[VituixCad] Optimisation du raccordement en directivité

[pvrx]

Bonjour à tous,
J'ai découvert depuis peu l'outil VituixCad, et j'ai subodoré qu'il pouvait apporter beaucoup (et faire gagner pas mal de temps) dans la mise au point du filtre de raccordement entre HP.
Mon sujet est le raccordement entre un HP de médium et une compression (18 Sound ND1TP-16) attelée à un X-Shape 25.
Pour le mid, je voulais également "départager" un 8" et un 6,5" sur la question de la directivité, et pour mes essais j'ai utilisé
le BMS 8S219 et le PHL 1120-8.
J'ai donc effectué des mesures de directivité horizontale dans les deux configurations (première image avec le BMS encastré, deuxième image avec le PHL en applique).

La charge du mid est un caisson clos de 5 litres environ, faces AV interchangeables.
Le micro est situé à 1m de l'apex du pavillon, et placé à mi-hauteur des HP, soit pas loin de 2,30m (réflexion au sol à 10,8ms), toutes les mesures ont donc été fenêtrées à 10ms.
Pour commencer, relevé des diagrammes de directivité individuels des HP, mesure tous les 10 degrés :

La mesure de la compression a été faite entre 800 et 20000Hz. On voit que le pavillon tient bien ses promesses, c'est spectaculaire !
On constate sur ces diagrammes que les deux mids présentent un "plateau" de directivité dans la zone 1kHz-2kHz à peu près, le PHL étant sans surprise un peu moins directif que le 8" BMS.
A partir de ces mesures, j'ai créé dans Vituix un filtre en LR24 :

Filtre Vituix.jpg (17.91 Kio) Vu 1423 fois

Vituix calcule alors le diagramme de directivité de l'ensemble, et en faisant varier la fréquence de raccordement on peut identifier visuellement la plage dans laquelle ce raccordement est le plus "lisse".
Voici ce que ça donne pour le PHL 1120 :

La plage 1000-1600Hz se prête assez bien au raccordement.

Pour le raccordement avec le 8" :

Pour ce raccordement, la plage optimale se situe plutôt entre 800 et 1400Hz.
Mais la différence entre les deux mids est quand même assez ténue de ce point de vue.
Dans le cas de figure analysé, il semble donc qu'avec les deux HP on dispose d'une bonne latitude pour le raccordement avec la compression.
Pour des questions de directivité verticale, on serait tenté de privilégier un raccordement en bas de la fourchette, donc.
Mais pour arbitrer, il faudra regarder de plus près les caractéristiques de comportement temporel et de distorsion.

A suivre...

Pascal

[Fledermaus]

Yo,
Joli travail !
Par endroits (raccord 8" à 1200 et 1400, mes préférés ) on dirait, à vue de nez, que les 2 HP combinés amorcent une ébauche de midrange narrowing entre 1k et 2k absente avec la comp ou le cône seuls... mes yeux, un souci de phase, ou bien ?

[pvrx]

Suite...

Pas réussi à mettre plus de contenu écrit sur mon premier post, je continue sur un deuxième...
L'analyse par Vituix a déjà permis d'identifier la plage 1000-1600Hz comme champ des raccordements possibles entre le 1120 et la compression.
Pour affiner, on peut regarder le comportement temporel des deux HP, ci-dessous leurs waterfall et burst decays après égalisation REW.

Paramétrage waterfall : window 10ms, time range 48ms, rise time 1ms.
Paramétrage burst decay : bandwidth 1/6, span 100 périodes.
La profondeur des deux diagrammes est de 40dB.
On observe que les deux HP sont très propres sur le plan temporel. On ne pourra bien sûr éviter toutes les zones où on peut voir des turbulences.
Les barrettes vertes indiquent les plages où le raccordement est envisageable.
En l'occurrence, cette approche temporelle montre que l'on peut sans aucun inconvénient temporel raccorder les deux HP où on veut entre 1000 et 3000Hz.

Concernant la distorsion, on voit ci-dessous les graphiques de H2, H3 et H5 des deux HP en dB relatifs.

