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La gestion des basses fréquences -Bass Management -Partie I

Message » 10 Nov 2005 18:32

A la demande de Keron, je me suis lancé dans une petite synthèse de mes connaissances actuelles sur la gestion des basses fréquences qui posent tant de problèmes à beaucoup, et à moi d'ailleurs.

N'étant pas du tout, ni un pro, ni même quelqu'un ayant des véritables bases techniques, j'ai seulement essayé de résumer ce que j'ai appris au cours de mes dernières lectures et expériences en la matière, afin d'en faire profiter un plus grand nombre.

Merci de corriger les bêtises que j'ai pu écrire et de compléter par vos propres connaissances et expériences.



Il existe 2 problèmes majeurs concernant les basses fréquences dans un système H-C :

1. La gestion de la coupure (CrossOver) entre les fréquences basses, reproduites par le(s) caisson(s) de basses, et les autres fréquences, reproduites par les enceintes classiques. C’est cette gestion qui est généralement appelée « Bass Management ».

2. La correction de la courbe de réponse du système sur les basses fréquences. En effet, les basses-fréquences sont les fréquences les plus perturbées par l’environnement (la pièce d’écoute, le mobilier, etc.).


Le seul cas de figure où ces problèmes ne vous concernent pas, c’est lorsque vous écoutez une source gravée en 5.1, sur un système avec N enceintes identiques et N caisson(s), dans une pièce parfaitement traitée sur le plan acoustique.

Le traitement acoustique d’une pièce (dédiée en général) est la meilleure solution pour résoudre le problème n° 2. Pour autant nous n’aborderons ici que les solutions qui concernent le système en lui-même (la partie électronique) et pas son environnement.

Quant au problème n° 1 (dans l’ordre chronologique, pas forcément l’ordre d’importance ;-) ), dans le cas pré-cité, n’importe quel intégré H-C vous permet de le régler : il suffit de déclarer toutes les enceintes en Small et de régler la fréquence de coupure un peu au-dessus * de la fréquence la plus basse pouvant être reproduite par vos enceintes.
Nota * Un peu au-dessus parce que les constructeurs d’enceintes « étendent » toujours un peu la bande passante annoncée par rapport aux possibilités réelles et que le caisson sera lui toujours à même de les reproduire.


1. Toutefois, lorsque toutes vos enceintes ne sont pas identiques (colonnes + centrale + biblios) ou que vous n’écoutez pas que des sources gravées en 5.1, vous devez résoudre ce premier problème !

L’option la plus fréquemment choisie, c’est celle de déclarer les enceintes colonnes en Large et les autres en Small. Dans ce cas, vous perdez les basses fréquences que vos colonnes ne peuvent pas traiter. Ensuite, selon la fréquence de coupure choisie, soit vous perdez une partie des basses fréquences de certaines autres enceintes, soit vous faites traiter par le(s) caissons des fréquences que certaines enceintes auraient pu traiter.

Il faut bien préciser dans ce cadre, que s’il est aussi important de ne pas perdre de basses fréquences, il est aussi important d’exploiter les enceintes sur toute leur bande passante ; parce qu’elles sont majoritairement plus fine et précise qu’un caisson.

Prenons l’exemple d’une configuration 5.1 classique avec 2 colonnes en principales qui descendent à 30 Hz, une centrale qui descend à 50 Hz et 2 biblios à l’arrière qui descendent à 70 Hz.

Si vous mettez les colonnes en Large et le reste en Small avec une fréquence de coupure à 80 Hz. Vous allez perdre les fréquences au dessous de 30 Hz sur les voies principales (et celles proches de 30 Hz seront déjà affaiblies). Vous ne le saurez pas, mais c’est dommage. De plus vous allez envoyer au caisson les fréquences entre 50 et 80 Hz qui auraient pu être traitées par la centrale. Et là vous trouverez peut-être que le « déclenchement » du caisson sur certaines voix est assez déplacé ! Vous pouvez baisser la fréquence de coupure à 60 Hz… et vous perdez les fréquences entre 60 et 70 Hz sur les voies arrières…

Mais le problème principal se pose lorsque la source ne contient pas de canal LFE. C’est le cas de tous les bons vieux films en Dolby Pro-Logic ou encore des très récents SACD gravées en 5.0. Dans ces cas là, c’est sûr, l’absence de graves sur votre caisson va vous frustrer !

