Filtre actif analogique 2 voies Butterwoth 6dB DIY [abandon]

[Laurent S]

Projet abandonné au moment de passer commande (voir la raison page 4) mais toutes les informations sont profitables au débutant qui souhaite réaliser un projet similaire.
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Bonjour à tous,

Je sollicite à nouveau votre aide pour un nouveau projet. Ou plus justement pour la suite de mon projet global.
En effet lors de mon premier poste (ici : http://www.homecinema-fr.com/forum/travail-de-groupe-diy/probleme-d-appairage-2sj74bl-2sk170bl-fini-en-amperotron-t30045933-285.html) j'ai abouti par la construction d'un Amperotron pour mes large bande et d'un kit Audiophonics pour les graves.
J'ai eu depuis peu de temps pour la hifi pour cause de rénovation intensive de ma maison mais mes essais en bi-amplification en filtrage actif numérique ont aboutis sur un réglage qui sort très fortement du lot.
C'est ce réglage que j'aimerai reproduire en filtrage actif analogique pour me passer du DCX aux qualités de conversion N/A très controversées.


Tout d'abord je vous présente ma config :
- Sources :
PC de salon avec transport M2Tech Hiface Two en RCA
Squeezbox branchée en optique
Lecteur DVD de salon branché en SPDIF (inutile de préciser le modèle …)
Platine vinyle DENON DP-47F au repos car je n'ai plus de pré-RIAA (c'est un prochain projet )

- Transport/filtrage/DAC :
Toutes les sources arrivent sur un SRC2496 (Ultramatch pro de Behringer) qui communique en AES/EBU avec un DCX2496. Ce dernier me sert à filtrer les fréquences, atténuer le grave puis à convertir les signaux en analogique pour attaquer les 2 amplis.

-Amplis :
Comme dit plus haut un Ampérotron pour la partie large bande et un kit « AUDIOPHONICS APD86 MKII Amplificateur Stéréo LM3886 2x68W » (en fait 2x50W dans mon cas pour 8ohm) pour la partie grave.

- Enceintes :
Baffles plans DIY. La forme et les dimensions sont celles du « Tiny Alnico Open Baffle » (http://www.lowther-america.com/TinyAlni ... affle.html).
Mais les HP sont différent : Large bande Supravox 215RTF64 bic et Eminence Alfa15.

Après avoir pas mal joué avec les réglages du DCX, en passant en revue toutes les pentes d’atténuation, tous les fréquences de coupure entre 100Hz et 400Hz, les réglages automatiques de délai avec un micro, mesures sous ARTA, égalisation paramétrique et j'en passe... Aucune configuration ne sautait à mes oreilles comme étant meilleur qu'une autre ni même franchement différente à l'écoute à part en terme de timbre.
C'est finalement à l'oreille que j'ai fini par chercher en repartant de 0 et le réglage que je vais vous présenter ma immédiatement surpris comme étant radicalement différent en terme de précision de la scène sonore, punch/impact et réalisme amélioré.
Alors bien sur il existe certainement un réglage encore meilleur mais là, pour le moment et avec le peu de temps qui m'est permis de consacrer à la hifi DIY, ça suffit largement à mon plaisir musical .

Voici donc la configuration du DCX que je cherche à reproduire avec des AOP (ou autre si vous avez de meilleurs idées) :
- Passe-bas Butterworth 6dB à 200Hz pour le grave
- Passe-haut Butterworth 6dB à 290Hz pour le large bande (oui j'ai bien mis 90Hz de séparation...)
- Une égalisation du grave de -12dB à 1kHz à cause d'une bosse de l'Eminence Alpha15 que la pente de 6dB ne suffit pas à masquer.
- Atténuation du grave par rapport au L-B de 5dB. Surprenant sur un baffle plan...
- Polarité normal et phase = 180° pour le grave. Sur ce point je me demande si 180° ne correspond pas tout simplement à une polarité inversée...
- Polarité inversée et phase = 0° pour le L-B. Sur le coup j'ai trouvé ça bizarre mais ça doit peut-être s'expliquer par la filtration. Sur ce point inutile d'utiliser un AOP, je pense que j'arriverai à câbler les L-B à l'envers .
J'ai cru comprendre qu'il fallait mettre un buffer en entrée et en sortie pour s'assurer du bon fonctionnement du filtre en évitant que les impédances des appareils autour ne viennent perturber les réglages.

