Forum : Conception des enceintes acoustiques

Filtres => Expertises filtres => Discussion démarrée par: xnwrx le janvier 01, 2019, 10:41:05 am

Titre: Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: xnwrx le janvier 01, 2019, 10:41:05 am
Bonjour et bonne année,
Premier sujet de l'année pour moi :p

Cette nuit alors que je dormais tranquillement mais que mon cerveaux se faisait des noeuds avec des courbes de distorsion:lol:J'ai eu une évidence :
Je suis passé en filtrage actif multi-amplification depuis que j'ai repris mes envies d'activités audio. Le mini-DSP fait, pour ceci, merveille, même si j'aimerais avoir un multi-voies numériques.
Très bien, mais dans tout ceci, sans filtres passifs dans mon enceintes, je n'ai plus de charge vue des HP pour contrer les résonances, les modes, hors bande utile, mais excités par le signal dans la bande utile et provoquant de la distorsion !
Je m'explique :
Lorsqu'on filtre un HP en passif, par un passe bas (ou un passe bande qui possède un donc passe bas), on a toujours une charge capacitive (voire plusieurs) en parallèle avec le HP. Si le HP sans filtre possède de la THD, par exemple 1% de H2 à 4 kHz pour une excitation à 2 kHz, le filtre passe bas placé sur le HP, pour peu que sa coupure est sous le 4 kHz, devrait fortement atténuer la raie de H2 à 4 kHz dans la mesure où la bobine du HP est chargée à cette fréquence ?

Je ne suis pas chez moi et ne peux faire le test, mais il est simple : y a t'il amélioration de la THD avec un filtre passif passe bas sur le HP par rapport à sans ?
Si c'est le cas, ce que je crois fermement, ce serait un sacré coup pour le tout numérique !
A vos réponses.
Titre: Re : Atténuation des modes
Posté par: Etmo le janvier 01, 2019, 13:44:21 pm
Je redonne la video de dsi

https://www.youtube.com/watch?v=WaJ259LAY2c

il parle de filtre actif de correction des modes de la menbrane en contre reaction.
Par contre nous sommes en actif analogique.
Titre: Re : Atténuation des modes
Posté par: gug42 le janvier 01, 2019, 14:58:49 pm
Bonne année et bonne santé  ! 

Éventuellement des pistes de réflexions : 
https://www.homecinema-fr.com/forum/diy-enceintes/circuit-bouchon-pour-lcr-t30088846.html

Notamment l'utilisation d'un zobel network pour lisser l'impedance du hp pour du filtrage actif iir ? 
Titre: Re : Atténuation des modes
Posté par: xnwrx le janvier 01, 2019, 16:30:13 pm
Merci Benoît :d
En suivant ton lien je suis tombé sur des constats identiques au miens : un pic de fractionnement hors bande qui ne peut être corrigé en actif puisque hors bande, qui n'est pas vu de l'ampli puisque à impédance électrique normale, mais qui provoque de la distorsion H3 (et H2 aussi dans mon cas) dans la bande utile.
La solution, qui correspond à ce que j'imaginais, consiste à placer une impédance élevée à la fréquence de fractionnement pour amortir la résonance de fractionnement (l'énergie de la membrane transformée en courant par le moteur est absorbé par le résonateur passif) en augmentant fortement l'impédance de charge vu du HP autour de cette fréquence. C'est donc bien comme un Zobel, mais pour réaliser l'inverse : augmenter l'impédance aux fractionnements plutôt que la raboter à la résonance.

C'est intéressant car ils ont fait des essais précis en testant : une simple self, un circuit bouchon RLC (deux cas étudiés).
Je vous laisse lire la suite ici :
https://www.homecinema-fr.com/forum/post179114883.html#p179114883 (https://www.homecinema-fr.com/forum/post179114883.html#p179114883)

Qu'est-ce que cela m'inspire ?
Et bien c'est un choc !
Ca m'inspire que le tout actif n'est pas suffisant pour nos HP (bien analogiques eux), HP qui ont des défauts inhérents à leur conception/construction. Et que seuls des circuits passifs (hors boucle d'asservissement active asservissant les déplacements de la membrane) peuvent gommer.

Par principe donc maintenant, il m'apparaît nécessaire soit de filtrer en passe-bas analogique tout HP, du grave à l'aigu, soit d'appliquer des circuits bouchons passifs sur les résonances hors bande utile (vers le haut).
Si bouchon, mieux vaut étaler la plage d'action et ne pas se concentrer sur le pic seul car il apparaît que l'augmentation d'impédance bénéficie à la réduction de l'ensemble de la distorsion dans la bande utile, d'où le filtre passe bas bien pratique.
Ensuite seulement sur ce système de HP compensés, on peut appliquer nos filtres actifs IIR ou FIR, et vive la distorsion réduite !

