Alignement temporel des haut parleurs dans le cas d'un filtrage multi-voies

[forr]

Je referais toujours le même commentaire : vous comparez des filtres électriques, et pas le système complet avec ses HP chargés.

Lisez ce qu'a écrit Linkwitz dans sa première publication (1977-78) trouvable dans son site :
- d'abord étude avec des haut-parleurs idéaux
- puis intégration des haut-parleurs chargés pour en voir l'effet
- enfin, si nécessaire élaboration de corrections pour que les haut-parleurs se rapprochent de l'idéal.

Tout ceci se réalise très bien en simulation et je l'ai déjà évoqué
(certains posts sont très mystérieusement invisibles aux yeux de certains) :
https://forums.melaudia.net/showthread.p...#pid126891

[Greg Lagarrigue]

Bonjour Jean-Marc
"Didactiquement, faut-il présenter des fonctions de transfert qui se veulent cibles acoustiques, sous forme de schémas électriques"

D'un point de vue didactique, je mettrais l'accent sur l'aide a la compréhension de ce qu'est un modèle électrique, de rappeler si besoin qu'il n'est qu'un moyen de simuler une réalité physique (mécanique) et que partant de là, les 2 sont censés en principe avoir des fonctionnement équivalents.

Cela ouvre la porte à la compréhension et la bonne utilisation de la simulation d'une fonction de transfert, mais également a tout le reste, comme la modélisation d'un haut parleur simplifié (les TS), la résonance d'une cloison, le fonctionnement d'un pavillon etc...

[JM Plantefeve]

Bonjour Greg,

D'un point de vue didactique, je mettrais l'accent sur l'aide a la compréhension de ce qu'est un modèle électrique, de rappeler si besoin qu'il n'est qu'un moyen de simuler une réalité physique (mécanique) et que partant de là, les 2 sont censés en principe avoir des fonctionnement équivalents.
Tu as raison. Presque incontournable pour la modélisation de la conversion réalisée par un haut-parleur, où chaque composant du modèle électrique à une traduction réelle électrique, mécanique ou acoustique. Mais pour une fonction de transfert, quelles réalités associées à C1, à L1, à R1, etc...

Et je me permets de reformuler ma pensée à la lecture du message de forr :
Didactiquement, faut-il présenter des fonctions de transfert qui se veulent cibles acoustiques, sous forme de schémas avec en terminaisons les impédances électriques des haut-parleurs ?

Jean-Marc.

[forr]

Bonjour Jean-Marc

J'ai pris l'habitude de ramener les impédances des haut-parleurs à 1 Ohm. Cela facilite énormément les calculs ultérieurs de changement de fréquence et d'impédance en cas de besoin.

Didactiquement, faut-il présenter des fonctions de transfert qui se veulent cibles acoustiques, sous forme de schémas électriques, de plus calculés en fonction de l'impédance des haut-parleurs ?

Didactiquement, c'est très efficace. Je ne suis pas le seul à pratiquer cette présentation. Ce qui est moins courant mais ô combien pratique, c'est l'utilisation de charges de 1 Ω. Cela en perturbe certains mais est d'une simplicité, d'une rapidité et d'une compréhensibilité sans équivalent. Elle permet nombre de calculs de tête et une égalité des valeurs des condensateurs et des inductances sur nombre de filtres. Impédance à 1 kHz de 160 µF et 160 µH = 1 Ω... (à 0.3% d'erreur près).

EDIT Je me suis plus que mal exprimé. Je n'utilise pas que des charges de 1 Ω. En fait, dans le filtre LRC du deuxième ordre ci-dessus, la résistance R règle le coefficient de surtension. Si elle est de 0.5 Ω, ça donne un Linkwitz-Riley, 0.577 un Bessel, 0.633 Ω un Paynter, 0.707 Ω un Butterworth, au dessus ce sont des Chebyshev.

Valeurs irréalistes, certes, mais ce dont on se sert, ce sont les résultats de leur fonction de transfert

Le joli synchronisme des voies se paie d'un temps de propagation de groupe beaucoup moins séduisant. Avec le A3, on a un recul apparent du point d'émission de 30 cm à 100Hz par rapport à celui à 10 kHz (écart du TPG de 900 µs).

Ce que tu as simulé ici est un aiguillage 3 voies, 380Hz et 2600Hz en croisement à -6dB. On ne peut le comparer en délai de groupe avec un aiguillage 2 voies à 1kHz (les exemples de ton pdf).

Cet aspect m'a effleuré hier soir mais il était bien tard pour que je me penche dessus. Je vais voir ce que cela donne en Linkwitz-Riley d'ordre 4 sur un système trois voies.

[xn]

Je referais toujours le même commentaire : vous comparez des filtres électriques, et pas le système complet avec ses HP chargés.

Lisez ce qu'a écrit Linkwitz dans sa première publication (1977-78) trouvable dans son site :
- d'abord étude avec des haut-parleurs idéaux
- puis intégration des haut-parleurs chargés pour en voir l'effet
- enfin, si nécessaire élaboration de corrections pour que les haut-parleurs se rapprochent de l'idéal.

