Le filtre actif est un appareil essentiel dans la chaîne HiFi d’aujourd’hui revendiquant un programme SPL/Quality* digne de ce nom…

filtre actif

filtre actif

Le filtrage actif est idéal car il retarde au maximum la conversion Digital/Analogique qui se retrouve derrière les filtres. Le courant analogique ne passe plus dans des filtres passifs qui dégradent le signal et font tourner les phases…

Le filtre actif est généralement composés d’un circuit DSP et d’un DAC et ainsi que de connexions d’entrée et de sortie.

Le filtre actif s’utilise derrière un sélecteur de sources numérique (ou directement derrière la source) et devant des blocs d’amplification.

Le fait de fonctionner dans cette chaîne en « full numérique » jusqu’aux DAC, apporte un gain qualitatif évident et apporte de nombreuses fonctions :

  • Filtrage actif à »pente raide » des voies sur 6 canaux mono indépendants.
  • Mise en phase automatique avec réglage par micro
  • Réglage des délais entre haut parleurs parfait
  • Chaque canal est paramétrable en bande passante, en égalisation, en gain avec fonction
  • Bass management avec pass haut réglable très bas pour protéger les HP d’infrabass (impossible en filtrage passif) et « expender » (limite de puissance avant saturation)

Nous testons 2 des meilleurs références mondiales de ces filtres actif, en numérique et en analogique sur cet article essentiel.

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La simple gestion de mise en phase et de délais pour un système multi-voies suffit à apporter un gain qualitatif important à l’écoute,voir l’ordre d’importance des éléments dans une chaîne.

Les fonctions de bass management sont vitales pour un système à  SPL/Quality* élevé.

 

Le filtrage électronique où filtre actif permet de couper numériquement les fréquences du signal au travers d’un DSP. On trouve généralement plusieurs sorties sur ce type de filtre (de 4 à 12 ou plus dans certains cas) donc de quoi réaliser un filtre stéréo en HiFi multi amplificateurs, ou 3 canaux en Home Cinéma.

Ces filtres sont entièrement configurables en entrée et en sortie, on peut par exemple faire un 2×3 voies ou un 3×2 voies ou un 2×2 voies plus 2 voies subs etc… avec un simple filtre actif à six sorties et 3 entrées.

Chaque sortie sera envoyée sur 1 amplificateur différent, soit dans l’exemple de 2×3 voies à 6 canaux d’amplis, chacun des canaux d’amplis étant reliés à un HP spécialisé dans une bande de Fréquence.

En simple: un ampli de grave / un de médium et un d’aigu.

Les avantages du filtrage actif

  • Avec un filtre actif, les pentes de coupures peuvent être très fortes et d’ordres variables (6 à 48 en général, plus sur certains) de plusieurs types ( Butt/ Bessel etc. ) .. / mixables / ajustables en fréquences avec précision.
  • Avec un filtre actif, il n’y à plus de limite de passe bas pour la gestion du grave, même à très forte pente.
  • Avec un filtre actif, il n’y à plus non plus de composants passifs lourds sur le chemin du signal entrant dans les haut parleurs (selfs, condensateurs, résistances).
  • Avec un filtre actif, on peut régler avec précision le niveau de chaque transducteur, de gérer leurs alignements temporels (décalage mécanique dû à leurs dimensions différentes, d’agir même sur la phase etc).

De plus ces mêmes filtres incluent des égaliseurs paramétriques très précis permettant d’égaliser chaque transducteurs séparément.

C’est donc la solution ultime pour résoudre les problèmes de filtrages, de phases et de délais de groupes entre haut parleurs spécialisés.

 

Les deux grands types de filtrage en numérique

Les deux grand types de filtres actif en audio sont les IIR (Infinite Impulse Response) et les FIR (Finite Impulse Response).

  • Les filtres IIR (Infinite Impulse Response) : Ces filtres constituent la majorité des filtres actifs du marché. Ces filtres, comme les filtres passifs, influent encore sur la phase aux fréquences de coupures en fonction des pentes choisies, mais en contrepartie sont simples d’emploi et très souples, c’est celui que nous utiliserons dans nos systèmes.
  • Les filtres FIR (Finite Impulse Response) : Il y a plusieurs types de FIR dont des FIR dit à phase linéaire, qui eux ne font pas tourner la phase.

L’usage des filtres « FIR phase lin » à très fortes pentes demandent une grande expérience car leurs approches est très lourdes et complexes, le filtrage en FIR travaille dans le « temporel ».

Le filtre actif en FIR utilise pour cela un traitement complexe et crée et un délai sur l’ensemble du signal.

Ce délai n’est pas gênant tant qu’il n’y a pas d’image. Les filtres FIR à phases linéaires demandent beaucoup de puissance de calcul et ne sont pas exempt de défauts s’ils sont mal conçus.

D’autre part, ces filtres impliquent évidemment des contraintes au niveau des transducteurs et de la conception générale de l’enceinte pour conserver l’avantage de la non rotation de phase.

Ces filtres permettent pour certains haut de gamme (ou sous PC) de générer des pentes ultra fortes (200/300 dB /oct) très avantageuses mais entraînant des contraintes encore plus spécifiques côté transducteurs.. (Ce point étant négligé par quasi tout les amateurs). En clair, ces filtres peuvent être de qualité finale très variables en fonction de la mise en oeuvre globale très technique.

