Filtre Linkwitz Riley réponse plate ou pas ?

[calculette]

Bonjour,

Je viens d'achever un filtre actif analogique L&R de 24 db/oct on lit partout qu'il donne une réponse plate (il n'y a pas la bosse de 3 db du Butterworth) .
Je vérifie,  je mets 1 volt à la fc  j’obtiens exactement 0,5 volts voie basse et 0,5 volts voie haute donc parfait 0,5+0,5 = 1 

 Sauf que les hps qui reçoivent 0,5 volt sont -6 db en dessous du niveau (20log(0,5) ) c-à-d qu'il reçoivent  1/4 de la puissance 
Alors (sans parler de la phase) la somme acoustique en puissance 1/4 +1/4 ne fait pas 1  et deux hps à -6 db qui s'ajoutent ça ne ne reviennent pas à 0 db mais à -3db.

Ai je fait une erreur de raisonnement ?
Denis,

[melbamel]

Un filtre LR est un Butt au carré, qui offre une Fréquence de croisement à -6dB (2*-3dB) pour une différence de phase théorique (et électrique) de 180° en 12dB (-90 & + 90°, d'où l'inversion de polarité d'un HP pour ne pas avoir d'annulation) / 360° en 24/dB
   
Un Butt, un chev ont une FC à -3dB pour une différence de phase à la FC de 180° au totale en 12dB aussi, mais plus rarement symétrique en pratique, plutôt du genre -85°+95° en 12dB (exemple arbitraire, la phase électrique théorique reste de 180° à la FC, c'est juste la courbure avant l'établissement de la pente 12dB/oct qui est moins tendu). De ce fait ils sont généralement plus souvent hors phase acoustique à la FC, seulement en "phase" à des fréquences dans la plage de transition et la surtension (ou annulation) à la FC peut-être négligeable

   

Deux HP branchés en // offre +6dB de sensibilité aux mêmes fréquences produites simultanément. Branché en série +3dB (d'où peut-être la préférence subjective de certains pour le filtres séries qui évite les surtensions)


Autre exemple qui subjectivement peut-être offrir parfois en pratique, de meilleurs résultats qu'un LR. Avec une mise en phase des HP à la FC, un butt 12dB dont les FC à -3dB du passe bas et passe haut ont été écartées pour obtenir une fréquence de croisement à 1Khz d'environ -6dB (en pratique ça marche souvent pas trop mal à -5dB en reculant le tweeter) :

Fonction de transfert du filtre : en phase électrique (imperfections dû au tâtonnement de FC, malheureusement il ne suffit pas d'écarter de -/+xxxHz) :

   

Mais hors phase à la FC (aussi sur les fréquences de transition si il n'y a pas de recule physique du tweeter), en phase à -1,5/2dB :
   

L'avantage étant la réduction de la plage des fréquences de transition, l'établissement de la pente s'opère plus rapidement qu'avec le LR tout en conservant une variation de phase acoustique aussi progressive (moins raide) désavantage : hors phase théorique mais en pratique suivant la phase minimale des HP, on arrive parfois à un bon compromis de linéarité SPL / disto de phase (surtout avec des pentes asymétrique d'ordre impair ex passe bas 6dB, passe haut 18db)
Cdlt,

[RM8Kinoshita]

Bonjour,

Je viens d'achever un filtre actif analogique L&R de 24 db/oct on lit partout qu'il donne une réponse plate (il n'y a pas la bosse de 3 db du Butterworth) .
Je vérifie,  je mets 1 volt à la fc  j’obtiens exactement 0,5 volts voie basse et 0,5 volts voie haute donc parfait 0,5+0,5 = 1 

 Sauf que les hps qui reçoivent 0,5 volt sont -6 db en dessous du niveau (20log(0,5) ) c-à-d qu'il reçoivent  1/4 de la puissance 
Alors (sans parler de la phase) la somme acoustique en puissance 1/4 +1/4 ne fait pas 1  et deux hps à -6 db qui s'ajoutent ça ne ne reviennent pas à 0 db mais à -3db.

Ai je fait une erreur de raisonnement ?
Denis,

Bonjour Denis,

à partir du moment où tes cibles acoustiques finales correspondent bien à du LR24, mises en regard avec le même niveau relatif, leur point de coupure acoustique se situera toujours bien à -6dB et leur somme à 0dB.

Et ce quelle que soit l'atténuation électrique globale, du moment qu'elle procure bien des cibles acoustiques de niveaux relatifs identiques

crdt.

