jimbee

     Filtres analogiques à phase linéaire:

 

                             Filtre série

Quelques éléments autour des filtres série élémentaires où le réseau série des

  haut-parleurs est directement relié à la sortie de l'amplificateur.

  Cette particularité implique que ces filtres sont unitaires, sans distorsion de phase:

  F(low) +F(high) = 1

 

                                                          En deux  voies:

 

            Illustration Revue Du Son

 

 Le circuit du haut est équivalent à la version parallèle classique.

 Circuit en bas: en faisant se chevaucher les fréquences de coupures, la courbe se trouve creusée

 au voisinage ce qui augmente localement la pente. Cependant  l'asymptote finale reste en 6 dB,

  le croisement des voies se faisant vers 0 dB avec overlap crée une grosse bosse dans la réponse en coîncidence et

  l'impédance vue par l'ampli forme un creux autour de Fc.

 

         Inversement en écartant les Fc, ici à 724 Hz et 1,4 K, la pente s'adoucit avec une zone à 3 dB / oct:

         Simulation Tina : http://www.ti.com/tool/tina-ti&DCMP=hpa_amp_general&HQS=Other+OT+tina-ti

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

 

                    En trois voies, étude initiée sur le forum Mélaudia:

                            http://forums.melaudia.net/showthread.php?tid=1611

 

  Deux structures principales retenues ici, baptisées "série-série" et "série - parallèle":

    ( Le calcul des composants se fait comme pour le Butt 6 usuel)

 

   Sur ces simulations sont retenues F1: 250 Hz et F2: 4 kHz

               1) -----   Filtre "série série"

                                Toutes les pentes restent en 6 dB/oct.Très proche du filtre à 6dB parallèle usuel.

                                S'en éloigne davantage si médium en bande étroite: Sur deux octaves: 500 -- 2KHz

 

 

              2) ----- Filtre dit "série parallèle"

 

F1 250 Hz -  F2 4K Hz

          Courbes d'atténuation des voies grave et aigu en détail :

           ( Solve elec: http://www.physicsbox.com/indexsolveelec2fr.html

 

 

  Les pentes passent très (trop) progressivement de 6 en 12 dB/oct marquant

  cependant un avantage sur le série-série qui reste en 6.

  Croisement des voies à -2,7 dB.

    Phase linéaire : Réponse des voies à des créneaux 250 Hz:

        http://www.powersimtech.com/index.php?name=demo

    Avec une approximation de 0,3 dB, les deux courbes grave et aigu peuvent

  s'assimiler à un 12 dB / oct de Fr 1 kHz sur-amorti, coef. surtension Q = 0,25

 ( pour 250 Hz / 4 kHz, valeurs liées à la largeur de bande dévolue au médium)

  dont les hp restent branchés  en phase, la voies médium faisant office

  de bouche-trou obtenu par soustraction....

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

  Sur bande plus étroite au médium, évolution des profils:

   F1-2  calculées = 500 Hz, 4 kHz ----> 3 octaves

  croisements à 530 Hz et 3,7 kHz 

 

 idem avec C = 1 / ( √2.π.R.f)  et L = R / (2.√2.π.f)

pentes un peu plus marquées, réponse en coïcidence dégradée, impédance creusée.

 

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

  .... on retrouve là la logique du Baekgaard

       revisité par J.M.Plantefeve:

   http://jm.plantefeve.pagesperso-orange.fr/baekgaard.html

 

                          Soit pour revenir à l'article de la RDS:

 

  En élargissant la bande de la voie centrale, se dessine alors un filtre proche,

 parallèle mais aussi unitaire:

 

 

 

http://www.pvconsultants.com/audio/tp/tpdfil.htm

 

 En version proche active avec de "vraies " pentes en 12 dB:

   Du Beakgaard initial:

Elargi

 

 

  L'avantage de la version "série parallèle" passive est de conserver la qualité unitaire indépendamment

  de la précision des composants utilisés pour le filtre, et de la linéarisation imparfaite d'impédance des hp.

   Ce type de filtre implique l'usage de hp à large bande passante linéaire.

 Le point faible étant, outre les pentes douces, la réponde en coïncidence "dramatique".

 Voir sur ce point les simulations sur le site de Francis Brooke:

 : https://sites.google.com/site/francisaudio69/5-l-enceinte-acoustique/5-3-le-filtrage-des-hp

 

    A noter d'autre part que, pour le filtre "série- parallèle " passif, l'impédance vue par l'ampli n'est pas

   constante mais +/- creusée  autour de la fréquence centrale du médium selon l'éccart F1 / F2:

   Avec tous les hp en 8 Ohms: Z aux extrèmes = 8 ohms

     Z mini = 5,43 ohms pour 2 octaves au médium, 6,4 ohms pour 3 octaves, 7,14 ohms  - 4 octaves

 Z avec trois octavec au médium.

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

 

annexe : le L-R 2 série deux voies : mêmes caractéristiques que le LR2 parallèle,

inversion de branchement d'un hp   C = 1/ ( 2 π R Fc)    L = R / ( 2 π Fc)

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

 

                             quasi-soustractifs:

  En marge des filtres série, en deux voies, des "demi-Baekgaard"

 ou quasi-soustractifs à très faible distorsion de phase: l'objectif est de conserver

une réponse en phase proche de la perfection en évitant l'overlap du soustractif

classique  :  http://sound.westhost.com/articles/derived-xovers.htm 

par décalage des h-p, réduisant l'angle de phase entre les voies (≠90°)

donc avec une réponse en coïncidence plus proche d'un Butterworth:

                                             12/6 :

 

                                              18/6:

             croisement des voies à -3,45 dB  TPG dans 50µs

 

 En passif, il est possible de "bricoler" le Bessel pour améliorer la réponse dans l'axe et en phase :

 ripple = 0,4 dB ---  tpg dans 25 µs --- croisement à -3,5 dB --- 

 Schéma pour croisement à 1 kHz:

       

                                                   24/6

 

 

 

   Cette dernière combinaison Bes4 / Butt1 approche celle des enceintes Spica,

  figure 13 dans l'étude de  Kreskovsky:

http://www.musicanddesign.com/Speaker_Transient_Analysis.html

 

Warning: sur ces feuilles les Fc en Bessel sont considérées à -3dB ce qui diffère de la définition

normative et utile sur les filtres DCX / BSS et autres calculateurs en ligne:

 

           Tableau de correspondances : Fc passe-haut         Fc à -3 dB              Fc passe-bas

                                        Bessel 2____785 Hz_________1 kHz___________ 1,274 kHz

                                        Bessel 3____707 Hz_________1 kHz___________1,414 kHz

                                       Bessel 4____660 Hz_________1 kHz___________1,515 kHz

 

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