Filtre actif 2 voies avec correction différentielle ?

[luckygipi]

Bonjour,

Je me pose la question s'il est possible d'appliquer une correction différentielle sur un filtre actif suivant le schéma que j'ai rêvé.

Est ce que le signal de sortie recomposé à partir des 2 signaux filtrés et sommés mais contenant des rotations de phases versus l'origine peuvent être soustraits d'une entrée considérée comme référence?
Le schéma semble appétissant si on considère que les non linéarités (amplitude/phase/distorsion...) liées au filtrage pourraient être réduite et non amplifiées par la suite: le filtre parfait

filtre 2 voies avec correction differentielle.pdf

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Merci et la destruction du rêve est autorisée!

Gilbert

[floury gerard]

En deux voies telles que tu les représentes , non
les rotations de phase rendent la chose impossible
mais en 2.5 voies avec un filtre relais , oui !

2.5 voies.jpg (262.83 Kio) Vu 3410 fois

[arnaud]

Hello Gilbert !
Comme l'explique Gérard les déphasages mixés vont limiter l'action de la correction différentielle, mais en prime les distorsions résiduelles sont mélangées et se retrouvent à égalité sur les deux voies.

[luckygipi]

Merci Gérard,

Ta réponse fait référence à la cellule de remplissage de la revue du son 1974 si j'ai bien compris.

Mon enceinte est un baffle plan en 2 voies active avec une Fc à 170Hz entre les HP basses (2x32cm) et un coaxial (32cm + compression tweeter). Le HP coaxial est filtré en passif 2 voies vers 1400hz entre medium et tweeter. Ca se rapproche d'une enceinte 2 voies avec sub sur laquelle on aura coupé le HP coaxial en bas.
Le filtre actif est un 2 voies en LR24dB. je ne souhaite donc pas y ajouter un HP relais à cause d'un filtre BW 2me ordre ayant besoin d'un HP relais.

Concernant la correction différentielle qui est plus adaptée à cette configuration relais, j'avoue ne pas comprendre pourquoi. Si tu peux développer un peu plus pour que je comprenne, je t'en remercie.

Merci Arnaud pour cette réponse, je suis impressionné par toute la littérature et le partage que tu as développé dans plusieurs forums et la communauté autour de ce sujet te doit beaucoup.

J'essaie de prendre un exemple pour traduire ta remarque de mélange des résiduelles:

Pour les non linéarités, partons sur ce filtre à Fc de 170Hz avec une voie Basse qui génère par ex dans l'ampli de sortie à partir d'un fondamental à 70Hz un H2 à 140Hz et un H3 à 210Hz. La cordif va récupérer le H2 et H3, et présenter en entrée un -H2 et -H3.

-H2 passera dans la voie basse et annulera en théorie le H2 généré. le -H3 passera dans la voie haute sans être annulé puisque ce n'est pas la voie qui l'a généré et le transmettra au HP Medium/aigue via l'ampli de puissance.

Au final, est ce que ce n'est pas les HPs qui vont réussir à sommer acoustiquement et à annuler ce H3 via le HP de basse et le HP medium? Sauf si la phase du H3 de la voie M/A a tourné, les H3 pourraient doubler.
Au vu des relevés de BP que j'ai déjà fait avec un micro, je ne crois pas vraiment à ce que je dis mais qui sait, un avis?

Merci à vous deux
Gilbert

[floury gerard]

Bonjour Gilbert , et Arnault ,

Je comprends trés bien qu'en l'état actuel des choses tu ne souhaite pas rajouter une troisiéme voie à ton enceinte , il s'agissait juste d'un exemple qui lui permet de reboucler une Cdiff partant de la sommation des filtres , en conduisant à un circuit à phase minimale

pour info le scan plus haut est extrait du bouquin de P Loyez , techniques des HP et enceintes acoustiques publié en 96 chez Eyrolles , une mine sur le sujet partant des hauts parleurs et de leur modélisations , aux enceintes et filtres associés , principes de mesures etc

pour en revenir à ta deux voies , le mieux est peut étre d'illustrer ce qui se passe au niveau filtrage à partir d'un exemple simple , j'ai simulé un Xover en sortie sur charge de 8ohms raccordé à 1000Hz : pour obtenir une platitude dans la bande optimale , les filtres doivent se croiser à -6dB :