Comme prévu, le 6,5" est nettement meilleur en H2 que la compression, mais nettement moins bon en H3.
Si on privilégie l'approche H3, on peut envisager le raccordement n'importe où entre 1200 et 2600Hz.
Mais la H2 est aussi un précurseur d'intermodulation, et pour bien faire il faudrait explorer cette approche également.
Mais je n'ai ni protocole ni outil pour ça...
Si on conjugue ces informations avec celles données par Vituix, la plage utile de raccordement s'étend ainsi de 1200 à 1600Hz.
Si on s'intéresse à la directivité verticale, on sera tenté de rechercher la fréquence de croisement la plus basse possible.
Mais le constructeur 18 Sound préconise une coupure à 1600Hz pour la compression...

Dilemme, donc.

Qu'en pensez-vous ?
Je serais preneur de vos commentaires sur la méthode, et de vos conseils pour la peaufiner !

Pascal

[pvrx]

un souci de phase, ou bien ?

Peut-être, je ne maîtrise pas vraiment Vituix, et je me suis contenté de caler un retard fixe de 245us sur le mid.
Mais c'est sans doute suffisant pour l'analyse ?

[Fledermaus]

Oui oui, simple curiosité malsaine de ma part
Façon, visiblement ça passe entre 1 et 2k , plutôt 1600 si tu veux protéger la comp à fort niveau, plutôt 1200 si tu veux profiter de la directivité du pav et éviter le fractionnement du cône...
Le calage de phase au petit poil (le délai variant avec la fréquence) il sera temps de le faire une fois la fréquence de coupure déterminée...
Enfin je dis ça, j'y connais rien hein

[Ragnarsson]

Bonjour à tous,
J'ai découvert depuis peu l'outil VituixCad, et j'ai subodoré qu'il pouvait apporter beaucoup (et faire gagner pas mal de temps) dans la mise au point du filtre de raccordement entre HP.
Mon sujet est le raccordement entre un HP de médium et une compression (18 Sound ND1TP-16) attelée à un X-Shape 25.
Pour le mid, je voulais également "départager" un 8" et un 6,5" sur la question de la directivité, et pour mes essais j'ai utilisé
le BMS 8S219 et le PHL 1120-8.
J'ai donc effectué des mesures de directivité horizontale dans les deux configurations (première image avec le BMS encastré, deuxième image avec le PHL en applique).
20240625_112957.jpg 20240412_191225.jpg
La charge du mid est un caisson clos de 5 litres environ, faces AV interchangeables.
Le micro est situé à 1m de l'apex du pavillon, et placé à mi-hauteur des HP, soit pas loin de 2,30m (réflexion au sol à 10,8ms), toutes les mesures ont donc été fenêtrées à 10ms.
Pour commencer, relevé des diagrammes de directivité individuels des HP, mesure tous les 10 degrés :
Diagrammes de directivité individuels.jpg
La mesure de la compression a été faite entre 800 et 20000Hz. On voit que le pavillon tient bien ses promesses, c'est spectaculaire !
On constate sur ces diagrammes que les deux mids présentent un "plateau" de directivité dans la zone 1kHz-2kHz à peu près, le PHL étant sans surprise un peu moins directif que le 8" BMS.
A partir de ces mesures, j'ai créé dans Vituix un filtre en LR24 :
Filtre Vituix.jpg
Vituix calcule alors le diagramme de directivité de l'ensemble, et en faisant varier la fréquence de raccordement on peut identifier visuellement la plage dans laquelle ce raccordement est le plus "lisse".
Voici ce que ça donne pour le PHL 1120 :
1120 et ND1 - 800-1400Hz.jpg
1120 et ND1 - 1600-2200Hz.jpg
1120 et ND1 - 2400-2800Hz.jpg
La plage 1000-1600Hz se prête assez bien au raccordement.

Pour le raccordement avec le 8" :
8S219 et ND1 - 800-1400Hz.jpg
8S219 et ND1 - 1600-2200Hz.jpg
8S219 et ND1 - 2400-2800Hz.jpg
Pour ce raccordement, la plage optimale se situe plutôt entre 800 et 1400Hz.
Mais la différence entre les deux mids est quand même assez ténue de ce point de vue.
Dans le cas de figure analysé, il semble donc qu'avec les deux HP on dispose d'une bonne latitude pour le raccordement avec la compression.
Pour des questions de directivité verticale, on serait tenté de privilégier un raccordement en bas de la fourchette, donc.
Mais pour arbitrer, il faudra regarder de plus près les caractéristiques de comportement temporel et de distorsion.

