Auteur Sujet: Révolution numérique  (Lu 2903 fois)

xnwrx

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Révolution numérique
« le: décembre 27, 2016, 14:20:30 pm »
Bonjour,
j'ouvre ce sujet car je pense qu'il y a matière à débattre sur la révolution numérique qui apporte beaucoup à l'audio. Cette révolution est en cours depuis de nombreuses années, et commence à peine à entrer dans sa phase de maturité. Quelques avancées restent encore à finaliser, et je pense qu'elle aura rebattu les cartes, la notion de coût/qualité/performances, les marques établies vs. les "chinoiseries". L'idée de ce sujet m'est venu suite à deux réflexions faites dans d'autres posts : le filtrage passif des enceintes acoustiques a t'il encore un sens ? Conserver un ampli d'un autre age a t'il encore un sens ?
Concernant le filtrage passif des enceintes, il était par le passé quasi imposé par le simple fait que la multi-amplification et le filtrage actif imposaient un budget très élevé, réservés aux richissimes installations très haut de gamme. Faute de mieux, tout un chacun devait se rabattre sur le filtrage passif et le bon vieil ampli stéréo pour une installation à coût raisonnable.
Le cross-over idéal doit séparer les bandes de fréquences de manière la plus franche possible pour faire en sorte que chaque HP ne reçoive que l'énergie de la bande de fréquence qu'il doit reproduire. De tels filtres ne sont pratiquement pas réalisables, les pentes de coupures ne pouvant pas être infinies. De fait, deux HP vont reproduire simultanément la même bande de fréquence, et si je puis dire, se marcher sur les pieds, non seulement en module, mais aussi en phase. La bonne vieille source ponctuelle idéale en prend un coup et la réponse impulsionnelle aussi.
Avec un cross-over passif on a deux limitations principales : la pente des filtres qu'il est difficile d'amener au delà de 24 dB/Oct, conduisant à un recouvrement important entre les deux HP (audible au moins sur 3 octaves avec du 24 dB/Oct si on considère qu'en dessous de 30 dB d'atténuation on ne distingue plus la source), et la dégradation de phase qui induit que les sources qu'on somme dans cette zone de recouvrement ne sont pas en phase. Si on prenait un oscilloscope pour regarder le résultat dans cette zone de recouvrement, on ne reconnaîtrait plus notre signal d'entrée. Avec des filtres à 12 dB/Oct on passe à une zone de recouvrement de 5 octaves ! et avec des filtres à 6 dB/Oct, on obtient une zone de recouvrement de plus de 10 octaves, autant dire tout le spectre audio ! Je passe sous silence les distorsions de phase et de module liés au couplage du filtre passif avec l'impédance du HP. C'était bien le seul compromis accessible avant l'ère numérique.
Avec un cross-over actif à base de filtres numériques, on peut aisément définir des pentes à 96 dB/Oct, limitant la zone de recouvrement à une demi octave, chaque HP devient donc le seul à restituer sa plage de fréquence, c'est à dire exactement ce que l'on souhaite d'un cross-over. Si en plus on utilise des filtres FIR, on peut définir la courbe de phase de sorte que en sortie des HP, la fonction de transfert en phase soit plate, n'introduisant donc aucune distorsion de phase.
Un cross-over multi-voies numérique ne coûte aujourd'hui que 100 à 200 Euros (Behringer, mini-DSP, Logiciel PC avec carte audio), plus cher en FIR excepté avec la solution PC.
Qui dit cross-over actif dit multi-amplification (un ampli par voie). Il y a encore quelques années on se heurtait au coût élevé d'une telle solution : un ampli de qualité audiophile coûtait cher. Pourquoi ? parce qu'il fallait tout le savoir faire et les composants de qualité nécessaires au filtrage des alimentations de tous les composants entrant dans une chaîne d'amplification de type linéaire. Le bruit étant directement lié au bruit d'alimentation qui se trouvait amplifié par l'étage de sortie. Avec l'avènement des amplificateurs en class-D, la donne a changé pour deux raisons : l'amplificateur de puissance n'est plus sensible au bruit d'alimentation, et l'amplificateur de puissance est livré "tout fait" sous la forme d'un composant par le graveur de silicium. Tout le savoir faire est intégré dans un composant à 10 euros, reste à mettre autour quelques composants annexes et une alimentation qui n'a pas besoin d'être ultra précise.
On arrive actuellement avec les technologies FDA à se passer d'un DAC et à conserver une chaîne tout numérique jusqu'à l'amplification. Je vous passe tous les problèmes que cela évite d'avoir à résoudre vis à vis des alimentations sans bruit, et vis à vis de la complexité de la chaîne qui devient naturellement simple et sans analogique.
Les marques historiques ont eu du mal à franchir le pas du class-D/T, et tout un tas de nouvelles marques se sont engouffrées sur ce marché qui ne nécessite plus un savoir faire énorme, une technicité de haute volée, et surtout qui est devenue très lucratif (les prix de vente d'un ampli n'ayant pas bougé alors que le prix de revient à fortement baissé).
Quelques marques "chinoises" (rassurez vous, la plus part de vos amplis de marques renommées sont aussi fabriqués en Chine) viennent réveiller ce petit monde en proposant des amplis à moins de 100 Euros, et j'attends celui qui viendra me démontrer que la qualité audio n'est pas équivalente aux bon vieux blocs à 2000 Euros voire bien plus, et j'irai même plus loin en disant "meilleure" que ces blocs en class-A A/B actuels.