Dans le monde de l’audio professionnel, seule une ou deux marques de filtres FIR sont réellement présentes.

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Ici, le DCX 2496 de chez Beringher (en haut) et en dessous 2 BSS FDS 366

Les plus grandes marques d’enceintes pros en concert et quelques rares monitors de studios très hauts de gamme usent du FIR, mais dans 99% des cas, le filtre est « propriétaire  » et n’offre aucune accessibilité.

On peut également réaliser des filtres « mixtes » mélangeant IIR et FIR phase lin et même introduire numériquement une correction de la réponse de phase réelle sur un IIR ou sur un FIR Phase lin (déduite de mesures réelles multiples).

Il va sans dire que ces approches sont très lourdes et complexes, certains softs sur PC permettent également de le faire, mais très souvent, l’électronique associé ne « suis » pas, parfois le fonctionnement, la stabilité et performances réelles ne sont pas au rendez-vous.

La tendance actuelle dans le monde professionnel haut de gamme, est d’user d’amplis de puissance intégrants directement les filtres FIR (par exemple LABgruppen / Powersoft /Crown et quelques autres). Cette approche est la solution ultime, mais hélas, elle est très chère.

On le constate, les filtres FIR sont très techniques pour une utilisation en DIY. L’usage des filtres FIR phase lin à très fortes pentes demandent une trop grande expérience et sont d’une manière générale, réservé au monde pros.

 

Quel filtre choisir

Bien évidement, le filtre actif IIR est le bon choix. Dans ces filtres, le choix est vase. Des références comme le Beringher DCX 2496 dans les premier prix ou le BBS 366 plus haut de gamme (plus fabriqué mais très bon).

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Ici, l’intérieur d’un BSS FDS 366 t, lors de nos tests comparatifs sur les filtres actifs

On rencontre également les XTA (très bons)/ LAKE (la Rolls actuelle car il fait FIR et IIR et dispose de possibilités énormes)/ DBX (bon) etc…

Tout ces filtres actifs possèdent en interne, d’autres composants comme les DAC, des modules de gestions de délais, de fonctions d’égalisations par voies, de fonctions de limiteur, etc…

 

On attaque le filtre actif en numérique ou en analogique ?

Dans le filtre numérique, il peut être intéressant de traiter numériquement le signal de la source jusqu’au DAC en rentrant le signal directement en numérique dans le filtre, mais attention… ce qui est pris par beaucoup comme un « plus  » peut se révéler être un « moins ».

Rappelons l’ordre d’importance des choses et ne confondons pas tous les sujets :

  • Les machines numériques comme les DSP ou les DAC ne travaillent pas aux fréquences de sampling du CD ni au même quantize, soit 16Bits/44 khz pour le CD.
  • Ces machines numériques travaillent dans tout les cas en 24Bits/48 khz, en 24/96 khz voir en 24/192 khz !

Ce qui impliquera, en cas d’entrée en numérique ne travaillent pas aux fréquences multiple de sampling, une conversion de F sample (appelée SRC) très destructive… Entrer en numérique est souvent plus « destructeur » que de le faire en analogique par une conversion supplémentaire.

Par contre avec des sources en 24/48 ou 24/96 ou 24/192 on pourra le faire sans problèmes à condition de ne pas traiter le format du CD très répandus en 16Bits/44 khz.

Le « gain » qualitatif d’une entrée numérique peut toutefois être considéré comme « intellectuel » si le système est bien réglé en analogique. La qualité des DAC actuels intégrés dans ces filtres actifs modernes permettent des conversions Analogique / Numérique d’une telle qualité, que le seul risque couru est celui de ne rien entendre de perceptible en test ABX sur un comparatif « entré numérique » contre « entrée analogique ».

 

Conclusion

On le voit, le filtre actif est un excellent outil pour régler nos problèmes de filtrages, de phases, de délais, mais aussi d’égalisations par haut parleurs.

Ce type de filtre (DCX, BSS, XTA, LAKE), pourrait être exploité en analogique derrière un préamplificateur de type « Home Cinéma », permettant une grande polyvalence de gestion des différentes sources modernes aux différents formats de débits, de codecs. Ces « préamp »  proposent tous les choix de configurations en HiFi ou Home Cinéma… Les préamplificateurs de HiFi, même haut de gamme, ne proposent en fait rien de plus que ce du monde HC, si c’est n’est l’impossibilité de ne rien faire d’autre…

 

Les éventuels petit « tweak » proposés sur un appareil comme le DCX 2496 de chez Beringher, ne servent pas à grand chose… nous l’avons testé comparativement avec l’une des références du marché.

Avec un budget plus élevé, la qualité sera sensiblement meilleure, mais sans doute assez difficilement perceptible.

Il y a des endroits dans cette chaîne d’éléments matériels ou l’investissement sera plus important que sur ce sujet de filtres et des DAC qui déchaîne les passions. L’acoustique de la pièce en est un, le placement de la zone d’écoute et des enceintes en est un autre.

Le choix des composants des enceintes et surtout les réglages généraux sont des critères fondamentaux ou il peut être utile de mieux dépenser son temps et son argent pour espérer un bon résultat final.

 

Suite de la visite:

Posted by Jean-Marc Siou

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