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Modèles de filtres dits "quasi optimaux"

 

        1 : "Ecole" J.M. Le Cleac'h : 

  Les commentaires généraux sur le filtre "quasi-optimal" sur l'ancien forum Audax:

http://nicolas.davidenko.perso.sfr.fr/outils/discu_filtrage.html

  ( à oublier : les commentaires érronés sur le filtrage soustractif avec delai de Lipchitz)

                                              Explication et exposé par JMLC:

et feuille excel téléchargeable ici : http://nicolas.davidenko.perso.sfr.fr/filtragejmlc/filtragejmmlc.html

  Nouvelle version feuille Jmmlc sur www.acommeaudio.fr : Feuille excel de calcul de filtrage

 

La version historique de Jean-Michel Le Cleac'h, telle qu'elle apparait sur le site de Nicolas Davidenko : ( de légères variantes sont proposées par l'auteur comme un affaiblissement -0,5 dB pour la voie supérieure et F1 = 872 / F2 = 1147 D = 76 mm) : type: 18+18 dB/oct.

(Les variations de gain seront ici écartées comme "extérieures" à la définition d'un filtre)

 

valeurs pour 2 voies à Fc = 1 KHz, transposables sur filtre actif ou en passif.

                                                                  JMLC 18/18

 

                                            carré 100 Hz associé

                                            ( B.P. limitée à 10 kHz)

 

 

 

 

 

 

qu'on peut evt. élargir un poil:

 

 Réponse à un cycle de carré 100 Hz, B.P. 20 kHz, filtre 2 voies pour Fc = 1 kHz.

 

pour comparaison, avec le Linkwitz-Riley d'ordre 4 à Fc = 1kHz

                                 comportement signaux transitoires:

1ere piste -   Signal master : diracs + burst 1kHz

2eme piste - Sortie LR4 deux voies Fc = 1kHz

3eme piste-  Sortie Jmlc deux voies Butt3/3 Fc = 1kHz

simulation  LTspice:

  échelle fréquences 100 Hz  ---- 10 kHz

Variation globale de tgp = 185µs    ---> RETARD DE GROUPE: d(phi) / d(f)

perturbations vers Fc  = 88µs (900 Hz / 1,3 kHz) 

delta amplitude : -0,14 / +0,9 dB

Cette courbe illustre les rotations de phase du filtre traduites en distance en fonction de

 à la fréquence : un éccart local de 1cm correspond donc à une variation de phase

 de 1,05° pour 100 Hz, de 10,5° à 1 kHz et de 105° à 10 kHz.---> RETARD DE PHASE

Elle permet de visualiser la bande de fréquences dans laquelle le filtre est assimilable 

à un retard temporel quasi-parfait, ici de 5cm  jusqu'à 2,3 kHz, soit 145µs.Le signal reproduit

est donc homogène au signal d'entrée puis tourne progressivement avec 3,5 kHz vers 60°, et opposition

de phase (180°) au delà de 7 kHz puisque le tweeter est ainsi branché.

L'"ambiguïté" de ces courbe étant d'assimiler, dans cette zone, le déphasage

électrique à un retard temporel ( 17 mm à 10 kHz), qu'il vaut mieux concevoir 

alors comme retard différentiel.

 

Attention:   leur validité, d'autre part, peut être mise en défaut

sur certaines combinaisons de filtres / fréquences :

Jmlc : " un dépliement correcte ( de la phase ) ne pourra intervenir qu'à partir de 258 Hz "

  Sur les notions de retard de phase et retard de groupe :

 Mario Rossi, AUDIO, p. 269 http://www.ppur.org/auteurs/1000088.html

http://mue.music.miami.edu/thesis/dkoya/chapter_1/chapter_1.htm

 et

http://jm.plantefeve.pagesperso-orange.fr/Audax_delay.gif

  http://cnyack.homestead.com/files/afilt/afilt-phasegroup.htm

 

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Pour le portage plus complexe du modèle de Francis Brooke (sur filtre actif), Quasi_Linkwitz_ordre3.pdf

la solution de Forr via des égalisations "bell"

http://www.audax.fr/forum/read.php?4,22652,page=1

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Modèle original de Dada,

réclame : http://polinfra.fr/brxxx.html

intervenant du forum Audax: 18+12 dB/oct

 

   

 dont on peut réduire le creux en resserrant les fréquences:

 

   

                                       -------------------------------------------------------------

!!! : Sur ces feuilles la particularité est de prendre la Fc des Bessel à -3 dB.

Cependant ces filtres sont définis en temps de propagation de groupe:

 

"La norme définit la Fc d'un BessN comme étant la fréquence à laquelle la phase a tourné de N fois 45°"

  ( Dada, forum Audax :  http://www.audax.fr/forum/read.php?4,32320,32451,page=3#msg-32451

 

              fréquences repères, coefs multiplicateurs:

              Fc p-haut       Fc (à-3dB)     Fc p-bass

Bess 2 : --- 785 Hz ---- 1 kHz --------1,274 kHz  (à - 4,7dB)

Bess3 : --- 710 Hz ----- 1 kHz ------- 1,4 kHz      (à - 6,2dB)

Bess4 : --- 660 Hz ----- 1 kHz --------1,515 kHz  (à - 7,5dB)

                         réglages feuille <---> filtre actif:

passe-bas Bess4

                              Valeurs selon ce document de Rane : http://www.rane.com/note147.html

 

 

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 Le casse-tête est maintenant de découvrir d'éventuelles alternatives conservant l'idée directrice du quasi-optimal " Le Clésien".