Alors, quelles sont les solutions pour régler ce 1er problème ?

A. Il existe un certain nombre d’intégrés (plutôt haut de gamme) et de pré-amplis qui permettent de régler des fréquences de coupure différentes sur chaque groupe d’enceinte. C’est le cas par exemple des pré-ampli Rotel 1068 et 1098.

B. Dans le cas d’un système avec pré-ampli et amplis de puissance séparés ou de certains intégrés possédant une boucle d’entrées / sorties pour toutes les voies (comme les gros intégrés NAD par exemple), vous pouvez insérer un appareil comme l’ICBM (Integrated Controlled Bass Manager) de chez Outlaw Audio. Le problème de ce type d’appareil c’est qu’il est assez rare et non importé officiellement en France. Il faut donc le trouver en occasion ou se débrouiller pour l’importer.

C. La plupart des caissons possèdent à la fois des entrées haut et bas niveau. Les entrées haut niveau sont des entrées qui permettent « récupérer » le signal à partir d’une sortie amplifiée (prévue pour alimenter des enceintes classiques). Ces caissons permettent en général de régler la fréquence de coupure et donc de les accorder correctement aux enceintes.

On peut donc utiliser un caisson avec son entrée bas niveau (ou niveau ligne) connectée sur la sortie Sub de l’intégré ou du pré-ampli. Dans ce cadre là, on met la fréquence de coupure (CrossOver) sur le caisson au plus haut pour ne pas tronquer le signal LFE.

On peut également compléter chaque groupe d’enceintes (au moins les enceintes principales) avec un caisson connecté en haut niveau directement sur les borniers HP correspondant. Les enceintes sont alors réglées en Large sur l’intégré ou le pré-ampli et la fréquence de coupure est réglée sur le caisson un peu au-dessus de la fréquence la plus basse qui peut être reproduite par ces enceintes. Voilà du renfort qui sera bien apprécié !

On peut tout de même se contenter d’un seul caisson pour les voies principales et le canal LFE à la condition que ce caisson permettent d’utiliser simultanément les entrées bas et haut niveau (c’est le caisson qui les « re-combine ») – c’est le cas de tous les caissons chez certains constructeurs comme REL par exemple mais ce n’est pas pour autant le cas de la majorité de caissons sur le marché – et qu’il permette de n’activer le filtre (sur la fréquence de coupure) que sur l’entrée haut niveau. Le Yamaha 1500 fait cela, comme la plupart des caissons REL.


2. Même si votre pièce a été traitée sur le plan acoustique et qu’elle altère très peu la courbe de réponse de votre système, c’est à coup sûr sur les basses fréquences qu’il reste des accidents à corriger !

Lorsque ces accidents sont des « trous », des fréquences absorbées (par des matériaux mous), il est préférable de les régler au mieux par le traitement acoustique, les corrections au niveau électronique ne seront pas forcément efficaces.

Lorsque ces accidents sont des « bosses », des fréquences amplifiées (qui entrent en résonance avec des matériaux durs), les corrections apportées au niveau électronique peuvent réellement et grandement améliorer la réponse de votre système.

Comme pour corriger la courbe de réponse de n’importe quelle enceinte, pour corriger la courbe de réponse d’un caisson de basses, il faut d’abord la connaître et donc procéder à une analyse ! Malheureusement, contrairement aux autres fréquences, les basses fréquences sont assez difficiles à analyser. Et si ou certains appareils abordables savent faire automatiquement une analyse assez précise et calculer une correction plutôt correcte (un Behringer DEQ2496 par exemple), ces mêmes appareils fonctionnent assez mal dès que l’on descend au dessous de 100 Hz.

Il existe quelques très rares et très onéreux pré-ampli qui permettent ce genre d’analyse et de corrections, comme le Lexicon MC12 dans ses dernières versions.

Il existe également quelques appareils spécifiques qui permettent (AudioControl RichterScale III par exemple) de faire l’analyse et la correction. Mais, comme un Outlaw Audio ICBM, ce n’est vraiment pas facile à trouver.

