Nombre total de lecteurs pour tout le site : 2 120 760 Nombre actuel de lecteurs : 28

Correction de la taille de la face avant des enceintes

Mise à jour : 2009-05-01.

Monter un haut-parleur sur la façade d'une enceinte entraîne une modification de la courbe de réponse en fonction de la taille de cette façade.
Cette modification est importante, pourtant nous ne trouvons pas grand chose sur le sujet, sur Internet en Français. Tout le monde n'est pas bilingues...
J'indique dans ce chapitre les liens et mes essais sur le sujet, et je compte sur les lecteurs, via les forums ou en direct, pour apporter leurs expériences et avis.
Vous pouvez en faisant des recherche sur Internet trouver des renseignements avec le terme "baffle step".

Terminologie :

Ce a quoi il est fait allusion, c'est la taille du baffle avant et du changement avec la fréquence de la charge du haut parleur qui y est monte, d'un espace 4 Pi (sphérique) a 2 Pi (hémisphérique).
Plus scientifiquement, on dit que c'est la résistance acoustique qui augmente, et, avec elle, le niveau sonore.

Les courbes théoriques :

• TRUEAUDIO nous montre les courbes théoriques en fonction de la forme de l'enceinte, et les possibilité de correction avec une self et une résistance, ou avec un condensateur et une résistance.

• LINKWITZ LAB. C'est le même sujet tout en étant moins facilement exploitable, sauf pour une correction en actif avec un circuit intégré.

• Quater-Wave. Les choses convergent, même analyse, même solutions.

• Baffle diffraction step. Ces Américains, avec leurs côtes en Inches...

• The Audio Pages : Baffle Step Compensation

Calculs :

C'est très simple :
Soit L la largeur de votre enceinte en mètre, la fréquence théorique de changement du mode de rayonnement est :
F = 115 / L.
Exemple : mes baffles plans font 42 cm de large (0.42 m).
F = 115 / 0.42 = 274 Hz.

Si vous cherchez quelle fréquence de coupure choisir entre un grave et un médium, c'est une excellente solution, la meilleure si les HP le permettent :

• Sur une enceinte de 30 cm de large, c'est 115 / 0.30 = 383 Hz.

• Sur une enceinte de 25 cm de large, c'est 115 / 0.25 = 460 Hz.

• Sur une enceinte de 20 cm de large, c'est 115 / 0.20 = 575 Hz.

• Sur une enceinte de 15 cm de large, c'est 115 / 0.15 = 767 Hz.

Regardez les enceintes du commerce, les colonnes hautes, profondes et étroites, elles ont le plus souvent une coupure dans cette gamme de fréquence. Ce n'est pas un hasard.

La pratique :

Prenez des enceintes IN WALL. (Encastrées dans le mur). Il n'y a pas de baffle step, le mur fait toute la largeur de la pièce.
Maintenant prenez une sphère sur un mat en plein air à 15 m d'altitude. le baffle step est exactement conforme à la théorie.

Entre ces deux extrêmes il y a vos enceintes dans votre pièce.
Suivant qu'elles sont placées plus ou moins loin du mur arrière ou des murs latéraux, l'effet sera plus ou moins marqué.

L'atténuation de 6 dB en théorie sur un mat en plein air, et de 0 dB pour des enceintes IN WALL, pourra prendre toute les valeurs entre les deux en fonction de votre cas précis.
La résistance devra donc être réglée à l'écoute pour votre cas précis qui n'est pas identique au mien.

De même pour la fréquence, un mur assez proche pourra décaler la fréquence à laquelle l'effet se fait sentir. Là encore, la valeur exacte de la self de correction devra être réglée à l'écoute pour votre cas précis.

J'indique dans ce chapitre un exemple, qui correspond à mon cas.
C'est à vous de vérifier s'il s'adapte exactement ou pas à votre cas. L'ordre de grandeur n'est pas totalement faux, les valeurs exactes ne le sont que chez moi.

Mes premiers essais :

Ils se sont passé sur mon système en baffle plan en multi amplification active.
Le haut-parleur large bande était un MONACOR SP-200X.
J'avais tellement lu sur les forums que ce haut-parleur ne pouvait pas être bon que j'essayais différentes corrections dans le médium avec plus ou moins de bonheur.
Le filtre actif, un BEHRINGER DCX 2496, dispose d'un égaliseur paramétrique intégré, je ne me suis pas privé de l'utiliser.

Le montage sur baffle plan entraîne une chute de la courbe de réponse dans le grave.
Même si la coupure du haut-parleur se faisait à 200 Hz, donc dans une zone ou la courbe de réponse est bien plate, j'ai tout de même essayé s'il fallait des corrections dans le bas médium.
Il en fallait effectivement à 200, 400 et 800 Hz.