 --HPs "en phase" dans la zone de recouvrement par combinaison déphasage- décalage des H-P.

-- Variations temporelles minimisées sur une plage élargie,

-- réponse en tension constante,

-- réponse en coïncidence constante

 

                                                        variantes inédites:  

                   --- 12 + 12 dB/oct (le quasi-minimum)----

                                 

                                  ----- 12 + 18 dB/oct ---

                                  

                                    ----  24+12 dB/oct ----

  grande linéarité générale:

   

 

                                                  simul LTspice:

 temps de propagation de groupe resséré :450/460us à 280us / 10kHz et amplitude, creux -0,4 dB:

 

 

          délai diminué : parfaitement linéaire, mais phase qui tourne plus tôt :

 

 

           pour une protection sup du tweeter, un 18/24 dB /oct...

                             

                  grande constance du tpg -----> 2 kHz                   

      croisement effectif des voies à 950 Hz et  -5,4 dB  creux amplitude = - 0,82 dB

 

--- ou des 24/18, au prix d'une réponse un peu plus tourmentée---

   

  aussi : PB Link4:1 kHz / PH Bess3:1,4 kHz, delta = 98mm

 

 TGP global dans 190µs, creux d'amplitude 0,93 dB à 2kHz

 ou encore :  

                       ----------------------------------------------

  Pour pentes plus raides: la solution proposée par J-M. Le Cleac'h, apparait sur sa feuille de calcul ( carré), un 24/24 méconnu

                                                           JMLC 24/24

   qui s'optimisera finalement par simple augmentation du recul

    http://fr.dir.groups.yahoo.com/group/son-qc/message/10128

  soit 100 à 102mm pour Fc =1 kHz:

 (si on ne fait pas une fixette sur la réponse en coïncidence, laquelle reste une valeur à relativiser aux multiples conditions acoustiques réelles...)

  -- croisement des voies vers 1,1 kHz (à - 4,6 dB) -- 

grande linéarilé dans l'axe:

la réponse dans l'axe est maintenue dans un canal de 0,4 dB

 

  carré 100 Hz associé

                           - tgp et réponse dans l'axe en "plan sérré" -

  Le TPG est maintenu dans 45µs jusqu'à 2,3 K Hz, variation pleine bande = 160µs, un peu accidentée vers Fc.

pour comparaison, avec filtres LR24 et NTM: ( simulation Forr ) variations > 550µs

variation globale du TPG = 550 à 600µs , zone de constance > 500 Hz

                                            ----------------------------------------------------------

 

 

 

 

        

  Ces filtres ont un comportement temporel +/- assimilable à une ligne à retard

  sur une plage de fréquences s'étendant jusqu'à 2 à 3 foix la fréquence de coupure pour les fortes pentes ainsi qu'une variation globale du temps de

 propagation de groupe inférieure aux filtres usuels.

 

   annexe : étude de Hervé00fr du Jmlc 3/3 sur le forum Audax :(version -0,5 dB en ph)

http://www.audax.fr/forum/read.php?4,23059

                               -------------------------------------------------------------------

 

  Autre 4/4 à signaler, pour sa réponse en coïncidence:

 

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  Dans le cas d'une enceinte trois voies avec une première Fc basse (<200Hz) le concept employé dans les exemples précédents montre cependant des limites en linéarité de phase.

 

                                      signal carré 100 Hz avec quasi 3/4

                             Fc = 1 kHz                                                     Fc = 200 Hz

                                   Réponse à une salve de Diracs,

                                 trois voies Jmlc 3/3  F1 = 250Hz, F2 = 2,5 kHz

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                                                2 : "L'Ecole Harsh"

                -------Le filtre quasi-optimal selon Samuel Harsch:-------

  http://www.harschacoustic.ch/Phase%20distortions.html

  Crossovers with quasi linear phase response.pdf

 

 

         cette méthode refuse d'inverser le branchement des haut- parleurs en

         admettant un écart local de phase de ≠ 55°   

 

 ce qui donne:

 

             

 

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 travaux manuels

 

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                     FILTRE QUASI-OPTIMAL EN TROIS VOIES

                      comparaison : avec f1 = 120 Hz et F2 = 2 KHz    

                          ------  F1 et F2 en quasi 4/4 Le Cleac'h -----

 

 

                            ---- avec F1 modèle Harsch, F2 en quasi 4/4 Le Cleac'h ------

 

 

  ici la combinaison Harsch 4/2 + JMLC 4/4 procure une linéarité temporelle

globale supérieure, un signal carré à 100Hz plus propre, en contre-partie de

pentes 12 dB en passe-haut du hp central et d'une réponse en coïncidence discutable. 

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bouquet

 

 

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                              GLOBAL CONCEPT 3V:

  1: dans l'idée du hp bouche trou, de DADA , le Dada 2:http://www.audax.fr/forum/read.php?4,32320

  ( le Dada3 est encore en phase r&d, patience) 

  ici un peu retouché pour une linéarité parfaite:

 

  Theme et variations  / Palimpsestes du Dada2 :

 l'Archimède, voie centrale élargie.

 

 

 

 Sans Bess3 pour appliquer sur DCX :

   

 

                                                         sinon

  

 

 

  objectif phase: delta retard phase < 4 kHz = 9mm

 

 

                                          alternative radicale