Xover 1.jpeg (179.27 Kio) Vu 3241 fois

Le sommateur doit étre en l'occurrence un soustracteur , inversion de phase entre les deux voies V(n1) moins V(n2) , et la réponse amplitude / fréquence est alors parfaitement plate
Malheureusement , la courbe de phase s'étale gentiment entre 0° et -180° , Arnault saura t'expliquer mieux que moi quelles risquent d'en étre les conséquences dans un rebouclage du signal recomposé sur une Cdiff , sachant de plus que dans ton cas avec des LR 24dB / octave la phase se baladera gentiment sur 360°

Autre info : la forme des signaux :

X over 2.jpg (176.83 Kio) Vu 3241 fois

le signal de sortie en rouge n'a plus grand chose à voir avec celui d'entrée en jaune avec une amplitude trois fois supérieure qui éxigerait énormément de la Cdiff si tant est qu'elle marche encore

voila en premiére approche , s'il faut expliciter la voie phase minimale à ta disposition

A+

[luckygipi]

Bonjour et merci Gérard pour cette explication didactique.

Je comprends qu’il sera donc plus facile pour une Cordiff de travailler sur un signal de sortie ressemblant au signal d’entrée avec l’insertion d’une voie relais palliant aux déformations de signaux dans les filtres.
Mais je comprends aussi que les corrections au final seraient distribuées sur les 3 voies et qu’on générera plus de non linéarité que sans Cordiff.

C’est donc une voie sans issue pour la Cordiff.

Merci Gérard pour ton intervention

Gilbert

[arnaud]

Hello !
Parfois une image vaut mieux qu'une longue explication...
Ici avec une coupure à 170Hz (24dB/oct) on constate qu'une corr.diff. unique et commune aux 2 voies provoque une surtension à la fréquence de coupure.
En effet à cette fréquence la corr.diff. voit une chute de la somme des signaux en sortie, provoquée par le décalage de phase entre les 2 voies.

Capture12-07-2024-18.28.03.jpg (83.66 Kio) Vu 3212 fois

Le phénomère est moins pointu quand les fréquences de coupure sont légèrement différentes :

Capture12-07-2024-18.43.21.jpg (82.43 Kio) Vu 3212 fois

En forçant sur le µ de la corr.diff. cela finit par osciller

[luckygipi]

Bonjour,

Oui, ça chahute pas mal, la simulation est parlante.
Si la phase du signal de sortie est en opposition (théorique) en LR 24dB/oct par rapport à l'entrée, on pourrait alors l'inverser avant de le soustraire à l'entrée, on retomberait sur un signal nul hormis les non linéarités ? Que donnerait la simulation dans ce cas?

Ca ne change pas les soucis de mélange de résiduelles dans le filtre par ailleurs.

Gilbert

[luckygipi]

La sortie est inversée à la Fréquence de Coupure, pas avant, ni après donc soucis en perspective.

[floury gerard]

Bonjour à vous deux ,

une petitte simulation amusante allant bien sur dans le sens de celle d'Arnault :
elle part cette fois d'un additionneur et non plus du soustracteur pour la combinaison des deux filtres

2V Cdiff 1.jpg (175.67 Kio) Vu 3146 fois

la bande passante fait alors aparaitre un notch prononcé à la frequence médiane et la phase , bien que couvrant toujours 180° , tangente le 0° aux deux extrémités de la bande
la Cdiff a peut étre le moyen cette fois de combler ce notch , ce que l'on va tenter de faire en combinant dans le soustracteur ARB5 signal de sortie et signal d'entrée

et curieusement à la sortei ARB5 on voit aparaitre en vert la réponse du filtre relais qui nous manque pour aboutir à la phase minimum !

