FILTRE SERIE 6/12 dB, 2 ou 3 voies : Partage d'expériences

[tubelectron]

Les filtres série pour bien fonctionner ont besoin que les haut parleurs soient alignés d’un point de vue temporel, et que leur réponse avant filtrage soit la plus uniforme possible, avec des impédances vues des composants du filtre qui soient identiques. Ce sont des filtres qui requièrent de bien mesurer et simuler pour leur mise au point.

Sur ton schéma, l’astuce de l’inversion de polarité doit compenser le décalage physique des haut parleurs, mais as-tu des mesures à partager permettant de visualiser les bienfaits de ce type de filtre?

Pour ce qui est de l'alignement temporel pris à la position d'écoute, dans le plan vertical, c'est raisonnablement correct - du moins pour le raccordement Médium/Tweeter (Fc > 700Hz) - avec tous les HP connectés dans le même polarité (pas d'inversion) :



Non, je n'ai fait aucune mesure : la mise au point ne s'est faite qu'aux oreilles... Indéniablement, nous avons eu de la chance !

Mon matériel de mesure acoustique sur PC est à revoir complètement, et ce sur une nouvelle machine en W11, pour cause d'obsolescence programmée non seulement de l'ordinateur original, mais des logiciels (WXP). Il faut donc que je m'en occupe...

Sinon oui, en effet les HP se recouvrent sur au moins une octave de part et d'autre de la fréquence de coupure du filtre, dans des zones ou la réponse est plutôt linéaire au regard des courbes constructeur. Quant aux impédances respectives des différents HP aux fréquences de coupure, elles sont de 9 ohms une fois l'atténuation établie.

Bonjour,
On trouve ce filtre dans l'ouvrage de Vance Dickason "Enceintes acoustiques et Hauts Parleurs".
L'auteur ne s'attarde pas dessus car il précise que ces filtres ont un niveau d'atténuation trop faible pour éviter la distorsion de modulation au voisinage de la fréquence de résonance des HP. (selon l'article "Crossover networks and modulation distorsion de R. Small).

Oui, c'est exact, et cette distorsion s'aggrave d'autant plus que la puissance envoyée à l'enceinte est élevée - j'ai la version Française (affreusement mal traduite et pleine d'erreurs) et Anglaise de l'ouvrage. 

John d'Appolito démontre aussi ("Le Haut-Parleur, manipulations et mesures électro-acoustiques") que l'atténuation insuffisante à la fréquence de coupure crée des perturbations importantes dans la réponse, relevés à l'appui. 

De même, j'ai effectivement observé qu'une pente de filtrage de 6dB/Oct. pouvait créer des variations de timbre évidentes à l'oreille, en fonction de la position de l'auditeur vis à vis de l'enceinte, variations qui disparaissent dès que l'on passe à un ordre supérieur comme 12dB/Oct.

Ce sont les raisons pour lesquelles je ne croyais pas trop à la formule 6/12dB Série/Parallèle décrite ici. Mais bon... L'essai s'est avéré concluant, et relève sans doute de l'exception.

En effet, il faut croire que - dans mon cas présent - les conditions théoriques de fonctionnement d'un filtre à faible pente sont suffisamment bien respectées pour que l'on puisse profiter de ses avantages (simplicité, réponse impulsionnelle, cohérence de phase, HP en polarité), sans souffrir de ses inconvénients (lobes de directivité, changement de timbres, distorsion d'intermodulation)...

T

[JM Plantefeve]

Bonjour tubelectron,

Filtre 6/12dB Série/Parallèle DIY, coupé à 500Hz/5kHz, puis 400Hz/5Khz en définitive aux essais, directement dérivé de celui proposé par @Dominique :

Sauf erreur de ma part, le schéma qui apparaît dans le fichier de Dominique, n'est pas celui que tu utilises. Directement dérivé, dans quel sens ?

Les filtres terminés :

Je suis admiratif de la finesse de réalisation. C'est beau !

Bien à toi, Jean-Marc.

[claude m4]

Hello ! 

Je sais que le sujet a vu son dernier message voici 4 ans, mais j'ai un partage d'expérience récent à indiquer à propos du fameux FILTRE SERIE 6/12 dB, 2 ou 3 voies, qui a été proposé par @Dominique sur le forum Mélaudia en 2011...