A mon retour je ferais quelques essais, mais si vous avez un système d'enceintes totalement active (sans composants passifs), vous pouvez faire le test : mesure de THD avec et sans self série au HP, self calculée pour Fc = fréquence max de la bande passante à restituer avec l'impédance du HP à cette fréquence. A mon avis il va y avoir du gain en distorsion...
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: etsimonogn le janvier 01, 2019, 16:48:58 pm
Bonjour et bonne année,
J'ai l'impression qu'on peut rester en actif et obtenir un résultat identique ou même supérieur, parce que à effet sur une zone large, par une commande en courant du HP. Effet pas très secondaire: la résonance principale du HP est alors seulement amortie mécaniquement et plus du tout électriquement. La première solution c'est d'avoir un HP à bas Qt mécanique. Une autre c'est de se faire un ampli qui passerait de commande en tension pour les basses fréquences à commande en courant dans les hautes fréquences.
Siméon
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: xnwrx le janvier 01, 2019, 17:01:18 pm
Tout à fait Siméon, vous avez raison.
Mais les amplis à sortie en courant sont très rares, et en réaliser un (voire mix des deux, ou une contre réaction en courant) c'est se lancer dans une aventure.
Dans tous les cas ça ne répond pas au besoins du plus grand nombre.
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: Tonipe le janvier 01, 2019, 17:11:13 pm
Bonjour

J'ai repéré en effet dans les catalogues des fabricants des HP avec un pic de fractionnement bien pointu en limite de la bande passante.
Je ne les retiens pas, sans doute à tord.

D'un coté, lorsque j'utilise un LB, des membres des forums parlent fractionnement de la membrane, aigu plus ou moins bon, de l'autre coté des internautes cherchent à corriger les effet d'un énorme pic de fractionnement.
Ce sont deux choses bien différentes, mais les HP soit disant spécialisés ont eux aussi leurs problèmes.

Dans les deux cas il est important de voir les choses globalement, HP + corrections, et d'évaluer le résultat global sans idée préconçue.

Cordialement, Dominique
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: xnwrx le janvier 01, 2019, 17:24:24 pm
Regardez ce beau spécimens :

Fractionnement à 4 kHz qui empêche (à mon avis) de l'utiliser au dessus de 1 kHz :
http://www.wilaudio.com/fr/grave/286-c220-6-222.html (http://www.wilaudio.com/fr/grave/286-c220-6-222.html)

On le voit de plus en plus avec la démocratisation des matériaux de membranes extrêmement rigides possédant une vitesse du son très élevée dans le matériaux qui repousse le fractionnement très très haut mais aussi très très violemment (alu, magnésium, béryllium, céramique, diamant...). C'est un avantage puisque la bande utile devient exempte de fractionnement.

La plupart des tweeter métal ou Céramique y sont sujets : le fractionnement se produit vers 30 ou 40 kHz avec 20dB de pic, H3 se retrouve dans la bande entre 10 et 15 kHz, Mais tout HP à membrane rigide y est sujet, du grave à l'aigue.



Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: Tonipe le janvier 01, 2019, 20:41:29 pm
Pour ne pas avoir une bosse à 4000 Hz dans votre exemple, il faut prendre de sacré précaution.
Il y a des HP qui fractionne un peu, et qui sont plus facile d'emploi.
Tout est affaire de compromis.

Cordialement, Dominique
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: xnwrx le janvier 01, 2019, 20:51:39 pm
Le sujet n'est pas d'avoir une bosse à 4 kHz dans cet exemple, le 4 kHz serait hors puisqu'on filtrerait par exemple le HP à 1,5 kHz. Le problème est ne ne pas avoir de H3 à 1,33 kHz sans toucher à la bande allant jusqu'à 1,5 kHz en filtrage actif.
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: gug42 le janvier 02, 2019, 12:50:27 pm
Bonjour à tous,

Un lien contenant des expériences concrètes sur le sujet : https://www.homecinema-fr.com/forum/diy-general/reduction-de-la-distorsion-par-reseau-passif-t30091477.html

L'utilité semble bien sur dépendre du HP et de la fréquence de coupure choisie.
Plus la fréquence de coupure est loin du pic de HE (Fc / 3) plus l'utilité est discutable ...

Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: xnwrx le janvier 02, 2019, 13:57:20 pm
Bonjour Benoît,
Merci pour ces liens. Ma réflexion nocturne était bien fondée semble t'il.
Je serai de retour chez moi sous peu, je vais pouvoir faire quelques essais.
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: gug42 le janvier 02, 2019, 15:35:32 pm
Hello Xavier,

Oui belle réflexion.
J'avais croisé ces liens un moment et avait ajouté ce sujet dans une de mes todo list d'un coin de ma tête pour le jour où ....
De toute façon actuellement j'ai la tête dans un étaux et pas de self sous la main ....  :mrgreen:

Au plaisir de vous lire.
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: Tonipe le janvier 02, 2019, 17:59:24 pm
Bonjour

Avec une bosse pointue de 10 dB à 4000 Hz, même si vous filtrez à 1500 Hz, vous aurez une bosse atténuée dans la pente de coupure du HP.
Avec un filtre Linkwitz Riley à 12 dB à 1500 Hz, le 4000 Hz théorique est à -18 dB, celui pratique avec la bosse sera à -8 dB.
Pour moi ce n'est pas bon.

Cordialement, Dominique
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: xnwrx le janvier 02, 2019, 20:04:30 pm
C'est vrai Dominique. Mais en réalisant le circuit bouchon qui va augmenter l'impédance au fractionnement (ici 4 kHz), ce fractionnement sera naturellement atténué.
Dès que je peux je fais des essais.
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: xnwrx le janvier 03, 2019, 11:28:14 am
Bonjour,
Me voici rentré et j'ai fait quelques rapides essais. Malheureusement je n'ai presque pas de résistances sous la main et moins de selfs et capas que ce que je ne pensais.
Voici un premier résultat brut, avec des valeurs à peine calculées :lol:et piochées dans ce dont je disposais.
Je test sur les LA, avec le HIVI M3N. Il n'a pas particulièrement de pic de fractionnement qui dépasse, mais du fractionnement bien visible toutefois.
Il est coupé en actif avec le mini-DSP à 96 dB/Oct à 125 Hz pour le bas et 300 dB/Oct à 2000 Hz pour le haut. L'ampli est le FX D-802, donc class-D avec sa batterie de filtres de sortie (j'indique ceci car ça peut avoir une importance par rapport à des amplis class-A ou A/B qui n'ont aucun filtre de sortie).
Mesures à 1m.

Comparaison entre : sans composants passifs et avec un petit bouchon (valeurs mal adaptées mais je n'avais que ça) de 0,4mH en parallèle à 1 µF + 10 Ohms. Avec le circuit bouchon, j'ai mis +2dB au signal source de REW afin de faire coller le haut de bande qui est atténué par la self (donc dans la bande le niveau avec bouchon est même défavorable puisque 2dB plus haut en niveau que sans le bouchon) :

Les amplitudes :
(http://image.noelshack.com/minis/2019/01/4/1546510711-m3n-test1-module.png) (http://www.noelshack.com/2019-01-4-1546510711-m3n-test1-module.jpg)

La THD et H3 en direct sur l'ampli, sans le circuit bouchon :
(http://image.noelshack.com/minis/2019/01/4/1546510772-m3n-test1-direct.png) (http://www.noelshack.com/2019-01-4-1546510772-m3n-test1-direct.jpg)

La THD et H3 avec le petit circuit bouchon :
(http://image.noelshack.com/minis/2019/01/4/1546510806-m3n-test1-bouchon.png) (http://www.noelshack.com/2019-01-4-1546510806-m3n-test1-bouchon.jpg)

Le gain est clair et net, à partir de 200 Hz la H3 passe de 0,13% à 0,06% (elle a été divisée par deux !).
Je constate aussi que la H2 ne bronche pas, que la H4 et la suite des harmoniques réduisent aussi dans un moindre mesure.

Il faut que je trace la courbe d'impédance de mon circuit bouchon afin de voir où je me situe par rapport au HP (là c'est fait au pif), je pense qu'il y a sérieusement à gagner.
A suivre.

N'hésitez pas vous aussi à faire des essais et à poster vos résultats.
A suivre...
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: Tonipe le janvier 03, 2019, 12:08:04 pm
Bonjour

A la mesure il y a des gains objectifs que je ne conteste pas et que j'avais lu ailleurs sur d'autres HP.
A l'écoute quel est le résultat entre
- Un HP avec une pointe de 10 dB à 4000 Hz et un RLC de correction.
- Un autre HP sans pointe à 4000 Hz et sans RLC.

Sur mon LB, quand je suis passé d'une correction en passif avec des composants assez haut en gamme, à une correction par convolution, j'avais eu un gain à l'écoute avec une dynamique plus grande.
Des composants passifs en plus, ce n'est pas neutre à l'écoute...