2V Cdiff 1.jpg (175.67 Kio) Vu 3146 fois

tentant ensuite de reboucler avec le signal d'entrée dans ARB3 , et on obtient alors ci dessous amplitude et phase minimum , avec des réponses sorties filtres nettement surtendues comme l'a montré Arnault

2V Cdiff 3.jpg (183.47 Kio) Vu 3146 fois

Jackpot alors ? ben oui , signaux d'entrée et sortie deviennent parfaitement superposables , excellente intuition de Gilbert !

2V Cdiff 4.jpg (190.13 Kio) Vu 3146 fois

la superposition électrique des deux filtres est parfaite , au prix de signaux à leurs sorties quelque peu bizaroides :
qu'en serait il de leur superposition acoustique ?

c'est bien là que le bat blesse : nos précieux messages musicaux risquent fort de se transformer en une note unique : 1000Hz en l'occurence !

y a encore du boulot !

A+

[floury gerard]

Désolé , la derniére figure vient en lieu et place de la seconde : mea culpa

[floury gerard]

Et au fond , c'est la Cdiff qui nous aura montré la voie : puisqu'elle impose aux filtres d'avoir une réponse surtendue , autant la réaliser directement !

il suffit d'augmenter leur charge ohmique de 8 à 1800 ohms :

2V Cdiff 5.jpg (172.91 Kio) Vu 3127 fois

et l'addition des signaux devient à nouveau quasi parfaite:

2V Cdiff 6.jpg (186.29 Kio) Vu 3127 fois

Bon , d'accord , il reste encore pas mal de 1000 Hz sur les HP !

[luckygipi]

Bonjour Gérard,

Merci pour ces simu, c’est quel logiciel ?

Je pense que les filtres simulés sont d’ordre 2 en 12dB/oct , il faudrait simuler un filtre 24dB type LR pour une phase inversée et c’est le filtre actif que j’ai mis en place.

Bonne soirée
Gilbert

[floury gerard]

Bonsoir Gilbert ,
le logiciel utilisé s'appelle Symétrix , de Catena , ici en version démo bridée mais largement suffisante pour ce que l'on a à faire en audio
je veux bien simuler ton linkvitz 24 dB , donne moi les éléments de tes filtres , constantes localisées ou AOP ? , je verrai ce que je peux faire
A+

[floury gerard]

Bonjour Gilbert,

le linkwitz Riley 24dB / oct est en place , avec comme prévu une réponse plate en sommation pure , une phase qui tourne de 360°

comment comptes tu precéder à partir de là ?

LR24 1.jpg (167.03 Kio) Vu 3080 fois

A+

[luckygipi]

Bonjour Gérard,

Merci pour ton schéma du LR24.

J'ai actuellement un filtrage IIR Minidsp 2 voies avec un filtre numérique JMLC 18dB + double ampli Hypex et me dirige vers une reconversion analogique à base de filtre actif chinois "à 4 sous" en 24dB LR pour tester la chaîne en analogique.

L’idée est d’utiliser mon préampli SRPP Anzai et mon AL2 Yves Cochet (sur la voie médium aiguë ) qui dorment dans un placard.

Je te joints le schéma du filtre analogique:

J'aimerai voir ce que donne une cordiff :
1) Simuler une Cordiff sur ce filtre après avoir inverser la sortie pour dire go ou nogo.
2) Par ailleurs j'ai demandé un schéma de cordiff pour l’ampli AL2 que j’ai initié sur le forum-bleu et pour lequel le forumeur Trappeur m'a aimablement
proposé de le faire et que j'attends avec impatience.

schema filtre sub chinois annoté.pdf

(272.58 Kio) Téléchargé 54 fois

Merci d'avance Gérard
Je parts demain en congé, je serai moins assidu en visite du site

[luckygipi]

Pour info sur le filtre: BP et distorsions

BP et disto filtre chinois SUB.jpg (115.33 Kio) Vu 3046 fois

Gilbert

[floury gerard]

Bonjour Gilbert,

voila la simulation de ton filtre sub ( destiné à tes deux 32cms si j'ai bien compris
la courbe à Fmax correspond bien à celle du constructeur jointe

pour la suite , si j'ai encore bien compris , tu souhaites raccorder ce filtre à un passe haut 24dB / oct destiné lui au 32cms plus compression pour la voie médium aigue ?