[JM Plantefeve]

Je viens d'achever un filtre actif analogique L&R de 24 db/oct on lit partout qu'il donne une réponse plate (il n'y a pas la bosse de 3 db du Butterworth) .
Je vérifie,  je mets 1 volt à la fc  j’obtiens exactement 0,5 volts voie basse et 0,5 volts voie haute donc parfait 0,5+0,5 = 1 

 Sauf que les hps qui reçoivent 0,5 volt sont -6 db en dessous du niveau (20log(0,5) ) c-à-d qu'il reçoivent  1/4 de la puissance 
Alors (sans parler de la phase) la somme acoustique en puissance 1/4 +1/4 ne fait pas 1  et deux hps à -6 db qui s'ajoutent ça ne ne reviennent pas à 0 db mais à -3db.

Ai je fait une erreur de raisonnement ?

Bonjour Denis,

Pas d'erreur en soit en termes électriques. Mais puisque tu inclus nos haut-parleurs, il s'agit alors d'aiguillages électroacoustiques entre transducteurs très souvent non coaxiaux. Vient ainsi la notion de directivité, avec deux magnitudes à considérer, celle de la réponse en pression suivant l'angle (dans l'axe particulièrement) et celle de la puissance rayonnée dans l'espace.

Un aiguillage sur cibles Linkwitz-Riley aura alors une réponse en pression (SPL) plate dans l'axe mais affaiblie hors axe suivant un jeu de lobes, et donc une réponse en puissance autour de la fréquence de croisement atténuée dans l'espace. Un aiguillage Linkwitz-Riley entre deux haut-parleurs peut être désigné All Pass Crossover (réponse en pression axiale constante), mais pas Constant Power Crossover (réponse en puissance dans l'espace constante).

Un aiguillage sur cibles Butterworth aura aussi une réponse en pression plate dans l'axe mais avec un jeu de lobes tantôt affaiblis, tantôt augmentés (notion de Peaking), conduisant à une réponse en puissance dans l'espace constante. Un But 3 et donc APC et CPC.

Il faut donc considérer les diagrammes polaires pour pleinement appréhender ces aiguillages, même avec des haut-parleurs idéaux (qui n'auraient pas besoin d'aiguillage...), juste en considérant l'entraxe métrique sur enceinte.

Jean-Marc.

Une ressource Rane : https://www.ranecommercial.com/legacy/pd...Primer.pdf
Aspect mathématique : https://2adiy.ovh/HP_directivity.html

[calculette]

Deux HP branchés en // offre +6dB de sensibilité aux mêmes fréquences produites simultanément. Branché en série +3dB (d'où peut-être la préférence subjective de certains pour le filtres séries qui évite les surtensions)

Merci de ta réponse.

Mais deux HPs branchés en // sur 1 Volt obtiennent deux fois plus de puissance qu'un seul HP sur 1 volt  (tant que l'ampli peut fournir un même voltage ).
Ça fait effectivement +6 dB l'explication est là 
https://petoindominique.fr/php/parallele.php 
Beaucoup pensent que ça devrait faire +3 dB mais en réalité c'est bien +6 dB mais avec 2 fois plus de puissance venue de l'ampli.
(8 ohms  // 8 ohms c'est 4 ohms)

Derrière le filtre L&R chaque hp ne reçoit que 0,5 volts ce n'est donc pas la même situation qu'en // on est plus proche du montage série où le 1 volt est divisé par 2.

Maintenant je comprends mieux pourquoi la sommation des voies basses et haute électriquement en sortie de filtre est inaudible malgré la distorsion de phase (on cherche toujours quelqu'un capable de l'entendre) .
Par contre la sommation dans l'air peut être audible par de bonnes oreilles:
Deux raisons :
-1- Dans l'air les points sources des Hps sont rarement concentriques et le cerveau localise bien les sources.
- 2- Si mon calcul est correct il manque 3 dB à la Fc .

Denis,

[JM Plantefeve]

Je viens d'achever un filtre actif analogique L&R de 24 db/oct on lit partout qu'il donne une réponse plate (il n'y a pas la bosse de 3 db du Butterworth) .
Je vérifie,  je mets 1 volt à la fc  j’obtiens exactement 0,5 volts voie basse et 0,5 volts voie haute donc parfait 0,5+0,5 = 1 
 Sauf que les hps qui reçoivent 0,5 volt sont -6 db en dessous du niveau (20log(0,5) ) c-à-d qu'il reçoivent  1/4 de la puissance 
Alors (sans parler de la phase) la somme acoustique en puissance 1/4 +1/4 ne fait pas 1  et deux hps à -6 db qui s'ajoutent ça ne ne reviennent pas à 0 db mais à -3db.