Recherchant des idées de filtre pour une enceinte acoustique 3 voies DIY, et regardant du coté des travaux de Bakegaard (Bang & Olufsen, "enceinte à haut-parleur de remplissage"), je tombe donc sur sur ce fil : https://forums.melaudia.net/showthread.php?tid=1711 lequel décrit un circuit série/parallèle de structure simple, assorti d'une description disons pour le moins "flatteuse"...

Cela demande bien peu de composants et j'ai ce qu'il faut pour faire, alors j'aurais bien tort ne pas essayer ! C'est une alternative intéressante au classique 12dB/Oct. que je réalise également, pour essais et comparaisons.

Le principe de ce filtre - et la simplicité qui va avec - est tout à fait séduisant à mes yeux, ressemblant d'ailleurs à celui de Bakegaard... Bon. Je n'y crois pas trop tout de même, mais une bonne surprise est toujours possible, n'est-ce pas ?

L'enceinte concernée :





Tweeter = Beyma CP21/F
Medium = Beyma 8M60N
Woofer = Beyma 12B100R
Dim. ext. = 750x420x360mm
Volume net = 75L
Event = D100xL140mm
FB = 35Hz

Les trois versions de filtres expérimentées :

- Filtre 12dB/oct. 500Hz/5kHz DIY
- Filtre du commerce 3 voies 12dB/Oct. Beyma F300 800Hz/5kHz
- Filtre 6/12dB Série/Parallèle DIY, coupé à 500Hz/5kHz, puis 400Hz/5Khz en définitive aux essais, directement dérivé de celui proposé par @Dominique :



Bien m'en a pris : le résultat est surprenant !

J'appelle en renfort un ami Audiophile de longue date (membre de ce forum depuis peu, comme moi) pour avoir un avis, avec une autre "paire d'oreilles", capable d'être contradictoires avec discernement aux miennes : il ne faut pas se laisser étourdir...

Nous y passons l'après-midi et la soirée, assorties de pauses, de remises en question : comparaison entre les 3 versions de filtres, modifications en temps réel de quelques valeurs pour entendre ce que cela donne, écoute d'autres enceintes pour juger de l'équilibre timbral, entre autres...

Mon collègue suggère de descendre la coupure du HP grave de 500 à 400Hz sur le 6/12dB, ce qui est bienvenu et a pour effet de "ramener" les voix d'homme dans le HP médium, pour en accroître la cohérence. Nous faisons de même avec les autres filtres, au besoin, afin d'être à égalité avec le 6/12dB.

Verdict - et nous sommes deux à le constater : inutile de perséverer avec les filtre 12dB/Oct. tellement le résultat est quelconque comparé au 6/12dB.

J'appelle alors ma fille - au courant de rien, en "aveugle", et pas Audiophile du tout - et on lui fait écouter les deux formules sur différents morceaux, y compris ceux qu'elle écoute couramment. Son verdict : "dans un cas, ça pète, c'est synchro, ya carrément pas photo ; dans l'autre bin on entend basiquement de la musique... Non, c'est bon aussi, mais c'est pas ça, quoi !"

OK. Sans conteste, la formule 6/12dB Série/Parallèle gagne la partie haut la main. Les propos flatteurs de @Dominique (je cite) : "Il y a de grandes chances que ce filtre vous fasse oublier tout ce que vous avez connu auparavant" se vérifient bel et bien - dans le cas présent, du moins.

Restons toutefois honnêtes et modestes : nous avons certainement de la chance, car la mise au point d'un filtre peut s'avérer laborieuse et décevante, mais nous avons la preuve qu'une conception simple peut s'avérer très performante et - osons le dire ici - excellente !

Les filtres terminés :



Et installés :



Merci @Dominique ! 

T

Bonjour ,

super "clean" les filtres  

je ne connais pas cette marque d'enceintes ,un descriptif ? 

bon dimanche 

claude

[escartefigue33]

L'essentiel est d'obtenir une bonne écoute, au diable la théorie...