à réaliser en cellules AOP de type sallen key bien sur vu la taille des composants discrets ?

et cerise sur le gateau , appliquer une Cdif pour corriger l'ensemble ? ( là ne révons pas trop !)

Bonnes vacances , on en reparle quand tu veux

sub 1.jpg (190.58 Kio) Vu 2997 fois

[luckygipi]

Bonjour Gérard,

Super, je vois que tu maîtrises parfaitement ce logiciel et je te remercie d’avoir simulé mon schéma.

Oui ce filtre est bien destiné aux 2x32cms en basse.

Je voulais racheter un autre jeu de filtre sub et changer les composants pour en faire un passe haut pour mon coax Tannoy.

Je ne sais pas utiliser ce logiciel et ne sais pas non plus calculer les composants discrets de ce schéma pour les même fréquences de coupures que celles du Sub (disons entre 80 et 250Hz) .
Les cellules placées avant X2 me paraissent inutiles pour un passe haut.
Est-ce que tu saurais faire ça avec ton logiciel ?
Nota: le relevé de BP et distorsions est une mesure que j’ai effectué avec REW. Le vendeur AliExpress ne m’a rien fourni !

Merci pour ton implication

Gilbert

[floury gerard]

OK Gilbert , je vais te simuler le filtre passe haut correspondant aux fréquences de coupure que tu envisages
dans ton filtre actuel , la cellule X1 n'est qu'un bloc de gain 15dB ( courbe rouge) à impédance d'entrée nulle permettant de coupler les voies D et G : je pense que tu envisages un filtre par voie

X2 est un passe haut anti rumble je suppose ( courbe verte ) dont tu peux juger de l'utilité

X3 ( bleu ) premier passe bas 12dB / oct
X4 ( jaune ) second passe bas définissant la coupure finale à 24dB / oct

peut étre pourrais tu insérer le futur passe haut sous forme de carte fille dans le boitier éxistant ? , histoire d'utiliser les mémes alimentations

A+

sub 2.jpg (163.08 Kio) Vu 2937 fois

[luckygipi]

Merci pour tes explications. Oui, même alimentation et passe bas séparés droit et gauche.

L’idée est de racheter 2 autres filtres Sub, d’utiliser ce filtre uniquement en passe haut sans modifier le circuit imprimé autrement qu’en changeant des composants, court-circuitant ou en enlevant des AOP non utilisés.

Grosso modo garder x1, x3 et x4 pour un gain et 2 cellules passe haut 12dB pour faire 24dB.

Qu’en penses-tu ?
Gilbert

[floury gerard]

le passe haut 24dB , aux valeurs prés des composants , va étre constitué de deux cellules type X2
Tu auras la premiére , pour la seconde il faudra sans doute charcuter X3 ou X4 selon le plus simple sur le CI

[arnaud]

Cela arrive comme un cheveu sur la soupe, mais à l'époque où j'avais monté l'hybride corr.diff. j'avais testé un filtrage 'passe très bas 12dB/oct' par rebouclage extérieur, sans modification de l'ampli. Raccordé à des 30cm le résultat auditif était remarquable sans nécessiter de seconde voie filtrée pour le reste du spectre :
viewtopic.php?f=3&t=91&p=3378#p3378

[floury gerard]

Pourquoi pas , Arnault , comme Gilbert peut aussi essayer de jouer avec la coupure acoustique naturelle du médium , proche des 24dB / oct s'il est en bass reflex , et ajuster celle du filtre chinois ,
( sans doute étudié pour ça ) , pour obtenir un raccordement optimal

j'imagine qu'avec REW , que je ne connais pas encore , tout est permis si on a de quoi faire les mesures acoustiques qui vont bien

ce qui me fait penser au passage que la connaissance de cette coupure de l'enceinte peut étre utile pour déterminer celle du filtre passe haut à venir , qui devrait étre d'un ou deux octaves supérieure pour ne pas tomber dans le 48 dB / oct.....