Au final, une installation audio, multi-amplification, avec des cross-over numériques, produisant une qualité sonore bien supérieure (je ne m'avance pas, la simple utilisation de cross-over actif fait la différence) aux installations "classiques" est atteignable pour moins de 1000 euros (3 amplis stéréo + filtres actifs), soit le prix d'un unique ampli stéréo de marque.
Le FDA va être la dernière révolution, il va permettre d'intégrer la multi-amplification et les cross-over numériques dans la maison de tout un chacun (comme c'est le cas en HC). Il n'en est qu'à ses débuts. Des marques vont disparaître, de nouvelles vont émerger, il va y avoir de la casse.

luiscrepy

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Re : Révolution numérique
« Réponse #1 le: décembre 27, 2016, 16:35:41 pm »
Assez d'accord avec la réflexion. J'aurais juste deux commentaires.
Le premier concerne le filtrage à 96 dB/octave ou plus, qui serait l'idéal. Sur le papier, j'aurais tendance à être d'accord. Dans mon métier, la photographie, on recherchait aussi des filtres dont la bande passante serait par exemple 500-600 nanomètres pour le vert avec la pente la plus raide possible. Seul moyen pour faire de la synthèse additive. En pratique, il y avait toujours soit des fuites dans l'infra rouge ou l'ultra-violet et des légers recouvrements parasites entre bleu/vert et vert/rouge. Je ne puis m’empêcher de faire des analogies entre les fréquences audibles et celles visibles bien que leur nature soit totalement différente (l'une se propage dans le vide, l'autre non).
Bon, je m'égare et vouloir faire partager l'analogie que je fais entre la synthèse additive de l'image en RVB, comme en télévision qui est capable de restituer couleur et contraste presque à la perfection, et la tri-amplification active, risque d'être compliqué. Dans cette analogie, l'amplification traditionnelle avec filtres passifs serait la synthèse soustractive, c'est à dire l'image restituée sur papier en filtrant la lumière blanche avec les colorants YMC du papier photo. L'écart de dynamique entre additif et soustractif est colossal ainsi que l'écart entre les deux gamut.

Revenons à mon commentaire sur le filtre idéal. Une société comme Dynaudio qui oeuvre également dans le domaine professionnel avec des moniteurs très haut de gamme, préconisait pour la plupart de ses hauts parleurs (du temps où ils étaient vendus en "spare part") un filtrage à 6 dB par octave.
Ma question est de savoir si en utilisant des hauts parleurs particulièrement performants, une utilisation à 6 dB par octave ne serait pas plus musicale au final qu'une séparation la plus rigoureuse possible des bandes de fréquence avec des pentes très raides.

Dans un monde où les distorsions de phase sont totalement corrigées, la réponse n'est probablement pas la même que dans celui où des filtres à 24 dB par octave torturent cette même phase dans tous les sens.

