Filtrage passif

[TONTON MARC]

Je n'ai peut être pas tout compris mais au départ il y avait une résistance de 8,2 Ohm en entrée de filtre donc je ne vois pas comment on peut dire que le filtre était calculé pour 8ohm? Au moins (en oubliant le passe bas pour simplifié) le passe haut devait bien voir les 8,2 ohm en série avec le hp non?

[Alfa Romeo]

Non, la resistance serie de 8.2 est juste la pour creer une chutte de tension a ses bornes ce qui correspond a environ -5 db. Cette resistance n' intervient pas dans le calcul des composants. Pour avoir -7 db, il aurait fallu passer a une resistance de 12 ohms mais ce n' est pas la bonne solution. Ce type d' attenuateur serie est utilise parfois avec des valeurs R plus faibles

[TONTON MARC]

Non, la resistance serie de 8.2 est juste la pour creer une chutte de tension a ses bornes ce qui correspond a environ -5 db. Cette resistance n' intervient pas dans le calcul des composants. Pour avoir -7 db, il aurait fallu passer a une resistance de 12 ohms mais ce n' est pas la bonne solution. Ce type d' attenuateur serie est utilise parfois avec des valeurs R plus faibles

Par quel miracle cette résistance n'intervient-elle pas dans le calcul des composants?

[Alfa Romeo]

La resistance de 8.2 n' est pas chargée par le filtre, elle est en amont du circuit. C' est comme si tu avais 2 composants en serie : la resistance et l' ensemble filtre + HP. Le filtre gere la charge cad le HP. Imagine 2 composants en serie soit la resistance et l' ensemble filtre + HP

[fr6]

Bonjour,

Tonton Marc à raison :

avec la R de 8.2 ohms, on a :

atténuation dans la bande = -5.5dB
coupure basse : 431 Hz à -3dB
coupure haute : 9.08 kHz à -3dB
pic : +6.75dB à 6.3 kHz

Sans la R on a :

coupure basse : 501 Hz à -3dB
coupure haute : 8.03 kHz à -3db
pic : +11dB à 6,4kHz
la réponse n'est pas plate, mais avec +1dB à 761 Hz suivi d'un large creux de -4.4dB centré sur 2.6kHz.

Pour que la R n'intervienne pas dans la fonction de transfert du filtre (sauf atténuation bien entendu), il faudrait que l'impédance d'entrée de ce filtre soit rigoureusement constante, donc purement résistive, ce qui est très loin d'être le cas !

A+
Francis

[Alfa Romeo]

Salut Francis,

Tu utilises quel soft pour visualiser la courbe de reponse d' un HP avec son filtre? Merci

Admettons qu' il n' y ait pas la resistance de 8.2 ohms
A 6000 Hz, l' impedance de l' AUDAX PR170 ZO fait 14 ohms

Par rapport aux calculs, j' ai mis 1 mH a la place de 0.5 mH (L2) pour le PR170 a partir de 1500 / 2000 Hz

[fr6]

Bonjour Alfa,

J’utilise EWB (electronic-workbench) qui est ancien mais très costaud et pratique parce que je le connais bien
Mais la capture écran ne marche plus, il faut que je répare ça… En attendant j’ai photographié mon écran !!

Bon : le filtre d’origine est calculé selon Butterworth, c’est un deuxième ordre prévu pour couper à 6 kHz sur une impédance de charge de 14 ohms résistive.
Le calcul théorique donne :
L = 0,525 mH
C = 1,339 µF

La première photo ci-dessous montre la simulation de ce filtre, chargé par une résistance pure de 14 ohms.

En réalité, le HP n’est pas assimilable à une R pure : c’est une R en série avec une self (dont la valeur n’est pas constante). On doit le modéliser en première approximation par un circuit RL série.
La valeur de L donnée dans ma doc Audax est de 0,73mH et c’est avec cette valeur que j’ai simulé hier, mais elle est fausse… J’ai recalculé la valeur de L entre 1 et 10kHz et je trouve environ 0,2 mH, et jusqu’à 0,23 mH vers 10 kHz.
J’ai utilisé la valeur de 0,2 mH dans les simulations suivantes.

La deuxième photo te montre le résultat de la simulation avec le HP modélisé par sa Rdc de 6,2 ohms et sa self de 0,2 mH.
Comme tu peux le constater :
- la coupure à –3dB est à environ 1,63 kHz
- on arrive à –6dB vers 5,1 kHz
- pic à –0,6 dB vers 10,9 kHz
- coupure à –6dB à 13,7 kHz

Autrement dit sur charge réelle le filtre est loin de donner les résultats escomptés…
Introduire dans les calculs la valeur d’impédance lue sur la courbe, ici 14 ohms à la fréquence de coupure choisie de 6 kHz, n’est pas du tout satisfaisant !

