Filtrer une enceinte 3 voies avec le DSPiy pour les nuls

Voici un petit tuto pour filtrer simplement une enceinte.

Je n’ai aucune compétence particulière dans le domaine de l’audio, je ne fais qu’expliquer une méthode qui me parait adaptée mais bien sûr il y certainement bien mieux et je vais écrire des énormités.

Voici une enceinte Surround qui va être filtrée:

Cout total <100€ pour la paire (HP d’occasion venant d’enceintes JBL TLX6)

Mise en place :

Il nous faut : un PC avec carte son, REW pour la mesure et DStudio pour paramétrer le DSPiy ainsi qu’un micro de mesure.

On utilisera la sortie L analogique de la carte comme source connectée à l’entrée L du DSPiy (vu que l’enceinte est connectée sur cette voie), l’entrée L micro de la carte pour la mesure.

Le volume du DSPiy sera réglé vers -10dB.

On ouvre DStudio après avoir connecté le DSPiy au PC et l’on charge l’appli de référence 2x3 Analog. Ensuite on clique sur « Transfert APPLI vers RAM DSPiy ».

On vérifie que tous les filtres de l’onglet DS_Filtre et DS_Crossover sont bien en Bypass.

Premières mesures :

Il est intéressant d’avoir la courbe en réponse des HP sans filtrage.

On va commencer par la voie LOW (c’est moins risqué).

On place le micro à quelques centimètres du HP voir un peu plus si l’on veut avoir le BR, mais pas trop éloigné pour que la mesure ne soit pas trop perturbée entre autre par les réflexions de la pièce.

Certains dirons de faire des mesures fenêtrées, en quasi-anechoïde… c’est bien, mais compliqué, pas toujours réaliste et pour finir si c’est pour avoir une mesure de toute manière fausse …

Pour cela on va sélectionner uniquement cette voie dans l’onglet Accueil.

Ce changement demande de cliquer sur « Transfer APPLI vers RAM DSPiy » pour être pris en compte.

Dans l’onglet DS_Crossover on va sélectionner 5000 dans Freq et Link-Ril 24 dans Type.

Puis on clique sur « Transfert To DSP » pour transmettre ces infos au DSP.

Dans REW on clique sur « Measure ».

Dans la fenêtre qui s’est ouverte, on va sélectionner une plage de fréquence de 20 à 20000Hz.

Ces valeurs dépendent bien sûr du HP, le but étant d’avoir une mesure qui englobe la plage que l’on va utiliser sans l’endommager. Pour le tweeter on choisira une fréquence de Start bien plus haute que 20Hz.

Dans Level, on va tester à volume très faible, par exemple -30dB

On clique sur « Check Levels » pour générer du signal et vérifier les niveaux.

A l’écoute, le signal doit être plus haut que le bruit ambiant, mais il ne sert à rien de faire du bruit inutilement.

Ce serait dommage d’avoir une enceinte bien réglée tout en ayant abimé ses oreilles.

On va augmenter pour cela Level et ajuster éventuellement sur la carte son le gain du micro pour que REW indique que le signal est OK. Dans mon cas -19dB.

A ce moment, on a dans le DSPiy une appli que va transmettre du signal sur la voie LOW jusqu’à 5KHz, REW prêt à faire la mesure du HP.

On clique donc sur « Start Measuring » dans le plus grand silence.

Quelques secondes après on obtient une courbe.

On va décocher la phase qui ne nous importe pas vraiment.

On peut éventuellement déplacer le micro de quelques centimètres et refaire une mesure.

Là on commence déjà à voir que la précision est quelque chose de relatif.

On va nommer la courbe retenue en LOW FULL par exemple

Si tout c’est bien passé on peut faire de même pour la voie MID et HIGH.

En décochant L1 dans DStudio et en cochant respectivement L2 puis L3 en déplaçant le micro pour chaque HP.

Attention les tweeters sont fragiles, donc on y va doucement sur le niveau et les fréquences trop basses.

A partir de ces courbes, on peut vérifier si les fréquences de coupures sont judicieuse, on doit se trouver dans la plage +- linéaire du HP et dans des distorsions faibles.

Pour voir les 3 courbes on peut aller dans « All SPL »

Fréquences de coupures :

Dans l’onglet Crossover de DStudio on va introduire les fréquences de coupures pour chaque voie.

On pourrait choisir un autre type de filtre que le Link-Ril 24, mais ce type est simple, efficace et a fait ses preuves.

On n’oublie pas de cliquer sur « Transfert To DSP » pour activer les modifications.

A ce moment, il est intéressant de voir ce qui va sortir réellement du DSPiy.

Ce n’est pas obligatoire et demande un petit travail en plus.