Le deuxième commentaire concerne l'arrivée imminente d'amplis multi-voies gérant le filtrage, l'égalisation, le calage temporel et la phase.
J'en ai fabriqué un (ou presque, il y a encore 2 boîtiers)
En admettant que je finisse totalement ce que j'ai commencé en incorporant le DCX dans la même boite que les amplis et le réglage général de volume, ou mieux que j'incorpore un openDRC DA8 à l'intérieur de mon ampli, je suis le seul dans mon entourage immédiat à savoir le mettre en route et passe encore pas mal de temps à tenter de faire son réglage optimum.
Je vois mal un produit du commerce semblable mis entre les mains d'un néophyte. Quelles enceintes du commerce avec des entrées reliées directement aux hauts parleurs pourrait-il utiliser ? Combien de tweeters rendraient l'âme quotidiennement ?
Il faudrait également qu'un système d'auto-calibration gérant le choix du filtrage, des fréquences, des pentes, mesurant la phase, créant automatiquement les convolutions ou ce qui les remplacera, etc... voit le jour.
J'ai bien peur que cela ne soit pas pour demain car les amoureux de musique prêts à acquérir le minimum de technique indispensable doivent représenter aujourd'hui moins de 1% du marché du matériel audio.

Je rêve aussi d'un appareil intégrant 2 amplis de 500 W, 4 de 200 W et 2 de 100 W, le tout en classe D avec une entrée HDMI, une SPDIF, une USB pour la musique dématérialisée, une pour l'interface PC et une autre pour un micro de type UMIK-1. Un réglage de volume numérique et un tableau de bord pour la gestion du filtrage FIR, de l'égalisation FIR, de la correction de phase FIR ainsi que l'ajustement des niveaux et retards. Pour arriver au réglage parfait que nous cherchons tous ici à obtenir, il suffirait de brancher l'UMIK positionné au point d'écoute et d'utiliser la fonction "auto-calibration" de l'appareil.

xnwrx

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Re : Révolution numérique
« Réponse #2 le: décembre 27, 2016, 19:05:50 pm »
Luis, l'analogie avec la synthèse additive en photographie fait l'impasse sur un point particulier : la phase, qui en photographie n'a aucune importance puisque capter des images ne consiste qu'à intégrer l'énergie des photons dans une plage de longueur d'onde sur une durée temporelle. Le temps n'a donc qu'un effet de moyennage pour constituer une image. L'aspect fréquentiel est spatial, alors qu'en audio, le temps permet de représenter le signal.
Regardez aussi ce qui se passe en HC, la révolution est déjà là et beaucoup d'amplis HC intègrent la fonction de room correction "presque"-automatique. Mais avant de parler de room-correction et de filtre FIR, je pense qu'une première révolution consisterait à remplacer les cross-over passifs par des cross-overs numériques, et là ce ne sont que les fabricants d'enceintes qui peuvent franchir le pas, en intégrant ampli et cross-over dans les enceintes, on s'en approche avec les enceintes sans-fil, je ne parle pas des petites enceintes pour i-phone, mais bien des enceintes colonnes sans fil qui commencent à voir le jour.
Effectivement, l'une des questions qui se pose est, qui va développer et commercialiser le premier cette chaîne FDA : des entrées numériques qui peuvent être sans fil, USB, Coax, SPDIF, et le reste totalement intégré jusqu'aux enceintes avec un filtre actif et un ampli par HP.
Personnellement, depuis que je suis passé en multi-amplification et cross-over numériques 96dB/Oct (merci mini-DSP), je ne pourrais plus revenir en arrière. J'ai bien essayé sur une paire d'enceintes récemment un cross-over passif, pourtant limité en 2 voies filtré à 120 Hz, mais aucun doute, un léger flou s'installe dans cette plage 100-500 Hz qui n'existe absolument pas sur la même enceinte filtrée en actif bien raide : clair, net et précis. Le switch de l'un à l'autre permet immédiatement de s'en rendre compte.

luiscrepy

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Re : Révolution numérique
« Réponse #3 le: décembre 27, 2016, 21:24:17 pm »
L'analogie est effectivement assez lointaine, mais sur certains points de détail elle permet parfois de vulgariser et faire comprendre des notions.
Il y a tout de même des applications photographiques dans lesquelles l'exploitation de la phase de la lumière permet de faire des progrès.
Par exemple, les multi-couches des objectifs permettent de récupérer une bonne partie de la lumière normalement perdue par réflexion lors du passage air/verre ou inversement. Je n'entrerai pas dans le détail, je n'ai pas les compétences pour expliquer clairement le processus, mais l'épaisseur de la couche étant de l'ordre de la demi-longueur d'onde pour une couleur donnée, en superposant plusieurs couches d'épaisseur savamment calculées on arrive à transmettre une grande partie de la lumière réfléchie grâce à l'annulation par opposition de phase.

