Vos Filtres passif DIY

Vos Filtres passif DIY peuvent être étudiés sur commande chez TLHP (l’étude professionnelle du filtre est gratuite pour la simple commande des composant…).

TLHP prépare ces filtres sur les références des Hauts Parleurs sélectionnés par vos soins (sans que vous n’ayez à les commander chez eux.) Le calcul effectué à l’aide d’un logiciel professionnel s’effectue sur la base des paramètres Thièle & Small des HP et tiennent comptes de l’impédence et de votre cahier des charges.

Nous ne connaissons pas mieux pour concevoir sans erreur vos filtres passifs car le sujet n’est pas simple…

Faites simplement votre commande par mail

 

Pourquoi filtrer les Haut Parleurs d’une enceinte ?

FILTRES PASSIFS DIYPour aller plus loin dans la recherche d’une une réponse plate de 20 à 20 000Hz, la bonne solution consiste à utiliser plusieurs haut parleurs spécialisés dans la reproduction de certaines fréquences, avec des paramètres TS (caractéristiques électromécanique de la partie mobile d’un transducteur) adaptés au projet.

Hélas, l’ajout de haut parleurs destinés à reproduire des fréquences différentes pose des problèmes de couplage.

Pour canaliser les fréquences d’une enceinte multivoie, il faut soumettre chaque haut parleur à un filtrage de fréquences sur cette bande passante, c’est le rôle des filtres de fréquence.

Il existes 3 solutions efficace de filtrages.

  • Le filtrage passif en parallèle

Le plus connu des filtrages, il est très largement utilisé dans les enceintes manufacturées depuis le début de la production d’enceintes audio. Il est réalisés à partir de composants simples de grosses dimensions, des condensateurs et des bobines à inductances (selfs) ainsi que de résistances pour le réglage des niveaux entre voies.

Ces filtres posent néanmoins des problèmes de mise en phase.

 

  • Le filtrage passif en série

Mis au point par quelques passionnées audiophile en DIY, le montage en série des composants offrirait une transparence tout à fait remarquable.

Néanmoins, l’utilisation est restrictive en terme de « raideur de pente ». Ce type de filtrage se limite à une écoute de niveau SPL faible ou moyen car il n’y à pas de possibilité de gérer parfaitement les coupures dans les basses fréquences.

Ces filtres posent également des problèmes de mise en phase.

 

  • Le filtrage actif

Le filtrage est réalisé à l’aide d’un DSP et offre toutes les options possibles, pentes raides de tout type, gestion des phases, des délais etc…

 

Pourquoi le filtrage ?

Le filtrage permet d’orienter les fréquences dans les différents Haut Parleurs, le filtre « passe bas » laisse passer les fréquences inférieures pour la voie du grave, le filtre passe haut, celle des fréquences supérieures.

La problématique d’une enceinte multi haut parleurs et multivoies, réside dans le raccord des voies aux fréquences de coupure.

Comme le montre ce schéma, les pentes de filtrage comportent une zone ou les fréquences s’entrecroisent et se trouvent orientées entre dans la voie aiguë et dans au même temps, dans la voie du grave…

Les filtres passifs sont fabriqués avec des composants que sont les selfs à inductance et les condensateurs. Hélas, ces filtres passifs ne permettent pas de concevoir facilement des filtres à pente forte (pour limiter la zone de raccord qui nous pose problème) et introduiront obligatoirement des rotations de phase.

Les solutions sont multiples et variables suivant la conception générale envisagée, tout dépend de l’application visée, de la zone de fréquence considérée, de la réponse en fréquence du haut parleur lui-même.

Mais on peut retenir comme « simplification » que seul le filtre à pente de 6 dB/octave ne génère pas de rotation de phase gênante.

Par contre, de part cette faible pente de coupure, obligera à une zone de raccord très large faisant que les 2 haut parleurs à raccorder rayonnent ensemble sur le même signal… sur une bande large fréquentielle, le rayonnement de 2 haut parleurs sur des fréquences proches, entraîne un défaut important dès lors que l’on quitte l’axe vertical exact d’équidistance entre chaque HP de quelques degrés.

Au delà de ce champs d’équidistance, la réponse sera dite « hachurée ou en « peigne », avec une succession de pics et nochs de grande amplitude très audible, d’où l’idée de placer par exemple sur le même axe, les 2 hauts parleurs à filtrer, ou de rapprocher au maximum leurs centres (haut parleurs coaxiaux).

Ce point est importants, les centres émissifs des haut parleurs doivent être toujours le plus proche possible les uns des autres.

L’autre problématique du filtrage à 6dB de pente réside dans le fait qu’il n’atténue pas de façon suffisante de l’énergie des fréquences inférieures sur la voie supérieure et ne protège pas par exemple un haut parleur d’aigu de fréquences trop basses, ce qui génère des distorsions et même le risque de « casse » des haut parleurs si l’installation est un peu « poussé » en demande SPL.

Il faut donc, en cas d’utilisation de ce type de filtre à pente douce, couper très en amont de la fréquence la plus basse admissible par le composant, exemple pour une compression 1 pouce, coupure à 4 kHz ou  un « super tweeter  » à plus de 10 kHz…

Les filtres passifs à pentes fortes

La mise au point d’un filtre de ce type demande un nombre de composants proportionnellement élevée à mesure que l’on souhaite une pente raide, 24dB de pente étant la limite maximale espérée avant que le signal ne soit réellement altéré par un passage obligé dans ces composants « lourds ».

En moyenne les filtres passifs rencontrés ont des pentes de l’ordre de 12/18 ou 24 dB et de type divers (Butterworth / Bessel / Linkwitz ..Etc.)…

Un point extrêmement important dans la conception d’un filtre est d’intégrer dans son calcul, la pente propre du transducteur. En simple si le HP d’aigu à une chute naturelle de sa réponse en dessous de 2000 Hz à 12 dB octave, un filtre de 12 dB/Oct. donnera une pente finale de 24 dB octave (en principe de type LR, mais dépendra de la forme de la chute de réponse du composant).

La réalisation d’un filtre passif est d’autant plus complexe car tout les calculs théoriques, d’après des valeurs d’impédances des composants sont erronés, car un transducteur n’est pas un élément à fonction de transfert linéaire, de part son comportement en impédance, en amplitude et en directivité.

Un filtrage qui « marche » est le fruit de mesure du transducteur « avant » suivi de modélisation mathématique puis de nouvelles mesures après la réalisation du filtre, c’est le non respect de cette approche qui conduit à des réponses en fréquence catastrophiques, avec de gros accidents de phase sur certaines enceintes multivoies rencontrées à droite et à gauche.

De plus, le filtre passif à pente raide demande des composants dont les valeurs résistives rendent tout projets de filtrage passifs irréalistes, dès lors que l’on veut couper des fréquences basses, 150/200 Hz étant une limite qu’il sera compliquée de franchir, même à 6dB de pente.

On le constate vite, le filtre passif pose problème, les accidents de phases et de délais étant importants autour de la fréquence de coupure. Ces problèmes sont manifestement très compliqués à contourner.

De plus, on le voit, l’ application d’un filtre passif dans les basses fréquences est impossible dans le cadre d’un projet « haute performance » moderne, incluant une bonne gestion les infrabass.

 

Posted by Jean Marc Siou avec la précieuse aide de THXRD

5 Thoughts on “FILTRES PASSIFS DIY

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