problématique filtrage 3-voies "spéciale"

[Agnostic1er]

Comme certains le savent, je m’apprête à mettre au point le filtrage d’une 3-voies commandée par mon pote Raoul, que j’ai nommée « SF15 » (pour « side-firing 15 pouces_woofer placé sur l’un des côtés de l’enceinte) ; elle est composée des HPs suivants :
Tweeter Scan speak D3004 660000
http://www.europe-audio.com/Product.asp?Product_ID=5232

Mid 18teensound 8NMB420 http://www.eighteensound.com/index.aspx ... ct&pid=256 en 16 ohms
Dans 10 litres clos

Woofer NDH 15-4S http://oem.ciare.com/en/296/365/prodotti.php
dans 110L BR

Je ne posterai pas les développement et résultat dont j’ai l’habitude de faire part à la communauté pour deux raisons principales :
- la flemme (eh oui… )
- du fait du poids et de l’encombrement de cette enceinte, je n’ai pu la transporter dans mon local habituel ; en conséquence son développement sera réalisé dans le local de mon ami Alex (elsass-cola) et conjointement avec lui ; ce ne sera donc pas une réa 100% Agnostic.

Par contre je trouve sympa d’échanger sur les spécificités de la mise au point du filtrage d’une telle enceinte dues à:
- la taille du woofer et son emplacement sur l’enceinte, qui imposent une fréquence de transition avec le médium très basse, inférieure en tout cas aux fréquences mesurables en conditions anéchoïques (dans un environnement domestique, sous 200Hz)
- l’emplacement quasi au ras du sol du woofer qui augmente son spl
- le décalage des points d’émission entre les tweeter et médium fixés sur le baffle avant et le gros woofer placé latéralement, qui est très fortement supérieur aux décalages usuels rencontrés dans une enceinte plus conventionnelle.
- Le rendement du médium, inférieur à celui du woofer

Une première réflexion commune a débouché sur le processus suivant :

1) Mesures des 3 HPs montés dans l’enceinte, non surélevée, dans la pièce d’écoute de Raoul ; ainsi, les niveaux captés du médium et du woofer, en particulier dans le grave, sont les plus proches des conditions d’environnement acoustique de l’enceinte terminée
2) Mesures à 1M des médium et tweeter à hauteur d’écoute, point situé exactement à l’intersection des deux HPs
*woofer mesuré à 1M dans son axe (donc latéralement par rapport au baffle), mais aussi :
*woofer mesuré micro à 1M de l’enceinte à hauteur d’écoute (donc micro au même endroit pour les 3 HPs)
3) Exportation des .PIR pour exploitation des .FRD avec différents fenêtrages

Post2 et 3 réservé pour les captures de mesures
Post4réservé pour les présentations des différentes simulations

[Agnostic1er]

Les mesures1 et mesures2 n'ont pas été réalisées au même niveau spl; elles sont tout à fait comparables, mais en s'affranchissant de leurs niveaux respectifs.

mesures1 (micro 1M hauteur d'écoute pour les médium et tweeter, 1M dans l'axe du woofer_donc de côté et à quelques cm du sol); fenêtrage 280Hz_avant 1ère réflexion:




mesures1b (idem mesures1 mais fenêtrage 40Hz):




mesures2 (micro au même emplacement pour tous les HPs: 1M hauteurd'écoute, fenêtrage 280Hz):






mesures2b (idem mesures2 mais fenêtrage 40Hz):

[Agnostic1er]

suite des captures:
mesures2b (idem mesures2 mais fenêtrage 40Hz):





le tweeter pour les curieux:

[Agnostic1er]

simulations
Un des nombreux filtres que l'on testera chez Alex,

Comparaison du résultat entre mesures fenêtrées 40Hz et reculs identiques sur tous hps (-10mm médium, -288mm woofer)
1) micro au même endroit tous hps:



2) Tweeter et Médium micro au même endroit mais woofer mesuré dans son axe:



3)reverse micro au même endroit tous hps:



4)reverse Tweeter et Médium micro au même endroit mais woofer mesuré dans son axe:




commentaires à/p de la page3

[baldabiou]

belle bête ! félicitations Agno et Alex !
planté d'drapeau !
pourquoi 16 ohms pour le médium ?

[androuski]

On va apprendre des choses sur ce coup là je pense. J'ai des questions mais je les garde, j'attends que le dossier s'étoffe. Ca pèse combien une bête comme ça ?

[Agnostic1er]

baldabiou: 16 ohms parce qu'il était dispo ainsi à pas cher. On verra plus loin que ce choix était risqué compte tenu du choix d'une Fx basse woofer/médium avec peu d'overlap et, qu'en simulation en tout cas, il est devenu nécessaire de le booster, ce que je montrerai en postant les courbes de fonction de transfert. Je dois préciser qu'à ce stade nous en sommes à la simulation du filtre uniquement.
androus: le même poids que moi (supposé, non pesé) avant mon régime, lol. Impossible de la monter à l'étage, lourde mais également encombrante.
structure en MDF de 22, hydrofuge (plus rigide que le standard) + 12mm de corian, un genre de résine similaire à de la pierre synthétique + renforts internes en bois dur.