J'aurai préférer que ça sonne mieux avec une configuration linkwitz-riley 12, 24 ou 48dB sur lesquels on trouve facilement tout ce qu'il faut pour se débrouiller tout seul mais alors pour du Butterworth en 6dB je ne trouve pas comment faire...


L'idée globale de ma chaîne hifi est d'obtenir une restitution la plus réaliste et vivante possible avec une scène sonore blufante ! Alors si vous pensez qu'un filtre actif analogique est une mauvaise idée en ce sens n'hésitez pas à me stoper.
Par contre si le meilleur choix est en mono-amplification avec filtre passif je doute que mon budget hifi actuel puisse me le permettre. Mais n'hésitez pas, toute solution mérite réflexion .
Pouvez-vous m'aider dans la réalisation de ce projet ? Je pense pouvoir le réaliser en juillet, c'est en tout cas ce que j'ai réussi à négocier avec ma femme
J'espère vous lire bientôt, en attendant je continu de chercher !

[fiscal]

Bonjour

tu peux télecharger le logiciel de texas instrument pour simuler tes filtres actifs. C'est gratuit et très facile de prise en main !

sinon tout est là ;
http://www.ti.com/lit/an/sbfa001c/sbfa001c.pdf

[Grand_Floyd]

Bonjour Laurent,
Les buffers en entrée servent à s'immuniser des différentes configurations qu'on peut rencontrer et dont les impédances vont influer sur le filtre! Si on connaît l'impédance de sortie de la source qui va attaquer le filtre, ainsi que celle d'entrée de l'ampli qui va suivre on peut se passer de ces buffers et calculer le filtre avec ces impédances.Mais cela suppose qu'on ne changera jamais les appareils en amont ou/et en aval.Donc,pour un côté pratique, il vaut mieux conserver ces buffers qui vont plus résoudre de problèmes qu'en créer! Mais si on est puriste...
Une rotation de phase à 180° se résout simplement (comme tu le suggère) en inversant la polarité au HP,puisqu'elle correspond à une inversion de la phase. Les filtres du commerce intègrent une inversion de phase pour des questions pratiques!
Un filtre actif analogique selon mes expériences (en numérique : DCX2496, BSS FDS366T,en analogique : CX3400 et ALTEC 1631A) est meilleur musicalement parlant.
Après, le choix en mono-amplification avec filtre passif me parait délicat à mettre au point sur ton système, du fait que l'Ampérotron est un amplificateur de courant. Sans compter les adaptations de niveau nécessaires compte-tenu du rendement des HP.Mais c'est toujours possible!
Pour la suite,je sens une discussion qui n'est pas prés de se terminer!

[tcli]

C'est ce réglage que j'aimerai reproduire en filtrage actif analogique pour me passer du DCX aux qualités de conversion N/A très controversées.

controversées par qui ?
Avec quel DAC si supérieur au DCX va tu faire la conversion N/A ?

Pour la suite,je sens une discussion qui n'est pas prés de se terminer!

Fallait pas commencer

[Grand_Floyd]

Controversé au moins par moi et probablement par beaucoup d'autres!Je ne sais pas si on doit accuser les convertisseurs eux-mêmes ou les circuits analogiques après conversion ou je ne sais trop quoi,toujours est-il qu'à l'écoute ce type filtre est loin de la qualité que peut attendre un audiophile!Le BSS est un peu mieux que le DCX tweaké, mais c'est pas ça quand-même!Ces appareils sont surtout pratiques pour la mise au point!

[tcli]

toujours est-il qu'à l'écoute ce type filtre est loin de la qualité que peut attendre un audiophile!

Ah ok , c'est donc ça....
Je ne dois pas être suffisamment audiophile.
Pas grave, je vais faire autre chose.

[Invite211]

heeeeuuuu ... Sinon, cause projet actif abandonné, j'ai ça à vendre :

http://www.audiomodule.com/xov11.html

[Grand_Floyd]

toujours est-il qu'à l'écoute ce type filtre est loin de la qualité que peut attendre un audiophile!

Ah ok , c'est donc ça....
Je ne dois pas être suffisamment audiophile.
Pas grave, je vais faire autre chose.