A suivre...

Pascal

Bonjour

Sauf si la fabrication du PHL1120 a changé mais il ne ressemble pas aux miens (suspension plate normalement) ni aux PHL1140 de mastro. Effet bizarre lors de la prise de la photo?
Avec mes ESS AMT je le raccorde vers 1500Hz

[Kro]

Bonjour pascal.

L'approche est plutôt bonne à mon sens. C'est top.

Concernant les simus de directivité ton pavillon semble plus raccord avec le 8 pouces, ce qui est logique.

Tu n'étais pas obligé en première approche de simuler le raccord car la lecture des graph séparés donne déjà les infos. (Je dirai même que les données du pav suffisaient presque).
Néanmoins c'est visuellement très parlant et quand vient le moment de la mise au point c'est bien de le faire.

Pour simuler un raccord il faut que les hps soient en phase au raccord donc peut-être que ta simu pourrait être affinée sur ce point si tu as mis un delay fixe ca m'étonnerait qu'il soit bon à toutes les coupures.
Les pentes modifient un peu également.

Enfin pense peut-être à ne pas mettre de côté le premier élément quand on utilise une compression et un pavillon : C'est la limite basse d'utilisation du pavillon pour ne pas s'approcher trop du cut off et des limites de la compression qui ne sera plus chargée.
Et cela dépendra de l'usage du système car en hifi domestique on peut parfois se permettre de tirer un peu plus bas qu'en sonorisation extérieure/concert etc.

[Kro]

Pour le burst et les disto tu n'as montré que le 6.5 pouces.

Tu as les graph du 8 pouces ?

[Fledermaus]

Kro (qui, lui, s'y connaît) le dit en termes plus savants et didactiques mais on est d'accord, ouf.

En effet le datasheet de la comp indique une limite basse à 1k6 mais pour une utilisation hi-fi, dans la mesure où le pav charge jusqu'à 1k et tant que le niveau en non-normalisé ne s'effondre pas, tu peux prendre quelques libertés amha, genre 1k4, sans courir trop de risques. (Pour un usage sono intensif, en revanche, je m'en tiendrais aux données fabricant.)

Sinon le filtrage dans le screenshot V.cad est asymétrique (1er ordre sur le mid, 4e ordre sur la comp) - c'est intentionnel ?
Ça fait penser aux filtres "quasi-optimaux" mais je m'étais renseigné, ces trucs-là pour que ça marche c'est la voie supérieure qui doit avoir la pente la plus faible, pas très pratique .

[pvrx]

le filtrage dans le screenshot V.cad est asymétrique (1er ordre sur le mid, 4e ordre sur la comp) - c'est intentionnel ?

Bien vu, c'est un bug. J'ai redessiné le filtre après coup...
J'ai édité le post.

[pvrx]

Enfin pense peut-être à ne pas mettre de côté le premier élément quand on utilise une compression et un pavillon : C'est la limite basse d'utilisation du pavillon pour ne pas s'approcher trop du cut off et des limites de la compression qui ne sera plus chargée.
Et cela dépendra de l'usage du système car en hifi domestique on peut parfois se permettre de tirer un peu plus bas qu'en sonorisation extérieure/concert etc.

Je suis bien d'accord.
Mais je voulais démarrer la mesure assez bas pour évaluer la réponse et la disto un peu en-deçà des limites normales d'utilisation.
Et pour le raccordement avec le mid, Nicolas est un peu pousse-au-crime...

[pvrx]

J'ai poursuivi le travail avec le raccordement BMS 8S219 et compression ND1TP-16.
Les graphiques pour le temporel :

Et pour les distos :

Concernant le choix de la fréquence de raccordement, on parvient à chouïa près à la même conclusion pour les deux mids, et on l'établira entre 1200Hz pour une utilisation domestique normale et 1600Hz pour une utilisation énervée.
Mais ce travail invite à juxtaposer les mesures des deux mids.

Pour le temporel, ça donne ça :

Sur les graphiques, j'ai ajouté une ligne rouge à 2kHz, juste comme point de repère visuel.
Et pour les distos :

Comme on le voit, il n'y a pas vraiment photo, le BMS surclasse le PHL sur tous les plans.