Il existe surtout la solution de chez Velodyne, soit au travers de caissons livrés avec toute l’électronique intégrée (la série DD – Digital Drive) soit avec le SMS-1 (Subwoofer Management System) qui permet à la fois l’analyse et la correction et ce pour n’importe quel caisson. Mais le prix reste encore élevé : environ 750 €.

Il reste encore la solution d’une analyse indépendante, mais avec quel matériel ?

Parce que la solution pour corriger est simple : elle s’appèle égaliseur, de préférence numérique et paramétrique. Il en existe divers modèles très abordables chez Behringer.


Foire Aux Questions subsidiaires :

- Comment régler la phase d’un caisson ? La phase d’un caisson se règle en degré. Il s’agit de mesurer en degré l’angle qui sépare l’axe du caisson de l’axe des enceintes auquel il est « associé ». En résumé : s’il se trouve sur le même plan que les enceintes, on le règlera sur 0° ; s’il se trouve face aux enceintes, on le règlera sur 180° ; et s’il est sur le côté à 90°, on le règlera... à 90°. :wink:
Nan, sérieusement, regardez la réponse de boonjik plus bas. :D

- A quoi correspond l’option, qui porte beaucoup de noms différents selon les marques (LFE+Main, Extended Bass, etc.), et qui permet d’envoyer les basses fréquences à la fois sur le caisson et sur les enceintes principales (ou toutes les enceintes déclarées en Large) ? Cette option, un peu à l’inverse du problème n° 1, permet de renvoyer le signal LFE ( .1 ) vers les enceintes principales, même lorsque l’on a un caisson. Cette option ne doit être à essayée que lorsque l’on a un caisson de basses un peu faible.
Dernière édition par SYLEX le 02 Juin 2006 9:29, édité 4 fois.

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Message par Google » 10 Nov 2005 18:32

 
 
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Message » 10 Nov 2005 18:48

Un grand merci Sylex !

Je te soutiens dés que j'ai compris ce qu'est un caisson :-)
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Message » 10 Nov 2005 18:50

Keron a écrit:Je te soutiens dés que j'ai compris ce qu'est un caisson :-)
Une caisse qui fait du son...

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Message » 10 Nov 2005 19:03

J'ai pas tout lu mais j'ai suivi le post précédent sur le sms.

On pourrait pas mettre ça en post it ?
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Message » 10 Nov 2005 22:08

Bravo Sylex pour cette explication.

Merci.
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Message » 11 Nov 2005 0:12

Keron a écrit:Un grand merci Sylex !

Je te soutiens dés que j'ai compris ce qu'est un caisson :-)

Le panda ne sait pas ce qu'est un caisson? :o :lol: :mdr: :mdr: :mdr:

Merci Sylex ;)
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Message » 11 Nov 2005 0:13

SYLEX a écrit:Foire Aux Questions subsidiaires :

- Comment régler la phase d’un caisson ? La phase d’un caisson se règle en degré. Il s’agit de mesurer en degré l’angle qui sépare l’axe du caisson de l’axe des enceintes auquel il est « associé ». En résumé : s’il se trouve sur le même plan que les enceintes, on le règlera sur 0° ; s’il se trouve face aux enceintes, on le règlera sur 180° ; et s’il est sur le côté à 90°, on le règlera... à 90°. Bravo :wink: .


Le réglage de la phase n'a peu de lien avec l'emplacement du caisson vis à vis des enceintes principales et ne se règle donc pas en fonction de l'angle résultant.

Son rôle est de synchroniser, au point d'écoute, le registre grave avec le reste du spectre (et aussi le grave des enceintes configurées en large).

Le réglage de la rotation de phase dépends de plusieurs facteurs:

- Du traitement du signal différent entre celui géré par le préampli/processeur (de l'intégré ou du processeur séparé) puis envoyé aux amplis de puissances et le signal ressortant du préampli/processeur pour aller au préampli du caisson de grave.
Dans cette chaine, le signal allant au caisson est obligé de passer par un préampli supplémentaire.
Il va de soit que cela ne s'applique qu'aux caissons actifs.

- De la modification de la phase générée par les filtres passe bas cumulés; celui du préampli/processeur + celui du caisson de grave même si ce dernier est réglé plus haut.
Cela ne s'applique pas aux caissons dont le filtre peut être totalement désactivé.