[luckygipi]

L’enceinte est un baffle plan, basse comme médium, et le médium de 32 cm a une coupure Basse naturelle autour de 200Hz.
Le filtre 24 dB sur le médium sert de protection autour de la fréquence de coupure naturelle pour avoir un point de raccordement avec les basses à -6dB que je pourrais choisir au mieux.

Avoir une coupure haute pour les basse au niveau de de la Cordiff de l’ampli me va bien si je sais comment gérer la/les cellules dans la boucle.

Merci à vous
Gilbert

[luckygipi]

Le schéma mentionné par Arnaud et rappelé plus bas montre un retour sur une cellule 12dB.
Pour mon système je souhaiterais avoir un ensemble de cellules à 24dB pour éviter un recoupement sur le médium de 32cm qui est superbe en bas médium, c’est le HP des Little Red Monitor de Tannoy.



Est-ce faisable? Le préampli en amont possède un potentiomètre de sortie de 50k en sortie SRPP de 12AU7.

Gilbert

[luckygipi]

Si je comprends bien, le filtrage passe bas de l’ampli se fait via une contre réaction classique tandis que la Cordiff s’effectuerait en parallèle de cette contre réaction classique. N’y à t’il pas un risque avec une double CR?

Autre question : mon préampli srpp sort en asymétrique alors que mon ampli dédié aux basses a une entrée et sortie symétrique par rapport à la masse.
Est-ce que j’adapte avec un câblage asymétrique /symétrique ou bien avec un transformateur symetriseur ?

Est-ce qu’il y aura une perte de qualité sonore dans une solution ou l’autre en dehors du niveau à l’entrée de l’ampli?

Que de questions !
Merci

Gilbert

[arnaud]

Hello !
Le 'passe-très-bas 12dB/oct' est un système simple destiné à être ajouté en complément via de gros woofers à une chaîne faiblarde dans l'extrème grave :
viewtopic.php?f=3&t=91&p=3378#p3378
Cela demande un ampli supplémentaire dédié, non-inverseur et dont le gain doit être connu pour adapter le diviseur externe. L'ampli lui-même ne subit aucune modification en interne.
Pour la démo j'avais opté pour l'hybride avec corr.diff. car sa bande passante descend au Herz.

Cela fait longtemps que j'ai abandonné l'amplification multi-voies avec filtrage actif ou passif, remplacée par des enceintes bien conçues à HP coaxiaux via mes OTL DIY.
Je vais encore me faire des amis en affirmant que l'amplification multi-voies est une source permanente de questionnement, du genre 'est-ce bien optimisé ?'

[luckygipi]

Merci Arnaud pour ta vision sur le filtrage multivoies .

Aurais-tu une présentation générale de ton système montrant préamplificateur / amplis avec leur liaisons HP?

Est-ce que une double cellule 12dB dans la CR de l’ampli basse de ton schéma reviendra à avoir une coupure 24dB?

Merci
Gilbert

[floury gerard]

Sautant du coq à l'ane , voila Gilbert la modélisation que tu attends sur le passe haut 24db ainsi que son addition avec le passe bas correspondant
fréquence de recoupement ici = 200Hz , mais ajustable par actions simultanées sur les résistances R6/R5 ( 11.2 K ) et R8/R7
fréquences théoriques 1/( 2*PI*R6*C5)

LR 24 - 2.jpg (173.63 Kio) Vu 2780 fois

pas trés difficile à modifier sur le CI , supprimer le premier RC 1µ-10K , premiére cellule changer R3/R5 , choisir l'une des deux autres en inversant R et C
A+

[arnaud]

Aurais-tu une présentation générale de ton système montrant préamplificateur / amplis avec leur liaisons HP?