Je n'ai pas dit ça,je ne te connais pas et ne sais pas avec quoi tu fonctionnes!Ce que je sais,c'est que j'ai pu vérifier par moi-même ce que valaient ces filtres et je trouve que ça ne fait pas suffisamment de musique!Tu penses bien que si j'avais été satisfait de mon DCX,je l'aurai gardé et pas remplacé par un filtre analogique.J'ai quand-même gardé le BSS pour le cas ou je voudrais optimiser un autre système,mais depuis un bon moment,il dors tranquillement dans un coin.Ca me fait penser qu'il faudrait que je le fasse fonctionner un peu ,histoire que les condos chimiques ne se dessèchent pas.
Ceci est mon point de vue et je respecte ceux qui prennent du plaisir avec ces appareils,mais on est aussi sur un forum pour échanger des idées et si possible faire avancer les choses!

[kepa1]

Voici donc la configuration du DCX que je cherche à reproduire avec des AOP (ou autre si vous avez de meilleurs idées) :
- Passe-bas Butterworth 6dB à 200Hz pour le grave
- Passe-haut Butterworth 6dB à 290Hz pour le large bande (oui j'ai bien mis 90Hz de séparation...)
- Une égalisation du grave de -12dB à 1kHz à cause d'une bosse de l'Eminence Alpha15 que la pente de 6dB ne suffit pas à masquer.

bonjour, juste 2 remarques en passant:
- avec ces pentes faibles et ces fréquences de coupure tu vas avoir une réponse accentuée entre 200 et 300hz,
- une solution économique pour du 6db est le filtrage passif "niveau ligne" ou PPLXO en anglais - en bref ça se fait avec des R et des C sur le signal bas niveau, avant l'ampli

[Grand_Floyd]

Je pense que Laurent a choisis ces fréquences et ces pentes après des tas d'essais avec son DCX (très utile pour cela) et qu'il a trouvé que ce sont ces réglages qui collaient le mieux à son système!

[fiscal]

Voici donc la configuration du DCX que je cherche à reproduire avec des AOP (ou autre si vous avez de meilleurs idées) :
- Passe-bas Butterworth 6dB à 200Hz pour le grave
- Passe-haut Butterworth 6dB à 290Hz pour le large bande (oui j'ai bien mis 90Hz de séparation...)
- Une égalisation du grave de -12dB à 1kHz à cause d'une bosse de l'Eminence Alpha15 que la pente de 6dB ne suffit pas à masquer.

bonjour, juste 2 remarques en passant:
- avec ces pentes faibles et ces fréquences de coupure tu vas avoir une réponse accentuée entre 200 et 300hz,
- une solution économique pour du 6db est le filtrage passif "niveau ligne" ou PPLXO en anglais - en bref ça se fait avec des R et des C sur le signal bas niveau, avant l'ampli

En effet, le décalage des fréquences de coupures d'un filtre de ce type permet un" croisement des courbes" à -6dB (en tous cas c'est ce qu'il faut viser). Dans ce cas, pas de bosse dans la réponse globale.

Ceci dit, pourquoi avoir choisi une pente si faible? c'est à peine plus compliqué de le réaliser en 24dB ?

[Laurent S]

Ouaahhhh... Quelle activité sur ce forum !!! Vous m'impressionnez toujours plus

Je vais répondre dans l'ordre chronologique de vos réponses :

@fiscal : Merci pour ce lien vers la doc de Filter Pro, je l'ai lu entre midi et 2 et je pense que j'ai tout ce qu'il me faut pour tenter de créer un filtre par moi même, tout du moins du point de vue schématique.
Je posterai mes résultats pour vérification quand j'en aurai sorti quelque chose.
Mais à la lecture de cette doc je me rend compte qu'il faut que je potasse un peu puisqu'il en ressort, si j'ai bien compris, qu'un filtre Butterworth peut être de type sallen-key ou autre (j'ai pas encore tout imprimé ) alors que je pensait que c'était des filtres différents. Bon j'ai lu rapidement, j'en tire pas encore d'enseignement fiable...

@Grand Floyd :

on peut se passer de ces buffers et calculer le filtre avec ces impédances.Mais cela suppose qu'on ne changera jamais les appareils en amont ou/et en aval.