Dans le cas que tu exposes, par le doublement de la surface d'émission acoustique, le rendement fait un bon de +3dB en puissance. Donc une multiplication par deux sur la puissance acoustique (dBw = 10*log(P2/P1). Donc -3dB+3dB=0dB.
   

[RM8Kinoshita]

Maintenant je comprends mieux pourquoi la sommation des voies basses et haute électriquement en sortie de filtre est inaudible malgré la distorsion de phase (on cherche toujours quelqu'un capable de l'entendre) ."
Par contre la sommation dans l'air peut être audible par de bonnes oreilles:

La distorsion de phase est mesurable et d'ordre acoustique, parfaitement analysable en tant que telle et parfaitement corrigeable dans le cas où les voies mises en regard ont bien des courbes de phase acoustiques synchrones autour de la zone de raccord (pré requis).

La disto de phase en elle-même ne s'entend pas, c'est quand on l'annule que l'on peut perçoir une différence, si la mise au point et les conditions acoustiques sont bonnes. Au moins par 3 paires d'oreilles sur ce forum

crdt
.

[melbamel]

Merci de ta réponse.

Mais deux HPs branchés en // sur 1 Volt obtiennent deux fois plus de puissance qu'un seul HP sur 1 volt  (tant que l'ampli peut fournir un même voltage ).
Ça fait effectivement +6 dB l'explication est là 
https://petoindominique.fr/php/parallele.php 
Beaucoup pensent que ça devrait faire +3 dB mais en réalité c'est bien +6 dB mais avec 2 fois plus de puissance venue de l'ampli.
(8 ohms  // 8 ohms c'est 4 ohms)

Derrière le filtre L&R chaque hp ne reçoit que 0,5 volts ce n'est donc pas la même situation qu'en // on est plus proche du montage série où le 1 volt est divisé par 2.

Maintenant je comprends mieux pourquoi la sommation des voies basses et haute électriquement en sortie de filtre est inaudible malgré la distorsion de phase (on cherche toujours quelqu'un capable de l'entendre) .
Par contre la sommation dans l'air peut être audible par de bonnes oreilles:
Deux raisons :
-1- Dans l'air les points sources des Hps sont rarement concentriques et le cerveau localise bien les sources.
- 2- Si mon calcul est correct il manque 3 dB à la Fc .

Denis,

En passif, à la FC, les deux HP sont bien branchés en //, atténués de 6dB. Certes l'atténuation augmente l'impédance de chaque HP à la FC mais la résistance à la FC vu par l'ampli reste bien divisé par deux et donc pour une même tension la puissance délivrée double, auquel tu ajoutes les +3dB de la surface émissive doublé
Bon même en prenant des HP idéaux (BP infini, impédance constante, même emplacement), en passif la résistance de la self en // du passe haut s'y ajoute et du coup le gain en amplification est d'environ 2/3dB dans l'axe (comme l'a très bien expliqué Jean-Marc)
Et en actif, l'ampli ne voit en réalité que l'impédance de son HP mais les deux amplis fournissent la même puissance, d'où ces +6dB

Pour l'audibilité de la distorsion de phase, j'évite de me prononcé car je pense que c'est audible "indirectement" et uniquement dans certain cas, contextes sur une BP médium (au delà de 4000Hz et encore je dirais plus 2/2,5Khz, c'est les différences de GD qui permettent la localisation, l'illusion de la scène sonore et en dessous de 300 voir 500Hz, la longueur d'onde est trop importante et les ciliées de nos oreilles internes se déplacent tous simultanément)
Un exemple en stéréo : un bruit rose mono en phase est localisable bien au milieu des deux enceintes, hors phase on ne sait pas bien le localiser et bien souvent avec les réflexions sur le mur du fond, parait venir de derrière, mais ça n'est jamais perçu comme une distorsion, une perception désagréable ( en gros ça serait assez naturelle ), le bruit rose reste un bruit rose presque identique

Cdlt,

[calculette]

Et en actif, l'ampli ne voit en réalité que l'impédance de son HP mais les deux amplis fournissent la même puissance, d'où ces +6dB

Oui chacun ne voit que son HP mais chacun ne donne que 0,5 volt à comparer à 1 volt dans un seul hp sans filtre
Crdlt 
Denis

[melbamel]

Et en actif, l'ampli ne voit en réalité que l'impédance de son HP mais les deux amplis fournissent la même puissance, d'où ces +6dB

Oui chacun ne voit que son HP mais chacun ne donne que 0,5 volt à comparer à 1 volt dans un seul hp sans filtre
Crdlt 
Denis

0,5volt mais intensité (ampères, consommation) x2, les deux ampli délivreront la même puissance. Elle sera donc doublé à la FC