- De la pente des filtres passe bas (de -6dB à -36dB) qui entraine des rotations plus ou moins imortante.

A ma connaissance, le seul moyen de régler la phase sur un caisson se fait subjectivement par des écoutes variées jusqu'a obtenir un grave le plus sec possible et avec le meilleur impact.

Lorsque les seuls réglages sont un commutateur 0° et 180°, cela reste aisé, par contre avec un bouton rotatif qui permet un réglage pas à pas, cela devients plus difficile.

BC Acoustique ont intégré sur leurs caissons un potentiomètre gradué en distance métrique qui permet de faciliter les réglages ( par contre ont'ils tenu compte des rotations induite par les filtres successifs ?)

Certains caissons comme les Velodyne SPL-R et DD, équipés de système de mesures et de corrections acoustiques doivent certainement paramétrer automatiquement la phase (n'ayant pour l'instant jamais étudié en détail ces caissons, ce n'est qu'une supposition).

Maintenant, il doit exister la possiblité de faire un réglage de phase avec des outils objectifs mais je n'en ai point la connaissance.

Sinon félicitation SYLEX, tu as fait du beau boulot Image
boonjik
 
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Message » 11 Nov 2005 1:03

Lorsque les seuls réglages sont un commutateur 0° et 180°, cela reste aisé, par contre avec un bouton rotatif qui permet un réglage pas à pas, cela devients plus difficile.


Par expérience il est beaucoup plus difficile de mettre en phase un caisson et une paire d'enceintes avec pour seul choix 0°-180°, une graduation permet d'être beaucoup plus précis même s'il faudra beaucoup de temps pour trouver le réglage optimum!

De plus cette mise en phase ne peut se faire qu'avec un groupe d'enceinte précis (dans l'absolu ca ne se fait parfaitement qu'avec 1 enceinte) d'où la difficulté de mettre en phase les 5 enceintes si toutes celles-ci on leurs grave dirigées vers le caisson!

Il me parait important de souligner le fait qu'une enceinte ne doit pas se trouver à proximité d'un mur lorsque c'est possible, cela est applicable tant pour les enceintes que pour les caissons, les rapprocher de ceux ci apporte plus de niveaux mais souvent allourdi le grave et le rend moins précis!

Pour ce qui est de récupérer la plage 20Hz-40Hz d'une grosse principale par le caisson, je ne trouve pas ca personnellement utile (dans une utilisation domestique) car comme expliqué plus haut cela introduit des problèmes de phases, parfois de localisation (lorsque c'est mal réglé) et de telles fréquences ont des longueurs d'onde si étendue que l'espace d'une pièce domestique n'est pas à même de les reproduire "comme il faut", bon maintenant dans une pièce traitée.. où avec beaucoup d'espace ca peut etre très différent ca va de soit!

Pour enrichir un peu le topic je tiens a ajouter que:
Il existe un certain nombre d’intégrés (plutôt haut de gamme) et de pré-amplis qui permettent de régler des fréquences de coupure différentes sur chaque groupe d’enceinte. C’est le cas par exemple des pré-ampli Rotel 1068 et 1098.


Je possède un ampli sony de gamme moyenne qui peut couper chaque enceinte de 20Hz à 200Hz par pas de 10Hz. Ce procédé n'est donc pas réservé à une certaine "classe" de pré-ampli!

Voila en espérant n'avoir pas trop dit de conneries.. :wink:
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Message » 11 Nov 2005 10:59

boonjik a écrit:Certains caissons comme les Velodyne SPL-R et DD, équipés de système de mesures et de corrections acoustiques doivent certainement paramétrer automatiquement la phase (n'ayant pour l'instant jamais étudié en détail ces caissons, ce n'est qu'une supposition).


Non, pas sur la série SPLR-R sur laquelle il existe un réglage manuel de phase à 4 positions.
Sur les DD le réglage de phase s'effectue par pas de 15°

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Message » 11 Nov 2005 11:54

Jumper a écrit:
boonjik a écrit:Certains caissons comme les Velodyne SPL-R et DD, équipés de système de mesures et de corrections acoustiques doivent certainement paramétrer automatiquement la phase (n'ayant pour l'instant jamais étudié en détail ces caissons, ce n'est qu'une supposition).