Cordialement, Dominique
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: xnwrx le janvier 03, 2019, 12:42:30 pm
Vous n'y êtes pas Dominique, le sujet concerne la réduction de la H3, qu'il y ait ou non un pic.
Le test que j'ai fait avec mes M3N le montre parfaitement, c'est un HP qui n'a pas de pointe qui dépasse. Il a un fractionnement violent à 15 kHz mais qui ne dépasse pas (donc un creux). D'ailleurs dans la mesure de la courbe de réponse que j'ai mis dans mon précédent post, vous constatez que la courbe de réponse n'a pas changé (hormis la baisse dans le haut lié à la self) avec ou sans circuit passif. Le circuit bouchon est positionné bien plus haut en fréquence, et même haut en fréquence, c'est un passe tout.
Là où je peux vous rejoindre, c'est de savoir si 0,2% ou 0,1% de H3 ça s'entend !
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: gug42 le janvier 03, 2019, 13:28:36 pm
Merci Xavier ! Très intéressant.
Peut être des pistes pour rendre très intéressant des HPs tel le 15PS100. Je pense l'objectif plus sur ce style de hp, que des hps déjà nativement "plat" ou gérant très bien leurs fractionnements.

Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: Etmo le février 07, 2019, 13:51:08 pm
Bonjour Xavier ,
Je ne suis pas très convaincu par l’explication du filtre bouchon.

Tu parles d’une bobine avec une impédance qui augmente pour l’ampli à haute fréquence « comportement proche d’un circuit ouvert ». On sait justement qu’il faut pour amortir dissiper de l’énergie. Hors dans notre cas la dissipation de l’énergie de la bobine est la plus forte quand l’impédance est la plus faible possible ce qui est complètement contradictoire avec ton explication. Les mesures montre bien un abaissement de certaines harmonique mais pas forcément de la distorsion globale. En modifiant le comportement électromécanique de la bobine (avec un filtre bouchon), tu changes certainement les modes de résonnances du système membrane, bobine suspension. Mais ma crainte est que globalement il soit moins amorti électriquement.

Je t’ai fait un lien sur l’adaptation d’impédance active et l’amortissement d’un HP (Système DSI). On est proche d’impédance négative utilisé par des absorbeurs acoustique ce qui démontre que ce n’est pas avec  une augmentation de l’impédance que l’on fait de l’amortissement efficace mais le contraire.

Cordialement

Etmo
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: Etmo le février 07, 2019, 16:05:21 pm
De plus, il me semble que le niveau SPL est au moins 2 dB en moins sur la courbe verte. Ce qui montre que les mesures ne se font pas au même niveau de puissance efficace du HP.
Serait-il possible de refaire les mesures avec des niveaux SPL équivalents entre les deux mesures?
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: xnwrx le février 07, 2019, 19:39:57 pm
Pour moi non plus ce n'est pas très clair. L'effet est notoire et constaté par beaucoup y compris des pro. Il y a des tas de sujets sur le net sur cette réduction de la THD, surtout concernant la H3. Mais j'ai laissé tombé faute de temps et d'envie.
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: Etmo le février 07, 2019, 21:29:36 pm
Merci pour le retour d'expérience sur ce dispositif que je ne connaissais pas.
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: luiscrepy le février 08, 2019, 15:24:04 pm
Bonjour,

Je suis tombé sur ces hauts parleurs large bande de 17 cm dont une courbe de réponse est annoncée avec un schéma de filtre bouchon pour corriger son profil ascendant. 233 € la paire plus 75 $ de livraison ce n'est pas exorbitant si la qualité est à la hauteur de la courbe de réponse brute annoncée. Il y a aussi un modèle de 20 cm à 330 € la paire + 100 $ de livraison avec des courbes de distorsion très honorables. Ils disent que les selfs sont livrées avec les HP, à chacun ensuite de choisir résistance et condensateur afin d'obtenir le profil de courbe désiré.
https://jimsaudio.com/l-cao-fa6-alnico-matched-full-range-speaker-6-inches-pair/
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: Tonipe le février 08, 2019, 17:03:20 pm
Bonjour

Enfin un fabricant de large bande qui annonce clairement que son HP ne marche pas sans correction.

Cordialement, Dominique
Titre: Re : Améliorer la THD en actif (amortissement des modes de fractionnement des HP)
Posté par: xnwrx le février 08, 2019, 18:53:31 pm
Et ils sont chinois. On les avait repérés en même temps que le Hi-Well. A tester effectivement, j'ai lu des retours très positifs.