DSPiy : Filtrage 3 voies d'une enceinte active à HP asservis

[Philby]

La suite des expériences DIY

Je vous propose d'estimer le délais induit par le décalage géométrique du tweeter (placé derrière) par rapport au medium

Le matériel de mesure nécessaire :
Un oscilloscope deux voies
Un générateur de signaux sur PC
un micro amplifié

manip.png (368.26 Kio) Vu 1751 fois

On commence par générer un signal formé de bursts de 4kHz, durant 10ms, à une période de répétition de 100ms
Cela devrait permettre de synchroniser l'oscillo de façon stable et surtout lisible.

On règle les filtres du DSPiy pour que le signal passe sans encombre vers le tweeter (High Pass 400Hz) et vers le medium (Low-Pass 10kHz)
On met les délais à 0 (enfin à la position 1=mini sur le DSPiy)

On envoie la sortie tweeter du DSPiy vers le canal 1 de l'oscillo, sur lequel on synchronise le déclenchement (trigger)
On alimente le medium de l'enceinte avec son signal (sortie medium du DSPiy).

On envoie le signal du micro vers le canal 2.

On obtient ça :

mid_ref.png (385.3 Kio) Vu 1752 fois

On mesure un temps de 3.19ms entre les deux signaux.
On en déduit que le micro est à 0.00319 x 344 du centre acoustique du medium = 1.09m

On alimente le tweeter de l'enceinte avec son signal (sortie tweeter du DSPiy).

On envoie toujours le signal du micro vers le canal 2.
On obtient ça :

tweet_ref.png (391.12 Kio) Vu 1752 fois

On constate que le signal du tweeter arrive après le signal du medium d'environ 1/4 de carreau.

[Philby]

Affinons les mesures.

On alimente le medium, et on va placer le curseur 1 à l'endroit ci-dessous :
(On zoom l'affichage de l'oscillo à 200µs par cx, pour plus de précision)

premier_curseur.png (371.46 Kio) Vu 1752 fois

On alimente maintenant le tweeter, et on règle le deuxième curseur, sans toucher au premier,
ce qui nous permet de mesurer le temps entre les deux curseurs, qui correspond au délais tweeter/medium :

deuxième_curseur.png (378.22 Kio) Vu 1752 fois

On le lit ici à 162µs, ce qui correspond à 5,5cm

[Philby]

Vérification de la méthode :

On alimente le tweeter ET le medium, et on mesure le signal du micro à l'oscillo (trace du bas) :

ensemble_nok.png (360.9 Kio) Vu 1752 fois

On applique le délais de 162µs au medium grace au DSPiy, et on obtient (toujours trace du bas) :

ensemble_ok.png (419.38 Kio) Vu 1752 fois

Le gain sur l'amplitude est parlant!
Elle est pas belle la vie....

[thierryvalk]

Voilà qui est clair, net et précis.

[tcli]

Et quelle valeur aurais tu obtenu, si tu avais fait l'essai a une fréquence différente de 4Khz ?
Les temps de propagation de groupe du boomer et tweeter varient en fonction de la fréquence, alors quelle fréquence choisir ?
En général, on prend la fréquence de coupure du filtre répartiteur. Pourquoi avoir choisi 4Khz si tu coupes a 800Hz ?

[J-C.B]

Bonjour tcli,
Le problème n'est pas tout à fait la. Il faut inclure à ton raisonnement, le décalage mécanique entre le boomer et le tweeter qui est de l'ordre de 110µs.
Dans le filtrage de base cette compensation est incluse. Il me semble qu'il ne faut surtout pas l'omettre dans le DspiY
Cordialement

[tcli]

Le problème n'est pas tout à fait la. Il faut inclure à ton raisonnement, le décalage mécanique entre le boomer et le tweeter qui est de l'ordre de 110µs.

Oui, mais comment le mesurer ?
Philby décris de façon très pédagogique, une méthode. Mais il me semble que le résultat dépend de la fréquence choisie pour la mesure.
A 4Khz, la compression doit avoir un temps de propagation de groupe à peu près constant car en plein dans sa bande passante,
mais le HP de basse à ces fréquences doit commencer à avoir une réponse bien chahutée et un temps de propagation de groupe changeant .
Comment mesurer le décalage mécanique en s'affranchissant de ces variations ?
Il me semble que le problème est bien là ...

[Philby]

Il me semble que le problème est bien là ...

Oui, tu as raison.
Mon objectif était d'abord d'estimer la géométrie, mais effectivement, le medium à 4kHz n'est plus dans une zone opérationnelle.
Le problème de travailler plus bas est que la mesure est moins aisée.
On va essayer de peaufiner.

[J-C.B]

Oui, mais comment le mesurer ?

en divisant l’écart entre l'origine des forces de chacun des moteurs par la célérité sonore.
Ce temps est forcément inclus dans les mesures de Philby.

[Philby]

En même temps, je note peu de différence de tpg entre 1k et 4k sur le medium :
Trace du haut, le signal avant ampli
Trace du bas, le signal au micro, à 10cm de la membrane

A 1kHz :

1k.png (420.64 Kio) Vu 1707 fois

A 4kHz :

4k.png (494.81 Kio) Vu 1708 fois

[tcli]

Ce temps est forcément inclus dans les mesures de Philby.

Il y est inclu , agrémenté de la différence de temps de propagation de groupe des 2 HP que l'on ne connait pas en mesurant à une seule fréquence, car hélas ces temps varient suivant la fréquence.
C'est particulièrement vrai aux fréquences où leur réponse en amplitude n'est pas constante car les HP étant grosso modo à phase minimum , leur temps de propagation de groupe varie quand leur réponse en amplitude varie.

[tcli]

En même temps, je note peu de différence de tpg entre 1k et 4k sur le medium :

C'est bon signe : ca montre que ton medium est plutôt bon et ne varie pas trop dans cette zone.
Si tu arrives a refaire une mesure complète à 800Hz , on pourra la comparer à celle à 4Khz.
Si la différence est faible, tant mieux, cela indiquera que le résultat est fiable sur une large gamme de fréquence.
Mais suivant les HP , ca peut varier et la c'est plus embêtant pour déterminer "le bon" delai.
En particulier, les compressions , à l'approche de leur coupure basse ont des variations de phase brutale (et donc de tpg) .
Suivant ta freq de coupure , ca peut être gênant.
Au fait, c'est quoi comme diamètre ta compression ?
Je coupe ma 1.5" à 800Hz

[Philby]

Je coupe aujourd'hui à 1k, le 800Hz était un premier essai, suivi de 1.2k, mais maintenant c'est 1k.

[J-C.B]

Eh ben voilà, on y est arrivé.

[Philby]

Bon, je confirme mes mesures, j'ai refait à 1kHz, et celles à 4k restent valides. Ouf!

Pour la compression, c'est plus compliqué que ça, c'est un coax, donc je ne sais pas quelle est le diametre de l'embouchure.
Jean-Claude?
De plus elle est asservie et attaquée en courant, donc le comportement en fréquence est grandement amélioré, c'est d'ailleurs aussi vrai pour le medium pour l'asservissement.