Phase minimale ou linéaire, quel filtrage idéal ?

[Kro]

Tu as des exemples à nous donner pour illustrer ?

[Indien]

Le hors axe avec des pentes peu raides, même avec des phases parfaites, n'est pas bon. Le recouvrement ne provoque pas une transition douce, il provoque en hors axe des variations d'amplitudes qui sont plus néfastes que pas de recouvrement. Il vaut bien mieux des coupures raides, du brickwall, et des HP qui à la fréquence de coupure présentent des directivités proches.
Dit autrement, avec du recouvrement le hors d'axe n'est pas gérable car le problème n'est pas soluble (trop de paramètres, pas de solution idéale).

Bonjour Xavier,
Pour moi c’est simple
Si écoute en phase dans l’axe avec une paire d’enceinte, donc à équidistance de l’enceinte droite et gauche, la réponse hors axe est égale au champ réverbéré…

Donc, si la réponse hors axe très différente entre 2 composants en terme de directivité, ça fait un trou dans la réponse hors axe !!!

ET ça c’est très audible hélas, pire que le peigne que provoque le recouvrement qui lui se lisse par les réflexions

[JIM]

Le problème Jean-Marc, c'est qu'à la fréquence de coupure, avec des pentes faible, tu as 2 sources émissives.
Si la directivité est équivalente entre voies, la plus part du temps, cela équivaut à une surface émisse équivalente.
Autours de fc, tu as donc 2 sources émissives de même rayonnement ce qui amène en fait à augmenter grandement la directivité à fc.

C'est ce que l'on retrouve souvent sur les spinorama avec une augmentation du DI à fc.

Et au dela du diffus, tu as aussi les réflexions précoces, dont celle du sol qui sont du coup fortement influencées par la directivité verticale qui découle elle aussi du filtrage à fc.
J'avais d'ailleurs essayé l'astuce de caller le nul du filtre sur la réflexion du sol.

Avec une pente raide, l'accident existe mais il est largement réduis en terme de plage de fréquence. Un peu comme les modes en grande salle, suffisamment étroit pour que ça devienne inaudible.

[Indien]

Interessant ce sujet !

Si on a 2 composants avec des directivités très différentes à Fc, on a une rupture nette dans la réponse hors Axe, donc un gros impact sur le DI / réponse en puissance

Ça se voit tout de suite sur Vituix lorsque l’on importe les réponses correctes de composants à directivité très differentes

Augmenter la plage de recouvrement lisse l’acident à Fc, pour moi, c’est limpide

Ensuite, oui, il y a des dommages collatéraux, mais la somme des bénéfices et des pertes va en faveur d’un recouvrement plus important (LR24 par exemple) pour lisser la réponse hors axe.

C’est évidemment proportionnellement vrai que l’on marie la carpe et le lapin en terme de directivité et aussi la raison probable de l’affect pour des filtres 6dB sur des systèmes vintages à l’époque où ces notions de directivité restaient vagues

[JIM]

Si les 2 composants ont des directivités très différente, ce sera mauvais de toute façon mais ce serait intéressant que tu présentes une simulation pour étayer tout ça.
Ou tu peux partager les réponses en fréquence des hps hors axe pour voir.

Quand je simule avec Vituix 2 Hp séparés verticalement de même directivité, il n'y a pas photos sur le choix de la pente.
La plus élevée possible !

[Kro]

C'est valable pour la directivité verticale oui mais pas horizontale où c'est l'inverse.

Mais oui une simulation serait plus parlante.

[Indien]

Hélas je manque de temps, mais le sujet est intéressant et ça vaudrait même le coup d’ouvrir un post pour ça et de prendre le temps de mesurer / comparer

enfin perso ça me semble logique de lisser lorsque l’accident apparaît, pour moi, le choix du recouvrement fait partie des compromis avec le choix de la Fc

[xnwrx]

Bonjour,
C'est bien ça, avec des HP de directivité différentes, même avec un recouvrement doux, le hors axe est très mauvais, voire très très mauvais suivant les angles et distances entre HP. Ne pas recouvrir du tout (filtre FIR pentes raides) est à mon sens préférable (la transition peut être brutale, mais au moins le hors axe est bien maîtrisé et doux).
Il suffirait de faire une simu virtuix entre les deux solutions pour le montrer.
La meilleure solution restant donc des HP qui ont une directivité équivalente à la coupure et des pentes raides pour ne pas avoir de recouvrement.