On trouve dans les enceintes monitoring de studio (Neumann, Adam, Genelec...), des modèles utilisant l'amplification numérique, d'autres intégrant du filtrage actif avec DSP, beaucoup ont des entrées SPDIF et AES-BU, certaines sont livrées avec un logiciel de mise au point  Une partie du travail a déjà été fait. Je pense que les premiers modèles possédant les caractéristiques que nous recherchons pourraient venir de là.
http://images6.static-thomann.de/pics/atg/atgdata/document/specs/245031_genelec8260.pdf

gils

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Re : Révolution numérique
« Réponse #4 le: décembre 28, 2016, 02:26:34 am »
 :refl:

xnwrx

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Re : Révolution numérique
« Réponse #5 le: décembre 28, 2016, 11:06:13 am »
:devotion: Luis, je n'avais même pas idée que ça pouvait déjà exister. Ces Genelec sont très exactement l'incarnation de ce que mon premier post tentait d'exprimer.
Honte à moi de n'avoir pas su.
Du coup ma curiosité est attisée et je trépigne d'impatience de pouvoir écouter ce type d'enceintes. Cette Genelec dispose sur le papier de l'ensemble des caractéristiques rêvées, notamment le médium/aiguë en coaxial pour une unique source ponctuelle et toute la panoplie DSP intégrée. Dieu que j'ai envie d'en écouter une paire....
Bon 7500 Euros la paire tout de même. La révolution chez les particuliers passera par la baisse des prix, comme cela s'est fait pour le HC.

luiscrepy

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Re : Révolution numérique
« Réponse #6 le: décembre 28, 2016, 11:44:52 am »
Ces produits très élaborés font toutefois l'impasse sur une phase identique en entrée (SPDIF) et en sortie (HP). Ils utilisent également la technologie IIR pour le filtrage et le DSP, me semble-t-il.
Compte tenu du niveau de compétences des ingénieurs qui mettent ces produits au point et du niveau d'exigence de la clientèle professionnelle utilisant ces monitors au quotidien, on peut se poser des questions sur la réelle importance de la phase, les autres paramètres étant par ailleurs optimisés.
C'est un peu pour cette raison (il y en a d'autres, financières notamment) que je continue mes expérimentations avec mon DCX, sans pouvoir restituer la phase telle qu'elle est dans le CD, c'est à dire déjà altérée par rapport à la musique en direct.

Il y a quarante ans, Phillips (Cabasse aussi) avait déjà des enceintes non seulement en tri-amplification mais également asservies dans le grave pour une correction en temps réel par comparaison entre le signal entrant et celui de l'accéléromètre placé sur la bobine mobile. Je ne comprends pas pourquoi cette technologie n'a pas été conservée et améliorée grâce aux progrès technologiques faits entre temps.

xnwrx

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Re : Révolution numérique
« Réponse #7 le: décembre 28, 2016, 14:20:55 pm »
J'ai fais quelques recherches sur ces Genelec. Peu d'informations sur les technologies utilisées. Toutefois si elles permettent de faire du "room correction", alors elles utilisent des FIR, ce qui semble être corroboré par le fait qu'il faille y charger un fichier de "calibration", les coeffs du FIR. Mais iln'est pas précisé si les cross-overs sont en IIR ou FIR. En tous cas les avis sur ces enceintes sont dithyrambique, d'où qu'ils viennent.
Bien qu'ils utilisent beaucoup de technologies, cela renforce mon idée que les cross-over numériques participent pour une grande part à la qualité audio reproduite en évitant ces zones de recouvrement ingérables en filtrage passif. La phase plate, grâce aux filtre FIR, est à mon sens la seconde partie du problème, améliorant nettement la finesse de l'espace sonore 3D.
Quoi qu'on en dise, vivons avec notre temps, le gain à l'écoute est réel et même extraordinaire.
« Modifié: décembre 28, 2016, 17:23:07 pm par xnwrx »

Borak

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Re : Révolution numérique
« Réponse #8 le: décembre 28, 2016, 16:55:13 pm »

xnwrx

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Re : Re : Révolution numérique
« Réponse #9 le: décembre 28, 2016, 17:35:09 pm »
Il y a aussi ce bestiau là : http://www.son-video.com/Rayons/Enceinte-colonne-active/Avantgarde-Acoustic-Zero-1.html
Mais sûrement cher...