Hello Gilbert !
Avec les sources 'modernes' nul besoin d'étage préamplificateur...sauf pour le vinyle.
Ici le schéma avec la section vinyle et la sortie directe CD et DAB via le pot 10Klog :

Capture18-07-2024-11.43.43.jpg (119.87 Kio) Vu 2773 fois

Pas de contre-réaction dans la section vinyle qui a fait l'objet d'un fil assez copieux dans le forum :
viewtopic.php?f=3&t=67
avec un compte-rendu de Charlys :
viewtopic.php?f=3&t=67&start=300#p5561
Question ampli OTL corr.diff. en aval, on en reparle sous peu...

[luckygipi]

@ Gérard et Arnaud, c’est vraiment super, merci à vous deux, j’ai maintenant de quoi faire un choix entre:

1) La CR 24dB sur l’ampli de basse plus un signal non filtré sur mon coaxial qui coupe à 170/200Hz en baffle plan. À voir le comportement électrique du coaxial avec des fréquences basses présentes sous la fréquence de coupure.

2) Un filtre 24dB en basse et en médium plus traditionnel mais peut-être plus difficile à régler.

Restera les tests électriques et à écouter la 1 puis la 2.

Je regarderai avec grand intérêt la solution OTL + HP de Arnaud.

Merci pour votre aide qui m’a permis de voir une 2ème solution.

Gilbert

[luckygipi]

Gérard, te serait-il possible d’insérer une version de ton dernier schéma avec plus de détails, je n’arrive pas à lire les valeurs de composants.

Merci d’avance.

Gilbert

[floury gerard]

Voila le shéma seul agrandi , j"espére plus lisible

Bon courage pour la suite
A+

LR 24 2.jpg (128.12 Kio) Vu 2719 fois

[luckygipi]

Super
Merci

[arnaud]

Hello Gilbert !
Tu demandes des explications au sujet de l’OTL en correction différentielle, c’est un sujet relativement complexe, voilà en premier lieu le schéma complet à télécharger au format PDF :

OTL_CYCLOTRON_BLOC_MONO.pdf

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Quelques explications concernant la sortie vers le HP numérotée R4 ci-dessous…
L’étage de sortie est du type circlotron (2 alimentations sont nécessaires), en absence de signal audio le courant de repos tourne en huit à travers les tubes de puissance et les deux alimentations. Le courant et la tension entre les bornes de l’enceinte R4 sont nuls :

Signal nul_Repos.jpg (31.58 Kio) Vu 2679 fois

L’application d’un signal audio provoque un déséquilibre, une tension apparait entre les bornes de la charge R4, du courant y circule :
En classe A

SIgnal faible_Classe A_.jpg (32.05 Kio) Vu 2679 fois

En classe B un seul côté travaille :

Signal fort_Classe B_.jpg (28.68 Kio) Vu 2679 fois

Le montage circlotron offre en classe A une impédance de sortie divisée par deux par rapport à un PP classique (hors correction).
L’étage d’entrée travaille en courant constant, la correction différentielle est gérée par les NFET en série connectés directement aux bornes HP (R4). En absence de distorsions (amplitude et/ou phase) le potentiel de la cathode d’entrée ne varie pas ; en fait on y voit les distorsions résiduelles, ici les tensions grille et cathode :

PA292750.jpg (43.49 Kio) Vu 2671 fois

La tension continue résiduelle en sortie HP est stabilisés par une régulation PID (Proportionnelle, Intégrale, Différentielle), on peut s’amuser à retirer un à un les tubes de puissance en marche sans risque pour l’enceinte !
Un compte rendu d’écoute du second prototype est disponible dans les archives de René, voir tome 6 en date du 25 mars 2007 :
http://6bm8.lab.free.fr/docs_en_stock_177.htm

[luckygipi]

Merci Arnaud,
J’ai de la lecture pour plusieurs jours et peut-être aussi quelques migraines en perspective.

Encore merci à vous deux Gérard et Arnaud, on voit encore de l’aide dans les forums ça fait plaisir.

Gilbert