Je vais garder le buffer d'entrée J'ai dans l'idée de changer les sources (DAC, phono, que sais-je encore...)

Après, le choix en mono-amplification avec filtre passif me parait délicat à mettre au point sur ton système, du fait que l'Ampérotron est un amplificateur de courant.

C'est justement pour cela que je préfère faire joujou avec un filtre actif, bien moins couteux, mais me réserve l'espoir de pouvoir en réaliser un un jour (j'aime bien tester toutes les possibilités)

Pour la suite,je sens une discussion qui n'est pas prés de se terminer!

C'est pour ça que j'ai fixé une date butoire en juillet pour la réalisation ... et après cette date ... on modifiera le filtre !

@tcli : Je lis tout et son contraire sur les qualités de ce DCX non modifié et même modifié. J'en tire actuellement un pied d'enfer par rapport à ce que j'ai pu avoir comme qualité sonore dans mon salon, mais je souhaite par le billet de cette nouvelle réalisation vérifier si je ne peux pas aller plus loin en changeant de DAC (ce qui semble être le seul point "controversé" de cet appareil). Je n'exclue pas un retour possible au DCX et le garderai de toute façon pour de futures tests de mise au point.
Je passerai dans un premier temps par le SRC2496 qui à meilleur réputation (et que je possède) et testerai avec le DacMagic que j'ai prêté à mon père (s'il veut bien me le rendre puisqu'il l'aime tellement ). Et enfin avec un DAC DIY (surement un kit) qui fera l'objet d'un nouveau poste, mais là c'est sûrement pas cette année...

@alfredom : Bien tenté mais il ne fait pas ce que je cherche (Butterworth -6dB) et il est déjà tout monté ... pas drôle

@kepa1 :

avec ces pentes faibles et ces fréquences de coupure tu vas avoir une réponse accentuée entre 200 et 300hz,

Tu veux dire atténuée non ? Peut-être, je n'ai pas mesuré, mais quand je raccorde plus proche ça ne sonne plus du tout réaliste en terme de scène sonore et de dynamique. C'est vraiment flagrant !

une solution économique pour du 6db est le filtrage passif "niveau ligne" ou PPLXO en anglais - en bref ça se fait avec des R et des C sur le signal bas niveau, avant l'ampli

C'est ce que je voulait faire à la base mais si j'ai bien compris ce type de filtration est impérativement à calculer en fonction des impédances des appareils qui précèdent et succèdent. Le jour où tu change une source ou un ampli tu peux tout refaire
Enfin c'est ce que j'ai compris, corrige moi si je me trompe ! Ce serait une très bonne piste vu le peux de temps (et d'argent) que je peux consacrer à autre chose que la rénovation de ma maison.

@Grand Floyd :

Je pense que Laurent a choisis ces fréquences et ces pentes après des tas d'essais avec son DCX (très utile pour cela) et qu'il a trouvé que ce sont ces réglages qui collaient le mieux à son système!

C'est exactement ça comme je l'expliquait sur mon (long) message d'ouverture, j'ai du tester une bonne centaine de configurations, dictées d'abord par les mesures, puis par la logique, puis par l'illogisme et c'est l'absurde qui l'à emporté à mes oreilles... Pourquoi ça ne m'étonne pas ?

@fiscal :

En effet, le décalage des fréquences de coupures d'un filtre de ce type permet un" croisement des courbes" à -6dB (en tous cas c'est ce qu'il faut viser). Dans ce cas, pas de bosse dans la réponse globale.

Je suis pas sur de comprendre. Est-ce que tu confirme que le décalage est une bonne idée pour avoir une réponse globale plate ?

Ceci dit, pourquoi avoir choisi une pente si faible? c'est à peine plus compliqué de le réaliser en 24dB ?

Choix imposé par le résultat sonore sans comparaison avec les autres types de filtres que permet le DCX.
Et il aurait été en fait plus simple de réaliser un filtre à pente plus raide. Les informations pleuvent sur internet. Alors que pour un Butterwoth 6dB faut chercher longtemps.

[fiscal]

@fiscal :

En effet, le décalage des fréquences de coupures d'un filtre de ce type permet un" croisement des courbes" à -6dB (en tous cas c'est ce qu'il faut viser). Dans ce cas, pas de bosse dans la réponse globale.

