LE PROJET DE JOEL

PRESENTATION DU PROJET...

Thierry, déjà plusieurs fois cité sur mon blog, me demande de me pencher sur l'optimisation d'une paire d'enceintes 4 voies que son camarade Joël a créée de toute pièce.

Cette réalisation personnelle rassemble des HPs disparates, des filtres Audax et le tout mis au point à l'oreille.

Joël n'est pas satisfait du résultat et il demande d'envisager une meilleure utilisation des HPs en sa possession.

....

C'est un projet hasardeux et d'autant plus difficile à aborder que le matériel se trouve à 800 km de chez moi. Heureusement, Thierry a pu réaliser les mesures essentielles sur les HPs disponibles et il vient de me transférer les fichiers. Je vais les découvrir et vous faire partager mon parcours pour proposer une combinaison, la plus musicale possible, à Joël.

Voici les informations que Thierry vient de me communiquer....

LE MATERIEL DISPONIBLE...

Voici les mesures réalisées par Thierry sur les HPs montés dans les enceintes.

Mesures en champ proche, HPs non filtrés.

J'ai converti les fichiers originaux pour pouvoir les exploiter sous XSim (conversion .MDAT vers .FRD et .TZZ vers .ZMA).

WOOFER:

Audax PR 38 S 100

Commentaires...

Je n'ai pas trouvé la fiche technique de ce HP par contre il figure dans la base de données de Dominique Pétoin, voici le lien vers la base de données et l'essentiel des informations:

Des données publiées, je retiens principalement:

Fr = 24 Hz

VAS = 423 L

Qts = 0,17 (adapté au pavillon)

Mms = 114 g

X lin ptp = 8mm

sensibilité 97 dB (1W, 1m).

Ce woofer n'est pas destiné à être exploité en charge bass-reflex (Qts 0,17).

Son VAS est énorme et son Qts très faible.

La masse mobile, Mms est de 114 g. Ce n'est pas propice à produire un grave percutant, net et sans traînage.

Ce woofer n'est pas destiné à un usage hi-fi.

Dans le cas de la réalisation de Joël le volume de charge est trop réduit ce qui détermine la modification de la courbe de réponse laquelle est fortement descendante et avec un rendu de l'extrême grave réduit.

L'accord de l'évent est réalisé à une fréquence trop basse, c'est à revoir.

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Entretemps, j'ai trouvé ce document sur internet, il s'agit d'un extrait du catalogue Audax de 1986. Les informations publiées ici corroborent celles de la base de données de Dominique Pétoin.

MEDIUM:

Audax PR 170 MO

Fiche technique de l'Audax PR 170 MO

Commentaires...

Sur base de la fiche technique, ce HP n'a rien d'exceptionnel et je constate que sa courbe de réponse manque de linéarité.

Dans le cas présent, je relève que la courbe d'impédance est chahutée autour de la fréquence de résonance. Ces parasites sont le signe de la présence d'un problème mécanique... Il est possible que la bobine mobile ne se meuve pas librement dans l'entrefer.

Ce HP doit être écarté du projet.

COMPRESSION:

Moteur de compression B&C  DE 750 TN

et pavillon

Fiche technique du moteur de compression B&C DE750TN...

Commentaires...

Sur base de la fiche technique, ce HP n'a rien d'exceptionnel; sa courbe de réponse manque de linéarité. Par contre, joint à la compression, les mesures révèlent des qualités insoupçonnées.

La mesure de l'impédance est chahutée mais c'est normal pour moteur de compression. Il ne faut pas s'en inquiéter, c'est juste un peu plus compliqué pour calculer les filtres.

Ce qui est remarquable, c'est la linéarité de la courbe de réponse... C'est époustouflant!

La courbe de réponse est linéaire de 300 Hz à 12.000 Hz... et de plus le taux de distorsion total est très bas et constant.

Sa courbe de réponse est moins linéaire au-delà de 12.000 Hz mais pas franchement mauvaise. Un super tweeter pourrait prendre le relais pour couvrir cette partie du spectre... mais est-ce bien utile ?

TWEETER:

ruban Heil

L'absence de référence ne permet, ni de confirmer l'origine, ni de trouver la fiche technique.