J'avais d'un coté des corrections dans le médium dû théoriquement à une mauvaise réponse, de l'autre des corrections dans le bas médium pour compenser théoriquement la chute de la réponse dans le grave et bas médium, et toujours aucune relation entre les deux.

Il existe un logiciel de pilotage à distance (par une liaison RS232C) du filtre actif et égaliseur paramétrique BEHRINGER DCX 2496, qui permet de mieux voir ce que l'on fait.
Par curiosité j'ai rentré mes corrections pour avoir l'allure générale.
Je n'ai pas garder cette première courbe, mais l'allure générale ressemblait a celle ci dessous, a la valeur de l'amplitude prés : Sur l'image ci dessous je suis à prés de 5.5 dB d'amplitude, lors de mes premiers essais j'étais à 3 dB.

J'en ai parlé sur un forum, en indiquant le chemin pour afficher l'image, un internaute m'a indiqué le lien chez TRUEAUDIO.

Les choses sont ensuite allé beaucoup plus vite :
Connaissant le type exact de correction à utiliser, et l'amplitude théorique possible, j'ai remplacé une correction "qui ressemblait" par une correction à "l'allure exacte".
Je me suis également "lâché" sur l'amplitude de la correction : j'avais des scrupules a dépasser 3 dB de correction sans savoir le pourquoi exact, et je pensais à une erreur ou une mauvaise approche. Dès que j'ai pris connaissance du lien chez TRUEAUDIO, les scrupules ont disparus. Je savais ou il fallait aller.

La courbe de correction :

La courbe de correction est construite dans le DCX 2496 avec 6 points de contrôle.
Le réglage de ces 6 points c'est fait uniquement à l'écoute, par comparaison du canal D par rapport au canal G sur un signal en monophonie.
C'est ma méthode habituelle de mise au point, qui a ses défauts mais aussi ses qualités.

Passer par 6 points de contrôle permet de régler la pente entre l'amplitude maximum entre 20 et 40 Hz, et l'amplitude minimum entre 10000 et 20000 Hz.
La construction de cette courbe avec un seul point de contrôle donne le résultat suivant :

Les zones plates à chaque extrémité sont plus étendues (20 à 80 Hz et 5000 à 20000 Hz) avec un seul point de contrôle qu'avec 6 : La correction est plus brutale et plus concentrée dans la zone médium.
Ce point est important, sur la difficulté de construire une correction en passif.
Cela montre aussi la limite des corrections proposées par TRUEAUDIO et LINKWITZ LAB.
Est-ce suffisant pour expliquer pourquoi on trouve si peu de chose sur le sujet ?

J'ai construit la courbe ci dessus avec une correction Low Shelving et une correction de +5.5 dB.
J'aurai eu exactement le même résultat avec une correction High Shelving et une correction de -5.5 dB, a la fréquence d'action prés.

Ma courbe en 6 points de contrôle a été construite de la façon suivante :

184 Hz	+1.1 dB	LP 6 dB/octave
284 Hz	+0.8 dB	LP 6 dB/octave
428 Hz	+0.6 dB	LP 6 dB/octave
805 Hz	-1.0 dB	HP 6 dB/octave
1530 Hz	-0.7 dB	HP 6 dB/octave
3310 Hz	-1.0 dB	HP 6 dB/octave

LP = Low Shelving, HP = High Shelving. Logiciel interne et programme de contrôle à distance du DCX 2496 ont des noms différents.
Désolé, cette courbe est valable pour mes HP sur mes baffles plans avec un panneau central de 42 cm de large et 1.22 m de haut, et des panneaux latéraux repliés vers l'arrière.
Il faudra rechercher dans votre cas, vos haut-parleurs montés dans vos enceintes, les valeurs à utiliser.

 

Le résultat pratique, mesuré sur le baffle plan ci-dessus, mais avec un large bande VISATON B200 et non le MONACOR SP-200X de la photo. Grave et tweeter hors service pour cette mesure.
La courbe est lissée en 1/3 d'octave, pour mieux voir l'effet de basculement de la courbe de réponse.
Courbe bleue sans correction, courbe verte avec correction.

6 dB, cela semble beaucoup en valeur absolu, et c'est peu sur une courbe de réponse relevée dans la pièce d'écoute.
Comparez par exemple les niveaux à 100 Hz et à 10000 Hz.

Emplacement de la correction :

Le DCX 2496 permet de placer cette correction sur une entrée (A, B, C ou SUM) ou sur une sortie (1, 2, 3, 4, 5 ou 6).
Au début de mes essais, quand je pensais corriger le médium de mon large bande, ou la chute de la courbe de réponse dans le bas médium, la correction était placée directement sur la sortie du large bande, 2 pour le canal G et 5 pour le canal D.