[Indien]

Bonjour,
C'est bien ça, avec des HP de directivité différentes, même avec un recouvrement doux, le hors axe est très mauvais, voire très très mauvais suivant les angles et distances entre HP. Ne pas recouvrir du tout (filtre FIR pentes raides) est à mon sens préférable (la transition peut être brutale, mais au moins le hors axe est bien maîtrisé et doux).
Il suffirait de faire une simu virtuix entre les deux solutions pour le montrer.
La meilleure solution restant donc des HP qui ont une directivité équivalente à la coupure et des pentes raides pour ne pas avoir de recouvrement.

Il est clair que dans le monde idéal où la directivité entre les 2 composants est bien choisie, que la Fx colle à cette directivité en accord avec les profils de disto, que les premières réflexions sont absorbées, les pentes très raides sont les meilleures, de loin… mais dans les autres cas, je ne pense pas qu’une rupture brutale soit bénéfique à l’écoute car ça fait un trou dans la réponse hors axe

on quitte alors l’objectif principal d’une réponse axe et hors axe linéaire et sans accident qui compose la théorie la plus basique de ce que doit être une bonne enceinte.

[Kro]

Allez on y va des simulations.

Les Conditions :

J'ai pris pour l'exemple des haut-parleurs qui ont une directivité très différente et j'ai simulé la directivité en piston parfait.

Le haut-parleur de grave a un diamètre de 180mm

woofer 180mm.jpg (52.76 Kio) Vu 443 fois

Le tweeter a un diamètre de 26mm

tweeter 26mm.jpg (31.74 Kio) Vu 443 fois

Les haut-parleurs sont parfaitement linéaires et à phase linéaire.

Pour la suite on va considérer que les deux haut-parleurs sont parfaitement coax. Je vais choisir une fréquence de coupure où les directivités sont très différentes, c'est à dire à 2000Hz.



Filtre Phase Linéaire à pente raide

FR FIR 2000Hz.jpg (59.68 Kio) Vu 443 fois

DIR FIR 2000Hz.jpg (69.42 Kio) Vu 443 fois

POLAR FIR 2000Hz.jpg (39.76 Kio) Vu 443 fois

Filtre phase minimale du quatrième ordre

FR IIR 2000Hz N4.jpg (62.49 Kio) Vu 443 fois

DIR IIR 2000Hz N4.jpg (68.55 Kio) Vu 443 fois

POLAR IIR 2000Hz N4.jpg (39.29 Kio) Vu 443 fois

Filtre phase minimale du second ordre

FR IIR 2000Hz N2.jpg (62.04 Kio) Vu 443 fois

DIR IIR 2000Hz N2.jpg (68.56 Kio) Vu 443 fois

POLAR IIR 2000Hz N2.jpg (39.28 Kio) Vu 443 fois

[Kro]

Déjà sur ces premières simulation en mode coax ça ne corrobore pas ce que vous avez dit. Plus la pente est faible, plus le raccord en directivité est doux.

Ces simus ne sont pas valables qu'en mode coax. Elles le sont aussi pour une directivité horizontale avec des haut-parleurs alignés.

[JIM]

Il est quand même important que tu mettes un décalage vertical raisonnable par rapport aux diamètres choisi.
Par contre, oui, en H, ça lisse comme tu dis. Ce n'est qu'une dimension sur les 2.

Perso, j'ai simulé 2 hp de directivité identique et comme dit précédemment, il n'y a pas photo sur le choix de la pente.
IL est d'ailleurs parfaitement connu (documenté) qu'un filtre LR diminue l'énergie rayonnée à fc. Constant dans l'axe mais creusé de 3dB en terme d'énergie.
Contrairement au filtre but qui provoque une bosse dans l'axe mais une énergie plate au global.
C'est justement lié au fait d'avoir 2 sources distante au raccord mais on ne le voit pas si on simule en coax.

[Indien]

Merci pour ta simu Cédric, c’est très parlant et on y voit l’essentiel

Maintenant tout dépends comme toujours de tout les critères, c’est du cas par cas avec toujours des compromis, mais cette notion de lissage ou non lissage est un sujet et une belle simu facilite la compréhension des lecteurs !

[Kro]

Considérons maintenant un entraxe entre les haut-parleurs de 150mm.
Ce qui correspond au tweeter placé au dessus du woofer.
En directivité horizontale ça ne change pas par rapport aux précédentes simulations mais ça change en vertical.

