LE PROJET DE GAETAN -2 VOIES- (EN COURS)

par FLI  -  24 Novembre 2020, 08:22  -  #MES OPTIMISATIONS

LE PROJET DE GAETAN -2 VOIES- (EN COURS)

 

 

 

 

 

 

 

La demande de Gaëtan M.

 

 

 

 

Gaëtan souhaite que je l'aide à confectionner une paire d'enceintes qu'il rêve de construire depuis longtemps. Il possède déjà les HPs qu'il souhaite mettre en oeuvre dans son projet mais il préfère aborder sa réalisation par le biais des mesures électroacoustiques...

 

 

C'est avec son accord que je publie sa demande initiale:

 

"...

Voilà longtemps que je désire me lancer dans un projet d'enceintes DIY mais la aléas de la vie ont fait que je n'en ai jamais eu vraiment l'occasion.

 

Ce domaine en outre fait peur car sa technicité est grande pour quelqu'un qui n'y connaît rien en électronique... Etant ingénieur en construction, outre les calculs de caisse, le reste s'assimile pour moi à du chinois!


Je me suis finalement décidé à tester, au vu de la facilité et des résultats promis, une enceinte FH sur base d'un woofer Audax HM210Z0 et d'un tweeter Sica LP110.28.380TW trouvable à très bon prix.

 

Je me suis inscrit sur le forum FH et y ai obtenu quelques conseils. J'ai ensuite décidé de vérifier ce qui m'avait été proposé par FH sur le site de D. Pétoin, et là je me suis rendu compte qu'avec les valeurs que FH m'avait indiquées à la grosse louche ou le doigt levé au vent, j'allais obtenir a priori un creux de plus de 2dB vers 3000Hz. M'en étonnant sur le forum... j'eus la douloureuse surprise que mon message questionnant FH sur le bien fondé de sa méthode ne fut jamais publié! J'en conclus que tout questionnement à vocation éducative et constructive est interdite en ce lieu: c'est au final un gourou sans réelles connaissances qui ne cherche que la gloire facile.
Dépité par ce constat, je me suis mis en recherche d'une solution sur le net pour "sauver" l'investissement déjà consenti dans mes HPs (fort heureusement je n'avais encore rien commandé niveau composants). C'est ainsi que je suis par hasard tombé sur votre blog et votre projet "Omega Thuya", logique vu que vous étiez parti sur le même souhait d'expérimentation du filtrage FH.

 

Accepteriez-vous de me prodiguer quelques conseils d'homme expérimenté?

 

Les multiples filtrages que vous avez testés sur votre projet vous ont certainement permis d'acquérir une capacité de prédiction assez fine s'agissant d'une configuration de haut parleurs du même type... je suis persuadé que rien qu'à la lecture des données fabriquant des 2 HPs que j'ai sélectionné, vous pourriez me proposer un filtrage bien plus réussi que celui proposé par FH de manière empirique. J'ai noté dans votre très exhaustif récit de vos tentatives que le filtre 2 (FH amélioré) vous avait assez fortement séduit (la magie opère, frissons...) et pourtant au final vous êtes parti sur bien plus complexe. Pourquoi? Le désir de toujours mieux je présume... n'ayant ni les moyens ni le temps de rechercher une telle perfection, un filtrage type 2 ou 3.5 me suffirait largement.


Voilà, je vous adresse dès lors ce message dans l'espoir d'un conseil de filtrage pour une combinaison Audax HM210Z0 + Sica LP110.28/380TW... si vous avez quelques instants à m'y consacrer, vous me combleriez!

"

 

 

C'est avec plaisir que je l'aiderai dans l'étude de son projet mais en développant ma méthodologie habituelle et dans le but d'optimiser l'exploitation du matériel mis à disposition.

 

 

Nous avons convenu qu'après analyse complète des HPs et sur base des mesures électroacoustiques, Gaëtan prendrait en charge la construction des enceintes et qu'ensuite j'aborderais, en situation réelle, l'étude et la mise au point des filtres.

 

 

Dans un premier temps, il s'agit donc de passer les HPs au banc de mesures.

 

Pour rappel, les HPs choisis par Gaëtan sont:

 

- le grave-médium AUDAX HM210Z0,

 

- le tweeter SICA Z009240 (LP 110.28/380 TW).

 

 

L'étude complète de ces HPs est publiée dans la rubrique "Mes haut-parleurs".

 

 

 

 

Maintenant que toutes les caractéristiques techniques des HPs sont connues il est possible d'envisager le projet de manière scientifique.

 

 

Tout d'abord, à partir des mesures effectuées sur le HP "grave-médium", l'Audax HM210Z0, on peut calculer le volume de charge requis.

 

Le calculateur mis à disposition par Dominique Pétoin sur son site internet indique que ce volume doit être compris entre 70 L et 140 L.

Les plus grands volumes accentueront l'extrême grave.

Pour ma part, je crois que 75 L suffisent pour obtenir un grave équilibré (VAS + 10%, + volumes occupés par les filtres et l'évent).

 

 

Côté filtrage, il ne faut pas envisager un filtrage en premier ordre, il devrait couper trop bas et produirait un taux d'intermodulation important.

 

Un filtre à pente raide permettrait de profiter pleinement du spectre couvert par le HP tout en réduisant déjà la bosse relevée entre 500 et 2.000 Hz. Ce type de filtre permettrait aussi de rejeter efficacement les rebonds qui apparaissent au-delà de 2.000 Hz et du même coup réduirait considérablement l'intermodulation avec le tweeter.

 

 

C'est seulement après la mise au point du filtre que l'on pourra confirmer l'intérêt du circuit Zobel et envisager le circuit correcteur de bande passante.