Sur mes enceintes "Papillons", j'ai expérimenté à peu près tout ce qui se fait en filtrage passif ou actif de 6db/octave à 48dB.
Evidemment, j'ai tracé toutes les courbes de réponse qui sont presque superposables, mais l'écoute est différente.
La zone critique est le raccordement grave/voie haute.
Les isodynamiques montés dans le pavillon ont une réponse étonnamment plate, à part la bosse à 11kHz qui peut être facilement rabotée par un RLC, c'est quasiment une ligne droite de 300 Hz à 18kHz, ce qui est exceptionnel pour un large bande.
De plus, la courbe d'impédance des NEO8 est une ligne droite, par l'ombre d'une résonance, que du résitif.
J'ai d'abord pensé que je pouvais filtrer l'aigu avec un simple condensateur et le grave à 12dB, le filtrage symétrique 6/6dB n'étant pas convainquant.
Cela fonctionnait pas mal en 6/12, j'ai pensé que c'était gagné, mais un Linkwitz 12/12dB sonnait mieux, la comparaison était facile et c'est ce que j'ai finalement retenu.
cdt, 
Gérard

[tubelectron]

Sauf erreur de ma part, le schéma qui apparaît dans le fichier de Dominique, n'est pas celui que tu utilises. Directement dérivé, dans quel sens ?

Pourtant si... Je me suis directement inspiré de la structure de filtre 6/12dB 3 voies que présente @Dominique sur le première page du sujet qu'il a ouvert, c'est à dire celle-ci :

https://forums.melaudia.net/showthread.php?tid=1711

Après les paragraphes de description, on trouve deux dessins encadrés : "schéma théorique du filtre" et "application pratique", qui sont identiques - aux valeurs près - à mon schéma de filtre que j'ai baptisé pour l'occasion "612SP".

Où vois-tu une différence, en fait ?

Je suis admiratif de la finesse de réalisation. C'est beau !

Merci Jean-Marc ! 

J'ai d'ailleurs eu l'occasion de visiter ton site http://jm.plantefeve.pagesperso-orange.fr/index.html très intéressant - qui m'a été renvoyé via Google lorsque notamment je faisais des recherches sur les travaux de Bakegaard et son "haut-parleur de remplissage".

T

---

super "clean" les filtres  

je ne connais pas cette marque d'enceintes ,un descriptif ? 


Merci Ckaude !

Oui : il est tout à fait normal que tu ne connaisses pas cette marque d'enceintes, du reste inconnue...   Parce que c'est la mienne ! 

Attention, je ne suis en aucun cas un fabricant et je n'ai absolument aucune vélléité commerciale : je suis et reste un amateur.

Une description assortie de photographies se trouve sur mon petit site https://guilhemamplification.jimdofree.com/ sur la page "Hi-Fi and Other Projects".

Il est possible que la F3 calculée de 42Hz soit en réalité un peu plus basse, du fait de l'accroissement du volume acoustique dû à l'amortissant 100%. Il faudrait cependant que je fasse une mesure pour en être certain.

T

[JM Plantefeve]

L'essentiel est d'obtenir une bonne écoute, au diable la théorie...

Oui, au diable la théorie !

Cela fonctionnait pas mal en 6/12, j'ai pensé que c'était gagné, mais un Linkwitz 12/12dB sonnait mieux

Mais alors... ?

---

Pourtant si... Je me suis directement inspiré de la structure de filtre 6/12dB 3 voies que présente @Dominique ...
Après les paragraphes de description, on trouve deux dessins encadrés : "schéma théorique du filtre" et "application pratique", qui sont identiques - aux valeurs près - à mon schéma de filtre que j'ai baptisé pour l'occasion "612SP".

Je parle du schéma qui apparaît dans le fichier Excel de Dominique (je l'écrivais également comme cela). Schéma directement associé aux cellules de calculs. Ou me trompes-je d'onglet ? Fichier Excel au premier message de ce fil, comme au premier message du fil FILTRE SERIE 6 dB 3 voies V4.0 : Partage d'expériences.

[claude m4]

rebonjour ,

"Attention, je ne suis en aucun cas un fabricant et je n'ai absolument aucune vélléité commerciale : je suis et reste un amateur."

amateur amateur ...une finition digne de matériel du commerce ;d'ou ma remarque ;-)

ça fait plaisir à regarder

cordialement

claude

[escartefigue33]

L'essentiel est d'obtenir une bonne écoute, au diable la théorie...

Oui, au diable la théorie !