Pascal

[Sensunda]

Bonjour,

Ça ne me surprend pas, je l'avais déjà repéré ce 8" chez BMS ... Dommage qu'il ne fasse pas de 10" qui permettrait de faire de la 2 voies, alors que là le 8S219 est trop limite en bas, dommage

[Kro]

Si je reprends tes graph et donc tes mesures et la démarche du choix de la FC

Critère directivité :

- On voit que la directivité du pavillon est contrôlée à partir de 8/900Hz, elle est constante jusqu'à plus de 10kHz puis directivité croissante ensuite. Difficile d'estimer l'ouverture car le jaune est à -8db plutôt que 6db qui faciliterait la lecture mais à vue de nez on est à environ 90°
- Sous 1kHz Les deux mids sont ommni et ont effectivement une directivité croissante ensuite jusqu'à fractionnement.
La chute est plus brutale entre 2 et 3kHz pour le 8 pouces, un peu plus tard de qq centaines de hz pour le 6.5 pouces.
Entre 1k et 2k le 6.5 pouces ouvre plutôt autour 110-120° (toujours à vue de nez) là ou le 8 pouces serait plutôt à env 100°.

Pas trop de surprises jusque là et prévisible rien qu'avec les caractéristiques des éléments mesurés.

Sur le plan directivité je dirais que le le 8 pouces est plus adapté pour raccorder ce pavillon et que la zone de raccord devra être en 1k et 2k, plus tu t'approcheras de ces extrêmes, plus il faudra de la pente raide.

Critère limite basse d'utilisation pavillon/compression

Concernant la charge du pavillon, a priori son cut off semble être autour de 800Hz (tu aurais la mesure de RF dans l'axe ?). 800 hz est cohérent avec ses dimensions et ce qu'on aurait pu déduire grosso modo à la louche ( 115/0.142 = 810Hz. )

Par principe (mais là on est dans la recette de cuisine) on coupe idéalement à Fcut *2, on descends au pire en usage tranquille à Fcut * 1.5
Ca fait à partir de 1200Hz en domestique et 1600Hz en usage plus confort.

Critère temporel

Le BMS à l'air au dessus du PHL, sinon pas grand chose à en dire.
Question : as-tu fenêtré tes mesures pour l'affichage des burst ?

Critère distorsion

Il faudrait voir les conditions de mesure : quelles distances ? Même niveau sonore pour la compression que les HP ?

En l'état Tu as une distribution des harmoniques bien différentes entre le mid et l'aigu, différence de timbre. Mais là la fréquence de raccord n'y fera rien.
Les mid ne sont foufous en H3 a priori mais les hps plus performants n'auront pas la même tenue en puissance. C'est quand même déjà propre.
Une préférence effectivement (avec ces mesures) pour le BMS.

Concernant la compression dans ce pavillon, la H3 remonte très vite sous 1500Hz.

Conclusion :

Si l'on tient compte de tous les critères je choisirais une coupure entre 1500 et 1800Hz , plutôt dans la fourchette basse ces valeurs mais parfois selon les coupures, les pentes, les equal, les mises en phase, optimisation de roll off... tu adaptes.
Je suis partisan de limiter les corrections inutiles.

[pvrx]

Critère limite basse d'utilisation pavillon/compression
Concernant la charge du pavillon, a priori son cut off semble être autour de 800Hz (tu aurais la mesure de RF dans l'axe ?). 800 hz est cohérent avec ses dimensions et ce qu'on aurait pu déduire grosso modo à la louche ( 115/0.142 = 810Hz. )

Sur le graphique ci-dessous, j'ai superposé la réponse en fréquence à 1m dans l'axe et la réponse en fréquence légèrement désaxée vers le bas (8cm environ), cette dernière ayant été faite jusque 500Hz ce qui permet de mieux observer ce qui se passe dans la zone de cut-off.

Superposition réponses CP axe et hors axe.jpg (58.8 Kio) Vu 1356 fois

Selon qu'on choisit 2kHz ou 4kHz comme niveau de référence, la fréquence de cut-off est de 770Hz ou 830Hz.

CP recherche du cut-off.jpg (63.94 Kio) Vu 1356 fois

L'estimation à 800Hz convient donc parfaitement.

