio Cable permet de capter le signal de la carte son de mesure, et de l'envoyer dans VSTHost pour mesurer directement à travers les corrections, sans faire une boucle de monitoring externe, donc sans avoir à utiliser de carte son spécifique. VB-AUDIO est une alternative à Virtual Audio Cable.

 

JMB m'a envoyé le message suivant :

J'ai fait ce week-end des essais convaincants avec VSTHost et Convolver VST plus une carte son M-Audio Fire Wire 24/96, entrés et sorties numériques et analogiques, qui permet d'écouter un lecteur CD classique ou une autre source avec convolution.
Aussi très efficace pour faire la mesure comparée avec et sans convolution ( avec Rew ) essayez Rew, c'est gratuit et pratique pour ce type de mesure, fonctions A*B, etc.

 

Mesure de la phase : La mesure de la phase acoustique d'une enceinte.

 

Correction à partir du fichier de mesure :

La rubrique Mesure en boucle fermée vous explique comment mesurer à travers les corrections.
En voyant à la mesure ce qui ne va pas, vous corrigez dans RePhase, et vous recommencez autant de fois que nécessaire.
Vous ne pouvez corriger que quelques points à chaque fois, cette méthode est longue et lassante.
Une autre méthode consiste à enregistrer le fichier de mesure, de le relire avec RePhase, et d'appliquer l'ensemble des corrections en une fois sur un PC bureautique, en ayant une vision globale de ce que vous faites.
Cette 2^e méthode est beaucoup plus confortable et efficace que la première.

• Mesure de la phase, qui vous explique comment générer le fichier qui sera relu dans RePhase.
• Installation et utilisation de rPhase, qui vous explique comment utiliser le fichier de mesure.

 

Dôme Acoustique