Lire la première partie ici.

Analyse des différentes approches

J'ai voulu réaliser une expérience qui compare les trois approches d'intégration des basses discutées dans la partie 1. Aucune égalisation paramétrique n'a été utilisée ; j'ai plutôt utilisé les réglages du crossover, la phase du subwoofer et les réglages de volume, ainsi que l'ajout d'un délai et d'une polarité pour l'approche la plus sophistiquée : #3. Les meilleurs réglages pour chaque approche ont été comparés. 

Vous trouverez ci-dessous un graphique de réponse en fréquence montrant la meilleure courbe que j'ai pu générer pour chaque approche. On y voit également la courbe cible souhaitée, c'est-à-dire l'objectif à atteindre pour chaque courbe. L'axe X du graphique représente une plage de fréquences de 30 à 300 Hz, l'axe Y représente l'intensité sonore par incréments de 3 dB, tandis qu'un lissage au 1/24e d'octave a été utilisé pour obtenir des résultats plus granulaires. Un gain de salle trop important en dessous de 30 Hz a rendu les mesures douteuses et les trois courbes ont suivi une trajectoire identique au-dessus de 300 Hz.

Ligne NOIRE : ma courbe cible : une pente de 10dB de 25 à 200Hz

Ligne verte : Approche 1 : Passe-haut des enceintes principales à 80Hz @ 24dB de pente, les deux caissons de basses Passe-bas 80Hz @ 24dB de pente

Ligne bleue : Approche 2 : Passe-haut 140Hz @ 6dB de pente, les deux caissons de basses Passe-bas 100Hz @ 18dB de pente

Ligne ROUGE : Approche 3 : Passe-haut 67Hz @ 24dB de pente, passe-bas du caisson de basses avant 74Hz @ 12dB de pente et passe-bas du caisson de basses arrière 80Hz @ 12dB de pente avec un délai de 3 millisecondes et une polarité inversée.

La basse et les mathématiques : Quantifier la variance de chaque courbe

Pour avoir un deuxième regard sur les courbes, j'ai fait appel à mon ami data scientist qui a utilisé trois méthodes mathématiques différentes appelées "entropie", "coefficient de corrélation" et "erreur absolue moyenne pondérée" pour calculer la variance de chaque courbe par rapport à la courbe cible. Chaque méthode est une approche différente de la quantification du taux d'erreur. 

Les comparaisons de variance :

Le tableau confirme l'idée que les courbes d'échantillonnage se rapprochent de la courbe cible lorsqu'il y a plus de flexibilité de contrôle pour chaque haut-parleur et caisson de basse. Pour chaque méthode mathématique ci-dessus, c'est l'approche 3 qui se rapproche le plus de la courbe cible. Ce n'est pas une grande surprise, car lorsque des commandes "locales" existent pour chaque source sonore, elles offrent une flexibilité maximale pour adapter le son à votre goût, ce que l'approche 3 offre le plus par rapport aux autres approches. Les commandes globales peuvent fonctionner pour les canaux gauche ou droit et/ou pour les fréquences gauche-haute ou gauche-basse (idem pour la droite), mais leur efficacité et leur précision ont des limites.

Notes d'écoute

Approach 1 était ma première expérience avec des subwoofers, c'était donc excitant et divertissant. J'utilisais généralement un volume trop élevé en raison de la nouveauté du subwoofer et de mon envie d'entendre ce qu'il pouvait faire. Avec trop de basses, la réponse n'était pas bien contrôlée et, comme je n'utilisais pas de filtres d'égalisation paramétriques, elle pouvait être bruyante à certaines fréquences. Il n'y avait pas de moyen numérique d'aligner les subwoofers entre eux et avec les enceintes principales, j'ai donc utilisé le contrôle de phase de l'amplificateur à plaque du subwoofer pour obtenir la meilleure réponse au point de croisement et en dessous, comme le montrent les graphiques de réponse en fréquence en temps réel. Cependant, cela signifie que les basses du caisson de basses étaient retardées par rapport à celles des enceintes principales d'un ou plusieurs cycles, ce qui les faisait arriver un peu en retard par rapport au rythme de la musique. Cet effet de "basses lentes" n'était pas agréable à écouter.

L'approche 2 m'a séduit par ses basses moins bruyantes, plus articulées et globalement meilleures. La flexibilité accrue offerte par cette configuration a permis de nombreuses expérimentations, ce qui était amusant, et a contribué à faire évoluer la courbe de réponse en fréquence dans la bonne direction. Malgré les mêmes difficultés d'alignement temporel qu'avec l'approche 1, la réponse en fréquence plus douce sonnait très bien.