 

 

Ce HP mérite d'être évalué à l'écoute.

 

 

Pour ce qui est du tweeter SICA, les conclusions tirées après mesures sont claires, il manque vraiment de linéarité... il vaut mieux l'écarter de tout projet hifi.

 

 

Je propose à Gaëtan de revoir son choix de tweeter et d'envisager un ScanSpeak, un SB Acoustics, peut être un Esotar T330D, voire un Beyma TPL150. Je ferai des propositions...

 

 

Je suggère aussi de débaffler le tweeter et de le reculer afin d'optimiser la mise en phase des HPs.

 

 

 

 

.....

 

 

 

 

En attendant la réponse de Gaëtan j'ai effectué quelques simulations de filtrage sur l'Audax...

 

 

Les fichiers .ZMA (courbe d'impédance) et .FRD (courbe de réponse) enregistrés lors des mesures effectuées sur les HPs sont indispensables pour optimiser la simulation sous XSim.

 

 

Après quelques tâtonnements concernant le choix de la fréquence de coupure du filtre, j'ai retenu le calcul du filtre Butterworth 18dB/octave ayant une Fc de 1.675 Hz avec Z (à Fc) = 14 ohms.

 

 

calcul réalisé sur ce site: https://www.diyaudioandvideo.com/Calculator/SpeakerCrossover/

calcul réalisé sur ce site: https://www.diyaudioandvideo.com/Calculator/SpeakerCrossover/

 

 

Ce filtre permet d'atténuer considérablement les résidus du spectre au-delà de 2.000 Hz tout en ménageant le plus grand spectre utile.

 

De cette façon, la fréquence de croisement peut être fixée à +/- 2.000 Hz.

 

Voici les résultats issus de XSim...

 

 

 

 

 

Réponse de l'Audax, avec et sans filtre

 

Le résultat n'est pas mal du tout, la linéarité de la courbe de réponse est fameusement améliorée. Cependant, comme la remontée d'impédance de l'Audax est importante, j'ai testé l'efficacité du circuit Zobel...

 

 

Courbe d'impédance corrigée par le circuit Zobel et courbe de réponse résultante.
Courbe d'impédance corrigée par le circuit Zobel et courbe de réponse résultante.
Courbe d'impédance corrigée par le circuit Zobel et courbe de réponse résultante.

Courbe d'impédance corrigée par le circuit Zobel et courbe de réponse résultante.

 

De toute évidence, le circuit Zobel permet de linéariser encore plus la courbe de réponse et évite l'ajout d'un correcteur de bande passante.

 

 

Après cette évaluation du filtrage via XSim, Il faut vérifier la conformité de ces résultats aux mesures...

 

 

Le HP est monté dans une enceinte test rafistolée, en clos et non amortie, de 60 L.

 

 

LE PROJET DE GAETAN -2 VOIES- (EN COURS)
LE PROJET DE GAETAN -2 VOIES- (EN COURS)
LE PROJET DE GAETAN -2 VOIES- (EN COURS)

 

 

 

Voici les mesures réalisées en champ proche,

elles confirment les résultats de la simulation...

 

 

 

La courbe de réponse est bien linéaire.

 

La cassure remarquée à 170 Hz sera réduite en amortissant l'enceinte et en évitant lors de sa construction les faces parallèles.

 

La réponse dans le grave est tout à fait satisfaisante et le haut du spectre est propre et sans scorie.

 

Le croisement avec le tweeter doit être réalisé à 2.100 Hz, ce qui ne doit pas poser de problème pour un tweeter de bonne facture.

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

MESURES  SUR  L'IMPULSION...

 

 

REPONSE IMPULSIONNELLE DE L'AUDAX HM210Z0

 

 

Les taux de distorsion sont inférieurs ou de l'ordre de 1%, c'est parfait.

 

 

 

 

Pour la partie utile du spectre, la rotation de phase est réduite et normale.

 

 

 

 

Le retard de groupe est normal et toujours sous le seuil d'audibilité (< 1/T).

 

 

 

 

Le sonogram ne fait apparaître aucun traînage, c'est parfait.

 

 

 

 

 

.....

 

 

 

 

A titre indicatif, voici la courbe de réponse relevée sans le circuit Zobel...

 

C'est évident, sans ce petit circuit RC le palier parasite réapparaît de manière néfaste.

 

courbe de réponse relevée sans le circuit Zobel...

 

 

 

CONCLUSIONS...

 

 

 

Les mesures réalisées sur le HP à vide montraient une courbe de réponse peut convaincante. Il en est tout autrement quand le HP est filtré avec un BUT3 bien réglé. Le filtre mis au point donne d'excellents résultats et la linéarité de la courbe de réponse est parfaite. Toutes les mesures complémentaires confirment les qualités de ce HP filtré de cette manière.

 

 

A titre expérimental, j'ai tenté d'ajuster encore plus la correction du circuit Zobel mais les résultats furent catastrophiques au niveau de la réponse impulsionnelle; emballement de la rotation de phase, group delay doublé, traînage énorme sur deux fréquences... Je n'ai pas insisté!

 

 

Les tests ont été réalisés avec une charge acoustique de 60 L, Gaëtan envisageait un volume plus faible, de l'ordre de 50 - 55 L...

Réduire le volume de 10% n'aura pas un impact important sur le rendu du grave.

 

 

Pour avoir testé le HP en version bass-reflex, je peux affirmer et sans hésitation que sa courbe de réponse, dans le bas du spectre, est bien plus linéaire en clos.

 

 

Reste donc à lui trouver un coéquipier adapté et de qualité...

 

 

...

 

 

 

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