Mon système est en trois voies, avec en plus du large bande deux graves de 38 cm et un tweeter. Les coupures sont à 185 Hz et 3800 Hz.
On voit, sur la première courbe qu'il reste un peu de correction en dessous de 185 Hz, et au dessus de 3800 Hz.
Pas grand chose certes, (moins de 0.5 dB de chaque coté) mais assez pour essayer un autre emplacement pour la correction.

A partir du moment ou cette correction n'est pas une correction de haut-parleur mais une correction de l'enceinte globale, la correction doit être placée sur une entrée pour profiter à toutes les voies.
L'essais pratique de cette hypothèse a été bénéfique pour l'écoute du système.
Il a bien sur fallut corriger les niveaux relatifs du grave et du tweeter, mais l'emplacement de la correction sur l'entrée est le meilleur emplacement qu'il soit.

Quelques remarques :

Enceintes classiques :

Je suis régulièrement en contact par courriel, par les questions que vous me posez, avec des internautes.
Une remarque revient régulièrement :
"Je me suis monté un système à deux voies avec un grave médium de 13, 17 ou 21 cm et malgré le soin apporté à la mise au point je n'ai pas assez de grave, ou le médium aigu est trop en avant."
Les remarques sont aussi sur les forums, avec des avis très tranché sur tel ou tel large bande.

Ne voyez vous pas une relation entre ces points de vue et l'absence de correction de la taille de l'enceinte ?
Pour moi la relation est assez évidente.
Sur mon système la correction est de 5.1 dB entre le grave et les aigus. Ce n'est pas rien.

Pour en rester dans du vécu, mes larges bandes MONACOR SP-200X, tant décrié par les uns, marchent rudement bien avec la correction de la largeur du baffle plan plus une correction spécifique dans le médium.

 

Enceintes à pavillon arrière :

Dans un autre domaine, les enceintes à pavillon arrière sont très appréciés par certain.
Il y a deux analyses possibles de leur fonctionnement :

• Réalisées avec un haut-parleur de QTS faible, le pavillon arrière reproduit le grave jusque vers 200 Hz, puis le haut-parleur reproduit en direct le reste du spectre sonore.

• L'autre approche est l'augmentation du rendement grâce au pavillon arrière, avec une coupure douce dans le médium, qui s'approche plus ou moins bien de la correction de la taille de l'enceinte.

Je suis incapable de choisir entre les deux hypothèses, et il est probable que les deux effets se mélanges.

 

Enceinte à pavillon avant :

Certain montent un large bande dans un pavillon avant, et arrivent à le faire monter haut dans le médium.
L'absence de zone de compression favorise certainement la reproduction du médium et l'étendue de la bande passante.
La correction de la largeur du pavillon, dans le cas présent, arrive à point nommé pour rendre très agréable un médium aigu légèrement en retrait avec une transition douce avec le bas médium.

 

Un point de vu tranché :

Je serai curieux de connaitre le résultat d'une correction à l'égaliseur paramétrique d'une enceinte à pavillon arrière ou avant.
Si la correction naturelle par le pavillon s'approche de la correction idéale, un petit complément doit encore améliorer les choses.
De même la correction directe d'une enceinte conventionnelle doit sérieusement réduire l'écart avec une enceinte à pavillon, qu'il soit avant ou arrière.
Reste que le pavillon a un excellent couplage avec l'air ambiant de la pièce d'écoute, et ce point est aussi important.

Correction de la taille de la face avant des enceintes

Mise à jour : 2010-02-21.

Correction en passif :

J'ai fait un test sur les enceintes de ma fille, équipée d'un FOSTEX FE164 dans une enceinte de 37.5 cm de haut et 22.5 cm de large, montée sur un pied tubulaire...
L'évent est placé en face arrière, tenez en compte quand vous regarderez la courbe de réponse mesurée.

Cette solution a été élaborée à la mesure et finie à l'écoute.
Le réglage final à l'écoute s'est fait entre 4.7, 4.2, 3.9 et 3.3 Ohms. C'est 3.9 Ohms qui sont retenus.
Le filtre de correction est donc très simple, une self de valeur assez élevée, et une résistance.

Ce filtre convient pour mes enceintes, dans leur position d'écoute.
Relisez la rubrique "La pratique" pour savoir exactement le pourquoi de cette réserve.
Dans votre cas d'enceinte, et compte tenu de leur emplacement, les valeurs peuvent être un peu différentes.

Une correction de ce type est aussi proposé par Martin KING, (le site de référence sur les enceintes 1/4 d'onde et autre TQWT), avec un correcteur RC de linéarisation d'impédance dans le médium aigu.
Un autre lien dans le même site vers un fichier EXCEL.