Je suis pas sur de comprendre. Est-ce que tu confirme que le décalage est une bonne idée pour avoir une réponse globale plate ?

Ceci dit, pourquoi avoir choisi une pente si faible? c'est à peine plus compliqué de le réaliser en 24dB ?

Exactement. Si les deux Fc sont identiques (passe bas et passe haut), les courbes se croiseront à -3dB, et la réponse résultante donnera une bosse de +3dB à Fc. Il faut donc décaler les deux Fc, pour que la réponse soit plate (ou à peu près) . Le coeficient théorique entre les deux Fc est de 1,32, pour un gain nul au centre.

[Laurent S]

Le coeficient théorique entre les deux Fc est de 1,32, pour un gain nul au centre.

Cela voudrait dire que si mon passe-bas est à 200Hz, mon passe-haut théorique devrait être à 200Hz x 1,32 = 264Hz ?
Si c'est le cas je testerai et testerai également PB=220Hz - PH=290Hz pour voir s'il y a du mieux avec ces 2 configurations.

En attendant je fini la construction de ma terrasse en bois, vivement les barbecue !

[Laurent S]

Bon j'ai eu un peu de temps aujourd'hui pour tester FilterPro 3.1 qui est extrêmement simple d'utilisation pour le débutant et méditer sur la typologie du filtre.

Commençons par une question sur FilterPro : il permet de concevoir un filtre particulier (passe-haut, passe-bas...) mais à priori il ne permet pas de concevoir le filtre complet, càd un buffer, suivi d'un passe-bas, suivie d'un notch, etc... J'ai loupé une option?
Il me permettra donc de concevoir chaque filtre indépendamment mais pas de simuler l'ensemble (du genre que donne graphiquement un passe-bas suivi d'un notch).

Maintenant la conception schématique du filtre :
Je pense qu'il faut commencer par un buffer en entrée (commun aux 2 voies) puis séparation :
- Voie large-bande : [Passe-haut Butterworth -6dB à 290Hz] -> OUT
- Voie Grave : [Passe-bas Butterworth -6dB à 220Hz] -> [Notch à 2kHz -12dB Q=1] -> [Ajustement de niveau -5dB] -> OUT

Ca c'est la configuration la plus simple qui correspond à mes besoin (au passage merci fiscal pour le coefficient de 1.32, en réhaussant le passe-bas du grave je conserve tous les avantages avec un peu plus de corps ) mais maintenant discutons-en un peu :
- L'ordre des filtres pour la voie grave est-il le bon? Y-a-t'il en fait un ordre à respecter ?
- Ne doit-on pas mettre un buffer en sortie? Là je me dit que comme l'OPAMP est le dernier composant il fait office de buffer ... j'ai bon?
à ce sujet Mr Linkwitz met une résistance de 196 ohm en sortie de chaque voies, il appel ça line-driver, pour éviter des problèmes d'oscillation des OPAMP à cause des câbles de liaison aux amplis. Est-ce une pratique courante ou cela ne concerne que les OPA2134 et OPA2604 dont il parle?
La suite des questions est en rapport avec mes lectures sur le site Linkwitzlab. Est-il utile de rajouter :
- Un filtre passe bas de 140 kHz pour luter contre les perturbations RF ?
- Un filtre passe-haut de 2 Hz sur le grave pour éviter le courant continue venant d'une source ? (et 2 Hz me paraît bas avec une pente de 6dB... à moins qu'à ce niveau de fréquence cela tende vers l'infini ?)
- Ais-je oublié une étape importante ?
Je me doute bien que si Mr Linkwitz ajoute ces étapes dans ses filtres c'est qu'il y a un intérêt mais le gain est-il supérieur à la perte de qualité par l'ajout de composants sur le trajet du signal ? Avez-vous fait l'expérience ?

C'est tout pour ce soir et c'est déjà un bon début, je pense avoir déjà ouvert quelques portes.
Maintenant je repense à GrandFloyd qui disait "Pour la suite,je sens une discussion qui n'est pas prés de se terminer! ". Sur le coup je n'était pas sur de comprendre mais maintenant c'est très clair
Et encore je ne vous ais pas encore demandé conseil pour le choix des OPAmp ni de la qualité d'alim à y adjoindre

Sur ce je vous souhaite une bonne nuit et vous dit certainement à demain !