Commentaires...

Aucune information disponible concernant ce tweeter à ruban... sans doute plutôt un AMT...

L'impédance de ce tweeter est purement résistive, c'est normal pour ce type de tweeter. C'est aussi une aubaine pour le filtrage...

La courbe de réponse est linéaire de 3,000 Hz à 12.000 Hz... au-delà de cette fréquence, le niveau chute de 15 dB. C'est trop court pour un tweeter digne de ce nom.

TWEETER:

FOSTEX FT90H

Voici quelques informations glanées sur internet...

Commentaires...

L'impédance de ce tweeter est assez chahutée mais une première résonance apparaît vers 1.500 Hz. Ce type de relevé est classique dans la gamme des compressions...

La courbe de réponse est linéaire de 2.500 Hz à 10.000 Hz... au-delà de cette fréquence le niveau décroît rapidement. C'est trop court pour un tweeter digne de ce nom.

CONCLUSIONS...

Le choix des HPs à rassembler dans le projet est vite fait...

Le woofer Audax, sans être exceptionnel, peut être retenu.

Le médium Audax est en mauvais état, il faut l'écarter.

La compression B&C possède de grandes qualités et sa couverture spectrale est exceptionnelle. Il faut retenir cet ensemble compression, pavillon.

Les deux tweeters testés ont une couverture spectrale trop limitée. Ils ne peuvent rien apporter à l'ensemble "woofer-compression".

LE FILTRAGE DES HPs RETENUS...

Le filtrage aura pour but de mettre en valeur les qualités de chaque HP.

Ce sont les relevés des courbes de réponse et d'impédance qui servent de base à la réflexion...

A l'analyse des courbes de réponse, c'est évident, il faut privilégier la linéarité de la compression B&C...

J'ai opté pour un filtrage "extrême" destiné à rejeter les résidus du spectre sous 300 Hz de manière à réduire l'intermodulation dans cette zone.

Ce qui permet de réduire la zone d'utilisation du woofer surtout que sa réponse est globalement descendante.

Côté impédance, la zone commune aux deux HPs, la moins perturbée, se situe entre 100 et 200 Hz...

Il faut aussi tenir compte du fait que des fréquences de coupure basses ne seront atteintes que par un filtrage "lourd". J'entends par là constitué de composants de grandes valeurs et donc couteux et encombrants.

Je me suis arrêté sur un filtrage en BT3 optimisé permettant de profiter pleinement des qualités de l'ensemble compression-pavillon...

Les réjections des parties du spectre non utiles sont satisfaisantes et le croisement des HPs s'effectue à +/- 270 Hz.

Le circuit Zobel placé sur le woofer a été évalué mais il n'améliore pas de manière sensible le filtrage du woofer. Je ne l'ai pas retenu.

La courbe de réponse théorique est bien linéaire...

Et l'impédance globale du système n'est pas trop chahutée...

L'accord de l'évent devra être corrigé lors des tests finaux.

Voici le schéma complet des filtres...

La résistance R2 (ici 2,2 ohms) devra sans doute être ré-ajustée lors des tests à l'écoute.

L'évolution du projet est maintenant soumise à l'approbation de Joël... j'attends sa décision...

Joël a réalisé les filtres avec de composants mis à sa disposition par Thierry...

Voici le premier commentaire reçu:

... Je pense que ce woofer n'a rien à faire dans ce projet. Ses caractéristiques techniques montrent bien que ce HP n'est pas destiné à un projet hifi.

Sa courbe de réponse chute fortement sous 100 Hz, il n'est pas adapté à une enceinte bass-reflex (Qts = 0.17), son VAS est énorme (423L!) et de plus le poids de sa masse mobile est bien trop important (114g!).

Avec de telles caractéristiques c'est impossible de produire un grave "propre, profond et rapide.

En effet, la résistance des selfs du filtre passe-bas peut faire chuter le niveau du grave.

D'une manière générale il faut veiller à réduire la résistance globale placée en série avec le woofer et toujours rester bien en dessous de 1 ohm. Une valeur trop importante fait chuter le niveau du grave et augmente considérablement le retard de groupe dans le bas du spectre.