12000 euros la paire en version pro (extension à 30 Hz dans le grave). Celle-ci utilise bien des filtres FIR 100 dB/Oct, mais elle passe par un DAC pour attaquer l'amplificateur contrairement à ce que j'imagine à terme en version FDA, sans aucune conversion analogique.
Ces quelques exemples sont tous à des prix très élevés, alors qu'amplis + filtrage FIR en 2x3 voies peut se faire pour moins de 1000 euros actuellement. Voyons si les "chinoiseries" arriveront à imposer des tarifs raisonnables à l'avenir.

luiscrepy

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Re : Révolution numérique
« Réponse #10 le: décembre 28, 2016, 18:26:08 pm »
filtre FIR à pente variable, 6 dB par octave dans la zone de recouvrement, puis passage à une pente raide ensuite. Je ne savais même pas que ça existait. C'est la première fois aussi que je vois des informations concernant une phase respectée sur tout le spectre à quelques degrés près. On commence à approcher nos "exigences".

Je n'ai pas bien compris si ces enceintes sont capables de gérer l'acoustique de la pièce. Si le micro est placé au point d'écoute, forcément, mais il faut peut être le rapprocher pour ne mettre au point que l'enceinte ?

xnwrx

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Re : Révolution numérique
« Réponse #11 le: décembre 28, 2016, 19:02:41 pm »
Avec un filtre FIR, on fait ce que l'on veut : on peut "sculpter" la forme des filtres à volonté, en phase et en fréquence. Pas de contrainte d'être multiple de 6dB/Oct, ni même de contrainte sur la forme du filtre. C'est ce qui permet d'égaliser le module, la phase et de réaliser les cross-over tout à la fois et sans interactions entre les 3, avec le même filtre. Toutefois je ne suis pas certain que la traduction soit bonne et me demande si ils ne voulaient pas indiquer -6dB au point de cros-over (comme pour un LR).

Tonipe

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Re : Révolution numérique
« Réponse #12 le: décembre 28, 2016, 21:18:04 pm »
Bonjour

Un point de plus doit être signalé :
Prenez un simple large bande seul dans son enceinte.
La coupure acoustique en passe haut dans le grave et en passe bas dans les aigus entraînent des rotation de phase.
180° dans le grave si votre enceinte est close. 360° dans les aigus si mes essais sont justes.

La non correction de ces changement de phase est une non fidélité.
La correction entraîne des gains sensible à l'écoute.
Vous ne pouvez pas prétendre à la haute fidélité si vous ne corrigez pas la phase acoustique.

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Toutes les enceintes actives ne coûtent pas les prix que vous indiquez.
https://www.thomann.de/fr/ecran_rapproche_actif.html?oa=pra
Commencez à regarder vers 600 € l'enceinte, par exemple chez Neumann.
Une trois voies chez eux est à 1519 €, avec un HP de 21 cm dans le grave.
La même version avec entrée numérique est à 2222 €.

Je crois plus aux électroniques intégrées dans les enceintes, qu'a un super ampli type HC qui intégrerai les filtres actifs FIR et des amplis.

Cordialement, Dominique

xnwrx

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Re : Révolution numérique
« Réponse #13 le: décembre 28, 2016, 21:42:35 pm »
J'y crois aussi beaucoup Dominique, électronique intégrée dans les enceintes. Il serait bon que les fabricants d'audio professionnel viennent mettre leur nez dans le monde de l'audio du particulier.
Je vais suivre avec attention les amplis FDA. J'ai jetté un oeil sur les solutions Texas Instruments et il s'avère que tout est intégré, y compris de quoi faire de très beaux FIR, ça promet un bel avenir de plus en plus performant, et de moins en moins cher si de nouveaux acteurs viennent remuer un peu tout ce petit monde.

Tonipe

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Re : Révolution numérique
« Réponse #14 le: décembre 28, 2016, 21:50:20 pm »
Avec les amplis FDA, je ne sais pas comment router 3 sorties stéréo numérique vers 3 amplis FDA en leur affectant à chacun un signal filtré dans le PC.

Cordialement, Dominique