Non, pas sur la série SPLR-R sur laquelle il existe un réglage manuel de phase à 4 positions.
Sur les DD le réglage de phase s'effectue par pas de 15°

Jumper


Merci pour le complément d'information :wink:

D'après ta dernière phrase, le réglage est automatique sur les DD ? Tu peux confirmer stp ...

Merci
boonjik
 
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Message » 11 Nov 2005 13:14

J'ai vérifié dans le manuel du DD, le réglage de phase est manuel.
Ma phrase avait juste pour but de dire qu'il y a plus de réglages de phase possible que sur un SPL-R, qui est limité à 0, 90, 180 et 270°
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Message » 11 Nov 2005 16:57

SYLEX a écrit:Merci de corriger les bêtises que j'ai pu écrire et de compléter par vos propres connaissances et expériences.

...

Foire Aux Questions subsidiaires :

- Comment régler la phase d’un caisson ? La phase d’un caisson se règle en degré. Il s’agit de mesurer en degré l’angle qui sépare l’axe du caisson de l’axe des enceintes auquel il est « associé ». En résumé : s’il se trouve sur le même plan que les enceintes, on le règlera sur 0° ; s’il se trouve face aux enceintes, on le règlera sur 180° ; et s’il est sur le côté à 90°, on le règlera... à 90°. Bravo :wink: .

...
C'est bien, vous avez suivi :D ... et vous avez corrigé au moins une de mes bêtises. Il fallait bien que je dise un grosse anerie, sinon j'aurais pris la grosse tête. :mdr:

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Message » 11 Nov 2005 17:06

Et pour le caisson dédié canal .1 ? :-? :)
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Message » 11 Nov 2005 18:14

Dis Buss tu les trouves dans les kinders tes subs? :mdr:

SUBWOOFERS:
-YAMAHA YST-SW1500 (x6)
1 dédié canal principal gauche <40Hz (entrée filtrée n°2)
1 dédié canal principal droit <40Hz (entrée filtrée n°2)
1 dédié canal central <40Hz (entrée filtrée n°2)
1 dédié canal surround gauche <40Hz (entrée filtrée n°2)
1 dédié canal surround droit <40Hz (entrée filtrée n°2)
1 dédié canal .1 <120Hz (entrée non-filtrée n°3)

Il te manque encore 2subs sur les surround back :mdr:

Nan mais plus sérieusement pourquoi les avoir tous coupé à 40Hz? Des surrounds ou même une centrale descendant si bas correctement.. c'est quand même assez beaucoup très rare lol (je ne connais pas tes enceintes c'est le pourquoi de ma question :wink: )

Pour ta partie HiFi dans ta config, même si chacun de tes canaux est renforcé par un subwoofer, le signal envoyé et traité par l'ampli sera toujours le même, en hifi grand maximum du 5.1 et pas du 5.6 :lol: et les 2canaux stéréo ne font pas du 2.2 au final ca ne fait 2 très grosses (ou bonnes) enceintes :idee:
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Message » 11 Nov 2005 18:42

morespeeder a écrit:pourquoi les avoir tous coupé à 40Hz? Des surrounds ou même une centrale descendant si bas correctement.. c'est quand même assez beaucoup très rare lol (je ne connais pas tes enceintes c'est le pourquoi de ma question :wink: )
Les principales et surround sont équipées de 38cm (28Hz -3dB) la centrale de 3 21cm (45Hz -3dB) La bande passante est linéaire sur les 5 canaux via les Behringer, couper plus haut demande une correction plus importante.
Pour ta partie HiFi dans ta config, même si chacun de tes canaux est renforcé par un subwoofer, le signal envoyé et traité par l'ampli sera toujours le même, en hifi grand maximum du 5.1 et pas du 5.6 :lol: et les 2canaux stéréo ne font pas du 2.2 au final ca ne fait 2 très grosses (ou bonnes) enceintes :idee:
Tout dépend comment on se place, ici, chaque caisson est affecté à une tâche spécifique, mais vu sous cet angle, un système ne pourrait dépasser .1, pour le seul canal d'effets de graves fréquences.
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