Et pour ce qui est de l'accord de l'évent... c'est aussi un paramètre important mais dans le cas présent la mesure d'impédance effectuée sur le woofer monté dans l'enceinte ne fait pas apparaître un désaccord excessif. L'accord en bosses de chameau n'améliorera pas le rendu dans le grave.

A mon avis, il n'y a pas d'autre solution que de trouver un HP de qualité et adapté. La compression mérite d'être associée à un woofer de qualité.

Voici la réaction de Thierry...

C'est dans le cadre d'un projet personnel que Thierry a mis en oeuvre une autre paire d'Altec 416... La paire prêtée est sa paire de réserve...

Les mesures que Thierry me transmet ont été effectuées dans les mêmes conditions que celles proposées par Joël; volume de charge identique (120 L). Les évents devront être ajustés en fin de parcours.

Grâce aux données fournies; courbes de Z et de réponse, il est possible de simuler avec une bonne précision les conditions de filtrage et proposer des filtres optimisés.

XSIM est incontournable...

Voici les données qui concernent l'Altec 416, mesures effectuées à vide et pour la courbe de réponse, en champ proche...

Avec ces données jointes à celles déjà connues de la compression BC, il est possible de simuler un filtrage et de l'optimiser...

A la lecture de ces graphiques, il apparaît que la zone la plus intéressante pour effectuer le croisement des HPs est située entre 100 et 250 Hz. En dehors de cette zone, les courbes sont perturbées ce qui rend caduque le calcul des filtres.

Et à la lecture de ces graphiques, il apparaît également que la zone la plus intéressante pour effectuer le croisement des HPs est située entre 250 et 350 Hz. En dehors de cette zone, les courbes de réponse deviennent irrégulières.

La fréquence de croisement doit donc être de +/- 250 Hz.

Après tâtonnement, j'ai retenu cette version qui est théoriquement excellente.

Les imperfections du woofer sont évitées ou rejetées à un niveau très bas et le spectre de la compression est préservé et parfaitement linéaire.

Voici le schéma des filtres complets (version 2)...

J'ai proposé à Thierry et à Joël de tester ces filtres à l'écoute...

Attention, il faut préalablement vérifier l'accord de l'évent et vraisemblablement ajuster l'équilibre des voies en ajustant la valeur de R2.

Les enceintes de Joël comportent deux évents, il est indispensable que les deux évents soient de la même longueur.

J'attends leurs réactions...

Pour l'heure, Joël reconnaît qu'il y a bien une avancée dans la qualité du rendu sonore de ses enceintes cependant sa satisfaction n'est pas complète. L'équilibre des voies n'est pas optimal et il qualifie le grave de "joufflu" et manquant de rapidité.

Thierry doit passer chez lui pour effectuer des mesures électroacoustiques, ajuster l'accord des évents et l'équilibre des voies...

Suite du feuilleton...

Voici les mesures effectuées par Thierry.

Il s'agit des courbes de réponse des enceintes, micro de mesure au point d'écoute et enceintes mesurées l'une après l'autre.

Mon analyse...

Réponse de Thierry...

A l'analyse des graphiques on voit clairement la différence entre les deux courbes de réponse.

Les deux woofers ne sont pas identiques, leurs courbes de réponse avant filtrage sont différentes.

La courbe de réponse de l'enceinte de gauche est très linéaire et le point de croisement des deux voies passe inaperçu.

Par contre, la courbe de réponse de l'enceinte de droite fait apparaître une section grave ayant un dôme autour de 100 Hz. La seconde partie du spectre est sans défaut. Le woofer de cette enceinte n'est donc pas aussi linéaire que l'autre. Je ne dispose pas de plus d'informations. Des mesures complémentaires permettraient de préciser les écarts entre les deux woofers mais une chose est certaine, les deux woofers ne sont pas identique.

D'autre part, c'est certain, des enceintes aux parois plus rigides et sans résonance, une charge acoustique plus adaptée et des évents accordés permettraient d'obtenir un meilleur rendu sonore.

En conclusion, Joël veut revoir son projet avec d'autres woofers...