Cela fonctionnait pas mal en 6/12, j'ai pensé que c'était gagné, mais un Linkwitz 12/12dB sonnait mieux

Mais alors... ?

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cdt, Gérard pid='187129' dateline='1667136159']

L'essentiel est d'obtenir une bonne écoute, au diable la théorie...

Oui, au diable la théorie !

Cela fonctionnait pas mal en 6/12, j'ai pensé que c'était gagné, mais un Linkwitz 12/12dB sonnait mieux

Mais alors... ?

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L'essentiel est d'obtenir une bonne écoute, au diable la théorie...

Oui, au diable la théorie !

Cela fonctionnait pas mal en 6/12, j'ai pensé que c'était gagné, mais un Linkwitz 12/12dB sonnait mieux

Mais alors... ?

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L'essentiel est d'obtenir une bonne écoute, au diable la théorie...

Oui, au diable la théorie !

Cela fonctionnait pas mal en 6/12, j'ai pensé que c'était gagné, mais un Linkwitz 12/12dB sonnait mieux

Mais alors... ?

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[tubelectron]

Je parle du schéma qui apparaît dans le fichier Excel de Dominique (je l'écrivais également comme cela). Schéma directement associé aux cellules de calculs. Ou me trompes-je d'onglet ? Fichier Excel au premier message de ce fil, comme au premier message du fil FILTRE SERIE 6 dB 3 voies V4.0 : Partage d'expériences.

Ah, OK - vu ! 

En fait, pour mes calculs, j'ai simplement utilsé les formules classiques du 6dB/Oct. (filtre butterworth d'ordre 1), en prenant en compte pour Z les valeurs des résistances d'atténuation, et en utilisant les valeurs L et C dont je disposais pour essai...

L = Z / (2.Pi.f)
C = 1 / (2.Pi.f.Z)

Cela dit, mes cellules LC sont visiblement "sous-amorties style Chebychev" (Q=1). Une simulation en ligne du Q (site mh-audio.nl) en donne l'évaluation suivante :

47µF+3.3mH ---> Q=1.074
3.3µF+0.33mH ---> Q=0.909

Pour être "suramorties style Linkwitz-Riley" (Q=0.5), il aurait fallu, toujours suivant la même simulation en ligne, leur donner les valeurs suivantes :

22µF+6.8mH ---> 0.512
1.8µF+0.56mH ---> 0.515

J'avoue ne pas avoir essayé ces dernières valeurs pour comparer, n'ayant pas ce qu'il fallait sous la main, et un peu par paresse, façon "le mieux est l'ennemi du bien"... A tort ou à raison ? 

La solution telle quelle présente déjà le mérite de très bien fonctionner, ce qui n'est pas si mal !

T

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amateur amateur ...une finition digne de matériel du commerce ;d'ou ma remarque ;-)

ça fait plaisir à regarder


Merci Claude ! 

T

[JM Plantefeve]

Ah, OK - vu !

Les deux schémas de Dominique (sur le fichier Excel + en image dans le fil) sont en fait dérivés du schéma présenté au JAES par R. Small dès 1971 (figure 12). Sans présenter de pertinence supérieure, surtout sur le schéma du fichier Excel qui protège moins le tweeter. Le point commun est la caractéristique Constant Voltage Crossover, également recherchée par E. Baekgaard, mais forcée ici par la mise en série des trois transducteurs.

En fait, pour mes calculs, j'ai simplement utilsé les formules classiques du 6dB/Oct. (filtre butterworth d'ordre 1), en prenant en compte pour Z les valeurs des résistances d'atténuation, et en utilisant les valeurs L et C dont je disposais pour essai...
L = Z / (2.Pi.f)
C = 1 / (2.Pi.f.Z)
Cela dit, mes cellules LC sont visiblement "sous-amorties style Chebychev" (Q=1). Une simulation en ligne du Q (site mh-audio.nl) en donne l'évaluation suivante :
47µF+3.3mH ---> Q=1.074
3.3µF+0.33mH ---> Q=0.909

Si tu mets en simulation ton schéma, tu verras que les courbes n'ont rien de comparable avec des fonctions de Chebychev, simplement parce que l'outil utilisé sur mh-audio.nl ne se base pas sur le même schéma.

Jean-Marc.