Critère temporel
Le BMS à l'air au dessus du PHL, sinon pas grand chose à en dire.
Question : as-tu fenêtré tes mesures pour l'affichage des burst ?

Les graphiques de waterfall et burst decay que je présente sont toujours faits après égalisation.
Comme on l'a vu précédemment, sur ce critère temporel la compression présente un léger boursouflement autour de 1500Hz (plus visible sur le burst decay que sur le waterfall), et qu'on ne pourra donc éviter.
Avec REW, une modification de la fenêtre est apparemment sans effet sur les graphiques de waterfall et de burst decay.

Critère distorsion
Il faudrait voir les conditions de mesure : quelles distances ? Même niveau sonore pour la compression que les HP ?
En l'état Tu as une distribution des harmoniques bien différentes entre le mid et l'aigu, différence de timbre. Mais là la fréquence de raccord n'y fera rien.

Les mesures ont été effectuées à 1m. Mais la distance ne change pas les distos...
Ci-dessous le graphique présentant H2 H3 et H5.
On observe une très nette remontée de H3 sous 1400Hz, ce qui suggère d'utiliser la compression au-delà.

Disto CP.jpg (47.59 Kio) Vu 1356 fois

J'ai réalisé une mesure de l'ensemble 8S219 + compression, fréquence de raccordement 1500Hz, après une égalisation rapide, niveau général 95dB à 1 mètre :

CP et 8S210 - réponse.jpg (55.77 Kio) Vu 1356 fois

Dans ces conditions, la mesure de disto de l'ensemble :

CP et 8S210 - disto.jpg (53.22 Kio) Vu 1356 fois

Ceci relativise le propos ci-dessus. La H3 de la compression remonte bien sous 1400Hz, mais sans dépasser celle du mid. L'addition du mid "raccorde" donc les distos dans la zone de croisement (c'est assez logique).

Ma conclusion rejoint la tienne :
1. Préférence pour le 8S219.
2.Raccordement à 1500Hz.

Reste à peaufiner le raccord avec le grave...

Pascal

[Kro]

Pour le burst il faut rafraîchir le calcul si tu modifies la fenêtre. Ce n'est pas automatique sur REW.

Pour les distos généralement h2 peut changer avec la distance car le niveau spl vu par le micro change.
Tu changes également le rapport signal bruit pour les harmoniques supérieures.

Enfin lorsque h3 remonte en flèche sous une certaine fréquence pour la compression c'est un signe, certes c'est pas plus haut que le mid mais c'est pas vraiment une raison pour aller plus bas.
Sur ta mesure de l'ensemble on voit bien que la distribution des distos H est assez différente et nécessairement le timbre change un peu, en pratique à voir l'audibilité de la chose.

[pvrx]

Salut, Cédric,

Je viens de faire l'essai en rafraîchissant la fenêtre (compression filtrée à 1500Hz), pour une fenêtre de 80ms et une de 10ms.

w et bd.jpg (87.14 Kio) Vu 1343 fois

Avec cet exemple, l'image est la même quelle que soit la fenêtre.

Concernant la variation des résultats de disto en fonction de la distance, si tu as des mesures à l'appui ce serait intéressant de les publier (mais peut-être faudrait-il ouvrir un topic spécifique ?)
A la réflexion, je trouve mes mesures de disto sur la compression pas très catholiques.
Je vais refaire des mesures (en intérieur) sur les deux exemplaires que j'ai afin d'en avoir le coeur net...

[Kro]

Pour les burst le fenetrage sert à éliminer les réflexions.
Il faut donc regarder sur l'impulsion.

Si ca ne change rien :

- soit tu as toujours les réflexions même à 10ms
- soit tu n'avais pas de réflexions avant 80ms

Après dans l'aigu c'est moins critique que dans le médium bas médium en général.

[pvrx]

Tu as raison.
J'avais bien une réflexion à 3,5ms, conservée dans tous les cas de figure si on fenêtre au-delà.
Et fenêtrer avant cette réflexion fait perdre de l'intérêt à la mesure temporelle puisqu'on commence à estomper précisément ce qu'on cherche à voir.
Faut donc faire les mesures comme il faut et éviter les réflexions proches, mais ça s'appelle enfoncer des portes ouvertes...

[Kro]

Le temporel je le mesure à petite distance pour retarder les premières réflexions justement.