Pour des raisons pratiques de gain de temps j'ai fait la simulation en placant le tweeter non pas au dessus mais à côté du woofer. Ca m'évite de changer les réglages de x et y.
Mais ça revient à simuler la directivité verticale dans l'axe du tweeter.

Je ne vous poste pas les courbes de réponse en fréquence ce sont les mêmes. J'ai également simplifié en gardant le 2eme ordre et le pente raide FIR.

Filtre Phase Linéaire pente raide

DIR FIR 2000Hz 150mm.jpg (69.81 Kio) Vu 417 fois

POLAR FIR 2000Hz 150mm.jpg (39.78 Kio) Vu 417 fois

Filtre Phase Mini pente 2eme ordre

DIR IIR 2000Hz N2 150mm.jpg (66.18 Kio) Vu 417 fois

POLAR IIR 2000Hz N2 150mm.jpg (43.08 Kio) Vu 417 fois

[Kro]

JIM tu en tireras les conclusion que tu veux mais on peut continuer longtemps les simulations.
C'est évident...

[xnwrx]

Merci Kro,
Moi je préfère la version FIR pentes raides sur ces graphes ;-)
Et maintenant si tu prends deux HP qui possèdent la même directivité à la coupure ?

[Indien]

Ce sera bien mieux !!
L’accident à Fx existera encore, mais le faible Q de l’accident est à pondérer avec une courbe psycho, car finalement, c’est les seuils psychoacoustiques qui sont à considérer dans ces exercices théoriques

La réponse en V d’ailleurs est moins sujette à l’audibilité que H, mais reste à considérer sur la réponse en puissance

Merci à toi Kro

[Kro]

Allez pour le plaisir je vous refait la même simulation que précédemment mais j'ai mis la même directivité pour les deux haut-parleurs.
J'ai mis la même que le woofer pour les deux.

Donc à comparer aux graph du woofer seul

woofer 180mm.jpg (52.76 Kio) Vu 400 fois

Filtre Phase Linéaire Pente raide

DIR FIR 2000Hz 150mm bis.jpg (75.11 Kio) Vu 400 fois

POLAR FIR 2000Hz 150mm bis.jpg (53.31 Kio) Vu 400 fois

Filtre Phase Minimale Ordre 2

DIR IIR 2000Hz N2 150mm bis.jpg (71.05 Kio) Vu 400 fois

POLAR IIR 2000Hz N2 150mm bis.jpg (52.49 Kio) Vu 400 fois

[JIM]

Ben oui, c'est bien ce qui a été dis et qui étais prévisible.

On ne filtre pas 2 hps avec des directivités très différente avec des filtres brickwall.
Le filtre à faible pente type LR lisse bien le comportement en H mais introduit une perte d'énergie au raccord du au fait de faire rayonner 2 sources séparées physiquement. C'est quand même bien visible même si le DI est plus révélateur du comportement du hors axe par rapport à l'axe.

Dans ce cas, il n'y a quand même pas photo sur le choix du filtre bien sûr.

Sauf que quand on part de directivités proche (enceinte normalement conçu), tu verras d'autant plus l'effet de la perte d'énergie introduite par le filtre du fait de l'entraxe entre hp. Et la, il faut privilégier la forte pente.

ps : Je suppose que tu as utilisé Lspcad pour les simus. Vituix permet de générer des directivités théorique également mais c'est moins évident. Je préfère cependant le graphe normalisé avec le DI justement pour ces notions d'énergie globale.

EDIT : message croisé, ta simu confirme.

[Kro]

Merci Kro,
Moi je préfère la version FIR pentes raides sur ces graphes ;-)
Et maintenant si tu prends deux HP qui possèdent la même directivité à la coupure ?

Eh bien écoute c'est ton choix.
Tu admettras quand même que la directivité est lissée avec un fort recouvrement alors que l'accident est très marqué en pente raide. Et c'est logique un recouvrement lorsqu'il est optimal en phase, moyenne les choses, alors que la pente raide marque plus fortement les écarts.

Par contre quand les directivités sont équivalentes on remarque qu'avec un entraxe la directivité est plus forte au raccord avec des pentes douces. Mais la pente raide montre un petit accident avec un Q très prononcé.

En fait ce n'est qu'une question de coefficient de qualité en fonction de la pente.