Pour cela, on débranche le micro, on débranche complètement l’ampli et l’on câble la sortie LOW du DSPiy à l’entrée ligne de la carte son.

L’on coche les 3 cases L1 L2 et L3 dans l’onglet Accueil pour rétablir le signal sur les 3 sorties.

On adapte les niveaux et l’on lance une mesure sur REW que l’on va nommer LOW OUT.

On fait de même pour les 2 autres sorties.

Les 3 courbes relevées devraient être identiques aux 3 courbes affichées dans DStudio.

On remarque que la courbe de la voie High pique du nez, normal, j’ai oublié d’enlever la courbe de la calibration du micro.

On va donc commencer les vraies mesures.

On rebranche donc le micro placé à proximité du woofer. On rebranche l’ampli sans se tromper.

On pourrait continuer à faire des mesures comme précédemment, mais on va aller plus vite en utilisant le générateur et RTA de REW.

On clique sur « Generator »

et sélectionner Pink PN, il va générer un signal de bruit rose cyclique. On vérifie la case « RMS Level dB FS » pour avoir la même valeur que lors des premières mesures.

On clique sur RTA dans la fenêtre principale de REW

puis sur la roue dentée pour avoir ces paramètres :

On clique sur le bouton rouge pour commencer l’enregistrement temps réel.

On sélectionne la courbe LOW OUT dans la fenêtre principale de REW qui va nous servir de repaire.

On peut éventuellement faire déplacer la courbe en Y pour obtenir une meilleure concordance via Controls/ Offset / Add to data

On retourne à notre générator et clique sur la flèche verte pour envoyer le signal.

Et voici ce que l’on obtient.

On va donc corriger la courbe pour l’aplanir. (mais sans exagérations)

Pour cela on va utiliser principalement des PEQ.

Le principe général :

Utiliser le moins possible d’EQ (sa tombe bien, il n’y en a pas de trop dans une appli 2x3 du DSPiy)

Eviter les corrections avec boost positif pour éviter de saturer. (en tous cas ne pas en abuser)

On dispose d’une fréquence centrale, d’un Q qui va déterminer la largeur de la correction (faible = large, haut= étroit) et d’un boost pour le gain de cette correction.

Vu que ce sont des corrections HP, on devrait le faire dans l’onglet Crossover, mais cet onglet est sécurisé, il faut donc à chaque modif faire un Trnasfert et il n’y a pas beaucoup d’EQ de disponible.

On va donc dans l’onglet DS_Filtre.

Là chaque changement se fait en temps réel, il suffit de jouer avec les cases, on verra le résultat dans la fenêtre RTA et sur le graphique de DS_Studio qui affiche la correction effectuée.

La case à cocher Bypass permet de désactiver un filtre sans perdre ses valeurs, pratique pour voir avec ou sans et tester plusieurs combinaisons.

Voici un premier résultat :

J’ai utilisé 2 EQ et j’en ai 2 de disponibles en Crossover.

Mais vu que les EQ de l’onglet Crossover ne jouent que sur une seule voie contrairement à ceux de DS_Filtres qui jouent sur les 3 voies, je vais recopier uniquement l’ EQ proche de la fréquence de coupure en Crossover. Je conserve ainsi un EQ qui pourra me servir par la suite.

Et évidemment le mettre en Bypass dans l’onglet DS_Filtre.

Fini pour le moment pour la voie Low, je retourne dans l’onglet Accueil pour activer la voie Mid uniquement et déplace mon micro vers ce HP.

A la réflexion, j’aurais peut-être du diminuer légèrement la fréquence de coupure pour éviter le creux à 650Hz qui est visible sur ma courbe LOW FULL.

Et même chose pour la voie MID.

Avant correction :

Après avec la mention « peut faire mieux ».

Et enfin la voie High corrigée.

J’aurais pu couper plus haut, ici je profite de la pente naturelle du HP qui vient se rajouter à celle du filtre.

A ce moment j’ai utilisé 1 EQ de DS_Filtre et il m’en reste 1 en Crossover.

J’ai chaque HP qui est filtré et théoriquement plat dans la plage de fréquence qui lui est destinée.

Etape suivante, l’alignement temporel

Un des grands avantage des DSP est de pouvoir créer des délais que l’on utiliser pour aligner les centres des HP vu qu’un HP que retarder le signal sur un HP correspond à le reculer physiquement.

Pour cela on va devoir s’éloigner de l’enceinte pour des questions de trigonométrie. (problème inexistant avec un HP coaxial)

Vu qu’il s’agit d’un Suround je vais directement me mettre en position d’écoute.

On active les 3 voies et générator ON (éventuellement on augmente un peu le volume vu que l’on s’est éloigné)

Voici le résultat :

Vers 42Hz une belle pointe, c’est connu, c’est ma salle, donc un EQ à -10dB pour la gommer à tout jamais.