[Kro]

Je plante le drapeau

[dominax]

baldabiou: 16 ohms parce qu'il était dispo ainsi à pas cher. On verra plus loin que ce choix était risqué et, qu'en simulation en tout cas, il est devenu nécessaire de le booster, ce que je montrerai en postant les courbes de fonction de transfert. Je dois préciser qu'à ce stade nous en sommes à la simulation du filtre uniquement.
androus: le même poids que moi (supposé, non pesé) avant mon régime, lol. Impossible de la monter à l'étage, lourde mais également encombrante.
structure en MDF hydrofuge (plus rigide que le standard) + 12mm de corian, un genre de résine similaire à de la pierre synthétique + renforts internes en bois dur.

complètement dingue, le corian sa coute un brac, la il y a intéret à ce que sa soit complètement inerte

le poids rien qu'en lisant corian, je savait que sa allait pas être légé, par contre je serai curieux de savoir le prix de cette carcasse

[~Sypher~]

Rh0o la vache il a de bons goûts ton ami.
juste un peu too much pour moi le choix du tweeter à 400€ la paire mais sinon

[Agnostic1er]

dominax: exact, le corian est cher, les caisses ont été réalisées par un menuisier, le prix est de l'ordre de 3 à 4000€ la paire; la finition n'est pas de très haut niveau, quelques imperfections y sont décelables à un regard attentif, mais dans le commerce un tel produit se vendrait, je pense, 20000 à 25000€ la paire ad minima. La paire complète lui reviendra aux environs de 5500, 6000€ au plus, a priori. La caisse est effectivement neutre mais cette neutralité est très variable en fonction de la fr de transition woofer/médium; plus elle est haute et plus le woofer masse les parois... mais on verra qu'elle sera basse

sypher: tu te doutes que le choix du tweeter s'est fait en fonction du 20cm dessous et d'une perspective de Fx "alsacienne_mais pas trop_faut qu'il supporte une belle puissance vu l'efficacité globale prévue, d'environ 92dB " (1.5kHz 3ème ordre pour l'instant en simu, et je ne pense pas qu'elle bougera beaucoup aux essais)

[androuski]

dominax: exact, le corian est cher, les caisses ont été réalisées par un menuisier, le prix est de l'ordre de 3 à 4000€ la paire; la finition n'est pas de très haut niveau, quelques imperfections y sont décelables à un regard attentif, mais dans le commerce un tel produit se vendrait, je pense, 20000 à 25000€ la paire ad minima. La paire complète lui reviendra aux environs de 5500, 6000€ au plus, a priori. La caisse est effectivement neutre mais cette neutralité est très variable en fonction de la fr de transition woofer/médium; plus elle est haute et plus le woofer masse les parois... mais on verra qu'elle sera basse

sypher: tu te doutes que le choix du tweeter s'est fait en fonction du 20cm dessous et d'une perspective de Fx "alsacienne_mais pas trop_faut qu'il supporte une belle puissance vu l'efficacité globale prévue, d'environ 92dB " (1.5kHz 3ème ordre pour l'instant en simu, et je ne pense pas qu'elle bougera beaucoup aux essais)

Effectivement c'est la difficulté de ce mariage : il faut que le tweeter ait une capacité dynamique en rapport avec celle des composants pro situés dessous... Pour être tranquille de ce pt de vue pourquoi ne pas aller jusqu'à une topologie de 24db elect sur le tweeter, pour viser une pente acoustique de 30/36db/oct ? Parce que les HPs grave et médium doivent être capables d'aller chercher les 110db... Le moins pour une enceinte comme celle-ci c'est d'offrir ce qui se fait de mieux du pt de vue dynamique.

Effectivement le grave a un rendement qui dépasse celui du médium. L'impératif de tenue en puissance du tweeter avec fx à forte pente vers 1,5khz et la coupure basse du grave ne permettra pas de relever le niveau du médium par recouvrement/contribution multiple. Donc à mon avis il va falloir adopter un filtrage à la Tony Gee (il y a d'ailleurs probablement une inspiration mezzo-galactique là dedans ) : self surdimensionnée sur le HP de grave, ce qui va calmer son niveau SPL, et lui permettre en plus de faire de l'extrême grave. Je ne serais pas étonné que vous finissier avec une self de 8/10mH en série sur le HP. Cela se fait au prix d'un petit compromis sur la capacité dynamique globale, mais au profit de la bande passante.