D’ailleurs je me questionne sur le choix des formules de Butterworth pour un filtre d’ordre 2 : ces formules donnent des coupures à –3 dB, alors qu’avec l’ordre deux on raccorde à –6 dB, en inversant la polarité de branchement d’un des HP.
Un tel filtre ne peut pas raccorder convenablement… c’est à peu près n’importe quoi…

La troisième photo montre le comportement du filtre avec la R de 8,2 ohms en série :
- atténuation de –7,16 dB
- coupure basse –3 dB à 371 Hz
- coupure haute –3 dB à 3,23 kHz
- pic à –6,39 dB vers 9,78 kHz

La dernière photo montre le filtre avec atténuateur R1-R2 avant le HP :
- atténuation –8,17 dB
- coupure basse –3 dB à 483 Hz
- coupure haute –3 dB à 2,34 kHz

Il n’y a plus de pic avec cette version, mais plus de haut-médium non plus entre 2,34 kHz et la fréquence où le tweeter reprend…

Voilà ce que je peux dire pour l’instant.
A partir de là, on peut choisir une autre manière de calculer ce filtre, avec par exemple un raccordement à –6 dB et une coupure de type Bessel ou Linkwitz-Riley. Les formules donneront des valeurs de départ théoriques, qu’on affinera ensuite par simulations et essais successifs.

Bon courage et à bientôt
Cordialement
Francis

[Alfa Romeo]

Bonsoir Francis,

Est-ce que tu pourrais faire une simul' avec une valeur de 0.73 mH pour l' inductance de la bobine du PR170 , avec 1 mH pour le filtre passe-bas puis 0.5 mH .

Merci pour ton aide

[fr6]

Bonjour Alfa,

la valeur de 0,73 mH est fausse : une bobine de 40mm de cette longueur et en 1 seule couche ne peut pas avoir une telle inductance !

D'ailleurs la courbe d'impédance monterait beaucoup plus haut dans l'aigu avec cette inductance.

Erreur de typo sans doute dans les docs Audax, le 2 est devenu 7...
Donc 0,23 mH est très certainement la valeur correcte.

A+
Francis

[Alfa Romeo]

Ok, merci pour la reponse.
Est-ce que passer la self de 1 mH a 0.5 mH elargirait de maniere significative la bande passante d' apres ton soft de simul' ?

Merci

[fr6]

Bonjour Alfa,

en passant à 0,5mH la coupure haute monte vers 5,5 kHz, à 0,47mH on passe à 6,2kHz.

Dans le bas, ton condo de 27µF est trop petit : avec la coupure naturelle du PR170, qui s'ajoute à la coupure électrique, on se retrouve avec -3dB vers 800Hz...

Il faudrait que tu passes à 47µF pour descendre vraiment à 600Hz.
Cependant, en coupant au premier ordre tu ne caches peut-être pas assez la résonance principale du HP, vers 150Hz (selon volume clos de la boite...).
Audax préconise un filtre passe-haut d'ordre 3, et c'est que j'ai utilisé avec le PR170Z0 qui résonne plus haut, c'est vrai !
Ils indiquent pour le M0 un filtre avec 38µF-1,2mH-53µF et j'avais trouvé pour le Z0 après plusieurs essais les valeurs 40µF-1mH-47µF qui sont assez proches finalement.
Alors que les calculs sans tenir compte de la coupure naturelle donnent 22µF-1,6mH-33µF !!!

En coupant au troisième ordre le bas-médium est moins aboyant, les voix masculines plus ouvertes, moins caverneuses.

Bref :
0,5mH en passe-bas ça ira beaucoup mieux.
47µF en passe-haut ça ira beaucoup mieux
troisième ordre en bas ça ira encore un peu mieux

A+
Francis

[Alfa Romeo]

J' ai retrouvé le filtre proposé par AUDAX

[Alfa Romeo]

Bonjour,

J' ai opté pour une attenuation de l' Audax PR170 en virant la resistance serie de 8.2 et en cablant un pont diviseur Rs + Rp. Le resultat est excellent : tres bon equilibre boomer / medium, disparition des "S" sur les voix.

Seul bemol, la frequence de coupure basse du medium est plus élevée, la charge etant passée de 8 ohms/600 Hz à 9.6 ohms.
J' ai le choix : soit augmenter la valeur du condo de 27 µF, soit filtrer le Gamma 12" un peu plus haut.



MERCI

[fr6]

Bonjour Alfa,

pour moi il était clair que le filtre de départ faisait un beau pic dans l'aigu, rine de tel pour accentuer les sifflantes !

Essaye aussi d'augmenter le condo de 27µF, qui te fait couper un peu trop haut : la coupure naturelle du Pr170 s'ajoute à celle du filtre, et tu es à -3dB vers 900Hz à vue de nez.

33µF ne va pas faire beaucoup de changement, 39 serait mieux, j'ai peur que 47µF soit un peu trop fort... à essayer.
Tu peux aussi le couper au troisième ordre comme le préconise Audax, je vais simuler le filtre, pour voir.
A+
Francis

[fr6]

Re-Bonjour Alfa,

la simulation du filtre proposé par Audax est en photo ci-dessous.
Les coupures sont à 320Hz et 5,2kHz à -3dB.

La réponse du filtre corrige même un peu celle du HP : le filtre fait une petite bosse à 400 suivie d'un creux à 600-800, ce qui corrige l'escalier que le HP fait entre 400 et 600, et la bosse dans le médium centrée sur 6-700.

Mais je trouve que la réponse du filtre est plutôt montante dans l'aigu, et comme le HP l'est aussi... C'est bien en sono, parce qu'il faut que la puissance rayonnée soit constante, mais en hifi où on écoute à peu près dans l'axe ce n'est pas idéal.

Je propose un filtre un peu différent, avec coupure basse plus haute pour répondre à tes 600Hz, et coupure haute comme précédemment, avec 0,5mh et 1,5µF qui semble te satisfaire. Photo du bas.
Sinon la coupure basse avec juste 39µF ça doit marcher aussi.

A+
Francis