Tout ceci se réalise très bien en simulation et je l'ai déjà évoqué
(certains posts sont très mystérieusement invisibles aux yeux de certains) :
https://forums.melaudia.net/showthread.p...#pid126891

Et je t'y avais répondu au message #45 :

Un HP chargé, c'est une Fc, un Qtc, une réponse en amplitude réelle (type passe bande), une réponse en phase réelle (type passe bande proche minimum phase). Expliquez moi (Forr et Greg) comment ces données sont prises en compte par JMLC, Harsch, Quasi-O et tout le toutim... ?

Une fois que tu as mis un HP au bout de ton filtre, tu obtiens une phase acoustique qui n'a plus rien à voir avec la phase électrique du filtre, tu as des pentes acoustiques qui s'ajoutent aux pentes électriques...etc.
C'est un peu comme si tu mettais des biellettes de directions de Ferrari sur ta 2CV. Ca n'en fera pas une Ferrari et ça ne présage même pas que la direction en sera meilleure. Tu as un élément individuellement "chiadé" mais qui dans le système n'est pas adapté.

Le seul travail important est un travail d'optimisation sous contraintes : on a des HP chargés, avec leurs réponses intrinsèques. Comment optimiser les filtres afin que la réponse globale de l'ensemble soit optimale (à définir ce qu'est l'optimal). Optimiser les filtres seuls afin qu'ils aient la plus belle RI ou DG sans s'intéresser au système est dénué de sens.

[Greg Lagarrigue]

...
Tu as raison. Presque incontournable pour la modélisation de la conversion réalisée par un haut-parleur, où chaque composant du modèle électrique à une traduction réelle électrique, mécanique ou acoustique. Mais pour une fonction de transfert, quelles réalités associées à C1, à L1, à R1, etc...
...

Pour la fonction de transfert, la réalité tiendrait (amha) dans la compréhension de l’existence du lien étroit existant entre la réponse en fréquence et la phase du système, lié par les propriétés phase minimale applicables identiquement au système electro-acoustique ou et sa simulation (son modèle purement électrique).
Cette notion permettrait ensuite de comprendre l’intérêt de la convolution, sa différence fondamentale avec un système analogique.

Pour ce qui nous intéresse ici, cela permet de comprendre que le système simulé présentera la même phase, à la condition d'une réponse en fréquence identique, que le système réel avec ses hauts parleurs dans leurs charges (avec en limites des défaut de simulation et inexactitudes de mesures).

[xn]

Tout filtre linéaire réalise une convolution. Un filtre est un convolueur (temporellement) ou un multiplicateur (fréquentiellement). Un filtre passif, un filtre actif, un filtre numérique IIR ou FIR est toujours un convolueur.
Un filtre ou un système linéaire n'est pas nécessairement à phase minimale.

[forr]

[quote author=xn]

Un HP chargé, c'est une Fc, un Qtc, une réponse en amplitude réelle (type passe bande), une réponse en phase réelle (type passe bande proche minimum phase).
Expliquez moi (Forr et Greg) comment ces données sont prises en compte par JMLC, Harsch, Quasi-O et tout le toutim... ?

Lis Linkwitz (je vais le répéter combien de fois ?) et tu verras non pas comment elles sont intrinsèquement prise en compte par un filtre mais comment on gère les fonctions de transfert des haut-parleurs pour qu'ils remplacent entièrement ou partiellement celle de ce filtre. Accessoirement, ça s'appelle un transformée.

Une fois que tu as mis un HP au bout de ton filtre, tu obtiens une phase acoustique qui n'a plus rien à voir avec la phase électrique du filtre, tu as des pentes acoustiques qui s'ajoutent aux pentes électriques...etc.

Rien à voir, c'est à voir... Quand on a étudié la question de près, on sait à quoi s'en tenir. Expose donc des démos étayant tes dires.

[xn]

Rien à voir, c'est à voir... Quand on a étudié la question de près, on sait à quoi s'en tenir.

.
Je suis effaré de lire ça. Si tu as étudié la question de près tu devrais justement savoir qu'entre phase électrique du filtre et phase acoustique il y a un monde, idem entre amplitude des deux.
Une démonstration simple serait de mesurer la phase acoustique et le module d'un HP filtré par un LR12 par exemple (ou tout filtre dont tout le monde connait la réponse en fréquence de phase et d'amplitude) avec une Fc de l'ordre de 2xFr du HP et de constater l'écart entre réponses électrique du filtre et réponse acoustique du HP filtré.
Je suis en congés loin de chez moi donc sans moyens.
Sinon dans un premier temps il te suffit dans ta simulation de charger ton filtre non pas par une charge résistive pure, mais par le modèle électrique d'un HP, ou à minima par un RL/C caractérisé par une résonance à 1/2 Fc de ton filtre et un Q de 1 à 4. Et tu mesures en sortie du RL série (aux bornes de C).

[Greg Lagarrigue]

...
Je suis effaré de lire ça. Si tu as étudié la question de près tu devrais justement savoir qu'entre phase électrique du filtre et phase acoustique il y a un monde, idem entre amplitude des deux.
...

   

Simule une fois dans ta vie la courbe de réponse d'un haut parleur avec des fonctions a phase minimale (dans rephase par exemple), tu obtiendra sa courbe de phase et sa réponse impulsionnelle a l'identique (quasi) d'une bonne mesure du même haut parleur dans la réalité.
Ajoute une self et un condo pour faire ton filtre électrique, et refais l'exercice ci dessus.
Une fois cela fait, je doute que tu revienne écrire cette ânerie avec le même aplomb.