Voilà comme je verrais les choses, par contre sur le protocole de mesure, je préfère me taire.... Je me serais sans doute contenté d'une mesure dans l'axe de l'enceinte y compris pour le grave, avec une distance de mesure de 2m, enceintes juchée sur un monte pallette dans un gymnase... C'est pas dans son budget à Raoul la location d'un monte-palette ?

[Agnostic1er]

préambule aux simulations
Rappel: l'effet de baffle est pris en compte à 100% dans les mesures présentées puisque effectuées à 1M des hps.
Classiquement, lorsqu'on fenêtre très large une même mesure, on obtient une courbe relativement similaire mais avec un niveau spl légèrement augmenté, ainsi que des creux et des bosses plus marquées, toutes différences dues à l'acoustique du lieu. A ce propos il est à remarquer que les données lues sous la fréquence de fenêtrage court (280Hz) reflètent un niveau spl relativement identique à celles lues sous fenêtrage long (40Hz), malgré le fait que ces données soient théoriquement invalides, par définition; et il en est ainsi tant pour la magnitude fr que la phase acoustique (vous me direz l'une ne va pas sans l'autre, mais bon, trop d'infos valent mieux que pas assez, nez-ce-pas).
On peut donc en déduire que nos simulations effectuées à partir de mesures fenêtrées (en tout cas sans aller à des extrêmes) reflètent tout de même un niveau spl de grave proche de la réalité_dès lors que les mesures ont été effectuées dans la pièce d'écoute: good news pour préjuger de l'équilibre tonal d'une 2-voies par exemple: on regarde le niveau que donne le woofer vers 100Hz et on cale l'efficacité globale dessus, à + ou - 1 ou 2dB près.

[Agnostic1er]

Effectivement c'est la difficulté de ce mariage : il faut que le tweeter ait une capacité dynamique en rapport avec celle des composants pro situés dessous... Pour être tranquille de ce pt de vue pourquoi ne pas aller jusqu'à une topologie de 24db elect sur le tweeter, pour viser une pente acoustique de 30/36db/oct ? Pas la peine, 3ème ordre à 1.5k est largement suffisant avec ce tweeter. Troels a même testé en 2ème ordre à cette fr et c'est OK. Effectivement le grave a un rendement qui dépasse celui du médium. L'impératif de tenue en puissance du tweeter avec fx à forte pente vers 1,5khz et la coupure basse du grave ne permettra pas de relever le niveau du médium par recouvrement/contribution multiple. par recouvrement non, mais autrement à ton avis? (j'ai d'ailleurs donné la réponse dans le post6) Donc à mon avis il va falloir adopter un filtrage à la Tony Gee (il y a d'ailleurs probablement une inspiration mezzo-galactique là dedans ) non, pas vraiment, pas du tout même, hormis l'utilisation d'un 38 : self surdimensionnée sur le HP de grave, ce qui va calmer son niveau SPL, et lui permettre en plus de faire de l'extrême grave. Je ne serais pas étonné que vous finissier avec une self de 8/10mH en série sur le HP. plus que ça, je ne veux pas faire monter le woofer; le "truc" pour augmenter le spl du médium le permet. Cela se fait au prix d'un petit compromis sur la capacité dynamique globale, mais au profit de la bande passante. peu de compromis à ce niveau-là; c'est le spl du médium, qui détermine l'efficacité de cette enceinte, dans la configuration retenue (Fx basse woofer/médium).
Voilà comme je verrais les choses, par contre sur le protocole de mesure, je préfère me taire.... Je me serais sans doute contenté d'une mesure dans l'axe de l'enceinte y compris pour le grave, avec une distance de mesure de 2m, enceintes juchée sur un monte pallette dans un gymnase... je voulais la surélever d'un M au début mais le poids m'en a dissuadé, à deux c'est très dur de la manipuler sans risque: un tel bestiau qui tomberait d'un M de haut ferait du dégat! Mais surtout cette manière de faire détruirait la réponse naturelle du woofer!

[androuski]

J'avais oublié que tu voulais filtrer en 2.5
Pour le filtrage du médium une grosse capa en // et une self + modeste en série - 0,82 mH et 33µf par ex permettent de couper sec et tôt en créant une réponse en cloche : c'est ce que tu appelles une surtension... Il y a sans doute d'autres astuces, je n'y ai pas réfléchi. Quand je disais inspiration Tony Gee, je pensais au mariage de HP pro et de HP "HiFi" dans une enceinte de rendement moyen. Le fait aussi d'opter pour un ciare 15" avec une fs modérément basse mais que l'on force à faire du grave extrême en castrant son rendement. Ca fait pas mal de points communs quand même

Pour ce qui est du process de mesure, la seule chose que je puisse dire c'est que je suis content de ne pas être contraint de trouver la solution. En tout cas j'espère que ton pote a un salle traitée et de dimensions XXL, parce qu'une telle enceinte dans 25/30m2 ça peut être la cata pour le rendu du grave.

Bon courage pour la suite, et ne vous faites pas tomber l'enceinte sur les orteils