Les accidents à 150 et 280Hz sont dus à a pièce.
La courbe tient entre +/- 2 dB entre 80 et 15000 Hz. Sans une égalisation active, difficile de faire mieux.
La courbe de phase minimum est bonne de 100 à 10000 Hz.
En dessous de 100 Hz, c'est le bass-reflex qui se voit. Ce qui est gagné sur la courbe de réponse est perdu sur la phase minimum.
Avec une égalisation active de la courbe de réponse, la courbe de phase minimum serait bien meilleure.

Cette courbe sur impulsion n'est là que pour me permettre d'étalonner mon système sur baffle plan.

Conclusion :

A quoi bon ajouter un tweeter à ces enceintes ?
Un tweeter FOSTEX FT17H est toujours monté dans l'enceinte, mais il est débranché car le large bande est bien meilleurs seul quand il est bien corrigé.
Faites des économies, les deux composants de correction sont moins coûteux qu'un tweeter et ses composants de filtrage...
Seul un amateur vous tiendra un tel propos, les vendeurs pensent avant tout à leur chiffre d'affaire...
Donnez moi un égaliseur, le résultat sera parfait, sans le moindre composant de correction.

Certain trouve l'écoute des larges bandes agressive dans le médium.
Avec la correction, il n'y a plus la moindre trace d'agressivité à ce niveau.

Correcteur RLC ou RL parallèle et Qts du haut-parleur

Mise à jour : 2008-12-30.

Ce correcteur est un filtre passif avec deux composants, une self et une résistance.
Il existe une solution avec trois composants, avec un condensateur en parallèle.
Ces deux ou trois composants sont branchés en parallèle entre eux, le tout en série avec le haut-parleur.

Aux très basses fréquences, l'impédance du condensateur est infinie, celle de la self est nulle.
Il ne reste que la résistance de la self au courant continu, et la résistance en parallèle.
Dans notre exemple ci-dessus, la résistance de la self est de 0.6 ohms, avec 24.7 Ohms en parallèle.
La résistance équivalente est R_eq = 24.7 x 0.6 / ( 24.7 + 0.6 ) = 0.586 Ohms.

La formule de calcul des résistances en parallèle est :
1/R_eq = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/R_n
Dans notre cas nous avons :
1/R_eq = 1/24.7 + 1/ 0.6 + 1/Infini.
Mathématiquement 1/Infini = 0. La formule devient :
1/R_eq = 1/24.7 + 1/ 0.6 <==> R_eq = 24.7 x 0.6 / ( 24.7 + 0.6 ).

Cette résistance modifie les paramètres T&S du haut-parleur :
Qes = Qes x ( Re + R_eq ) / Re
Qts = Qms x Qes / ( Qms + Qes )
Comme expliqué dans le chapitre Des données haut-parleur justes.

Si vous utilisez un correcteur RL ou RLC parallèle, n'oubliez pas d'en tenir compte dans les calculs de volume et d'évent de votre enceinte.
Si vous rajoutez un correcteur RL ou RLC parallèle après coup, refaites donc le réglage avec un évent plus long...

Correction de la taille sur une sphère ELIPSON BS30

Mise à jour : 2010-09-28.

Alain m'a contacté pour remplacer les haut-parleurs hors service de ses ELIPSON BS30.
Compte tenu du volume interne, nous avons choisi des FOSTEX FE127E.
L'évent interne entre le volume principal et le résonateur a été modifié pour s'adapter au nouveau haut-parleur.

 

J'ai parlé des corrections de la taille de l'enceinte.
La forme sphérique est un cas théorique bien décrit dans le site de TRUEAUDIO.
Ci-dessous, la courbe de correction en images.

Vous noterez le décalage vers les aigus de cette courbe de correction par rapport à la mienne.
C'est normal, les BS30 ne sont pas large, mes baffles plans le sont beaucoup plus.

Merci pour votre visite.

Les Chinois ne payeront jamais nos retraites, les Américains non plus : Achetons les produits de notre pays lorsque c'est possible.

La structure et ce site ont été analysés par Thomas NADAUD en mars 2007, en vu d'une meilleure lisibilité pour le lecteur et d'un meilleur référencement dans Google.
Le site a été analysé en mai 2008 par Jérôme CATTIAUX pour rechercher et résoudre tous les ralentissements possibles dans les menus, le html, PHP et MySQL.
Philippe (Phil) m'a fait ajouter en mars et avril 2010 quelques balises Title aux endroits qui convenaient pour que Google s'y retrouve beaucoup mieux dans le site.
Cette action était assortie des liens pour constater les gains dans le référencement.