Pour le reste, on va en premier lieu adapter les niveaux de chaque voie.

Pour cela on dispose des gains par voies, mais idéalement il faut au moins dégrossir avec les commandes de volume de chaque ampli.

Là encore attention à la saturation, on préfère donc diminuer le gain.

Pour avoir une courbe moins accidentée, on peut sélectionner dans la fenêtre RTA Mode : RTA 1/3 octave.

Petite remarque sur mes courbes sans aucun rapport, une capture d’écran me crée une microcoupure du signal de ma carte son d’où des différences entre la ligne rouge qui est le max mesuré et la noir qui est perturbée par cette coupure.

Il existe plusieurs méthodes pour mesure le délai de chaque HP.

Via l’impulse ou en visualisant le niveau à la fréquence de coupure.

Vu que pour le moment on fait presque tout en RTA, autant continuer en vérifiant les niveaux.

On active la voie Low et Mid, générator et l’on observe ce qui se passe dans ce cet exemple à 650Hz. (je me suis remis en 1/12 d’octave)

Voici :

Rien de bien anormal, on clique sur Save afin de garder cette courbe affichée.

On va activer la case Inv :

Avec bien sûr le « Transfert ».

En rouge le courbe non inversée que j’ai sauvegardé et en noir la courbe en inversant le HP Mid.

On voit bien que sa plonge preuve que les 2 HP fonctionnent en phase opposée et donc s’annulent respectivement dans la zone de recouvrement.

On aurait pu avoir l’effet inverse, ce qui aurait indiqué un HP mal câblé, mais aussi un ampli qui inverse… on a toujours une chance sur deux dans ce type de cas.

On va garder cette inversion et jouer avec les délais afin d’avoir le signal le plus faible autour de 650Hz. Logiquement il faudrait retarder le HP MID et pourtant dans mon cas c’est bien la voie Low que je dois retarder de 15 sample soit 0,156ms. (ma position d’écoute n’est parfaitement dans l’axe de l’enceinte et donc toujours cette trigonométrie)

On décoche la case Inv et l’on doit avoir logiquement le max de niveau vu l’addition des 2 HP.

On fera de même entre Mid et High pour 3000Hz dans mon exemple.

Et voilà, l’enceinte est en ordre.

Il est conseillé de sauver l’appli pour pouvoir réutiliser ces réglages par la suite.

Correction de la pièce :

J’ai déjà coupé la raisonnace que j’avais à 42Hz, on va tenter de corriger d’autres problèmes.

A savoir, on ne corrige que les bosses, les creux sont une annulation à la zone d’écoute et l’on ne peut malheureusement rien y faire avec un DSP.

La position du micro va aussi interférer, il suffit de le déplacer de 20cm pour avoir de nouvelles bosses là où il y avait un creux.

Idéalement, il faudrait faire une série de mesures dans la zone d’écoute, en faire la moyenne, déduire la correction et l’appliquer et tout recommencer.

Il est aussi inutile et périlleux de vouloir s’attaquer au haut du spectre.

On utilise les EQ de l’onglet DS_filtre et c’est un jeu d’enfant en RTA.

Pour finaliser et avoir une « belle » courbe, on lance une Measure

Voici mon résultat en 1/6 d’octave : (menu Graph puis sélection de la résolution désirée)

Et les filtres utilisés :

Super on a terminé.

Oui et non, on peut maintenant adapter la courbe à ce que l’on aime comme rendu.

En général on augmente les basses et diminue le haut du spectre.

Là je conseille de créer plusieurs presets avec des courbes différentes, d’écouter et de sélectionner celle qui convient le mieux.

Par exemple :

En vert un EQ en plus à 90Hz Q=2 Boost=3 et High-Shelf à 2000Hz Q=0,5 Boost-5

Voilà, c’est long écrire, mais pas si compliqué à faire.

Bien entendu si vous appliquez ce qui est écrit ci-dessus, c’est à vos risques et périls.

Et l’enceinte de droite ? désolé le titre c’était « filtre UNE enceinte ». Ok, il suffit de faire un « Copy L-R ». Tous les filtres créés en L seront recopiés en R.

Mais l’on revérifiera tout de même l’ensemble pour être certain d’avoir 2 enceintes identiques.

Et après ? On écoute de la musique et malheureusement on va se dire qu’il doit être possible d’avoir un meilleur résultat et l’on recommence en modifiant par exemple les fréquences de coupures, le type de filtre … rajouter une transformée de Linkwitz ….

On pourra ainsi créer différents presets et les comparer.

Toujours bien sauvegarder son travail avec un nom qui rappelle celui du preset.