L'approche 3 permettait d'entendre davantage l'attaque transitoire principale d'une note, comme le claquement d'une grosse caisse ou le pincement d'une basse droite. Lorsqu'une guitare basse était jouée très rapidement (par exemple par Brian Bromberg ou Jaco Pastorious), il était plus facile d'entendre les notes de basse individuelles en tant qu'événements sonores distincts qu'avec les autres approches. Cette amélioration est due à l'alignement temporel des subwoofers entre eux et avec les enceintes principales. Il n'y avait pas d'effet de boomerang et toutes les notes graves sonnaient de manière égale et articulée. Par rapport à l'approche 1, il semble y avoir moins de basses (l'approche 1 étant typiquement trop présente et bruyante), ce qui peut convenir à un audiophile, mais pas nécessairement à un amateur de basses ou de films d'action. Les basses de l'Approche 3 ont surpassé celles de l'Approche 2 en termes de douceur, d'intégration et d'articulation.

Pour améliorer encore le son obtenu par l'une de ces trois approches, je suggère de prendre les mesures suivantes : 1) appliquer l'égalisation à la région des basses pour mieux adapter la réponse en fréquence réelle à la courbe cible, 2) aligner dans le temps tous les caissons de basse et les haut-parleurs, et 3) réduire les longs temps de décroissance des basses pour les aligner davantage sur les temps de décroissance des médiums (par exemple, les temps de décroissance moyens des basses sont environ deux fois supérieurs aux temps de décroissance moyens des médiums). Ces étapes importantes de l'optimisation des basses dépassent le cadre de cet article.

Conseils pratiques et découvertes intéressantes

Tout au long de mon parcours d'optimisation des basses, quelques éléments sont apparus comme des découvertes intéressantes :

• La question du chevauchement entre la fréquence de crossover du caisson de basse avant et celle des enceintes principales. La plupart des articles que j'ai lus suggèrent d'utiliser une fréquence de crossover identique entre les enceintes principales et les subwoofers afin d'assurer une transition en douceur entre les deux. Peut-être que si des pentes différentes avaient été utilisées, mes résultats auraient été différents. Pour mettre les choses en perspective, les points de croisement de 74 Hz du caisson de basse avant et de 67 Hz des enceintes principales ne sont séparés que de deux demi-tons/notes, ils sont donc très proches l'un de l'autre. Tout chevauchement supplémentaire risque d'embrouiller les graves et les bas médiums.

• Placer les subwoofers de manière à ce qu'ils complètent leurs courbes de sortie respectives. Le subwoofer avant avait une bonne sortie au-dessus de 50 Hz et peu en dessous en raison de sa position dans la pièce, loin des limites. Le caisson de basses arrière, situé près d'un coin, avait une très bonne sortie dans les graves (20-50 Hz), ce qui compensait les basses plus faibles du caisson de basses avant. Ensemble, ils ont fait un très bon travail d'approximation de la courbe cible.

• Les pièces sont trop imprévisibles et nécessitent des ajustements incessants du placement et des réglages du caisson de basse. Se fier uniquement à ses oreilles pour trouver le placement idéal d'un subwoofer, sans l'aide d'un logiciel de mesure, est à mon avis une mauvaise stratégie. Les mesures sont nécessaires pour noter l'effet d'une modification du système ou des réglages afin de déterminer si l'on va dans la bonne direction. Les oreilles doivent être utilisées pour le test subjectif final.

• Une courbe qui mesure bien peut ne pas sonner très bien. Cela m'a surpris, car je pensais que si la courbe A mesurait mieux que la courbe B, alors A devait sonner mieux. Je pense que les artefacts de phase introduits par les filtres d'égalisation paramétriques sont en cause. En fin de compte, une courbe cible, et tout écart souhaitable par rapport à celle-ci, est en grande partie une question de goût personnel. C'est pourquoi je propose à mes clients plusieurs courbes cibles afin qu'ils puissent trouver celle qui leur convient le mieux.

L'intégration d'un ou de plusieurs caissons de basse dans une installation stéréo peut s'avérer complexe et longue. Pour faciliter l'installation, les mesures acoustiques sont essentielles pour extraire les meilleures performances d'un subwoofer, en montrant en temps réel si une fréquence de croisement et une pente, ou un changement de volume ou de phase, ont un effet positif ou négatif sur la qualité du son. Lorsque les basses sont alignées sur les enceintes principales et que les fréquences de coupure vous ont permis d'atteindre votre courbe cible, vous l'entendrez. Vous le sentirez. Votre plaisir musical et votre satisfaction émotionnelle augmenteront, et vous vous surprendrez peut-être à rechercher dans votre bibliothèque musicale de la musique riche en basses afin d'entendre ce qui vous manque.

Lire la conclusion ici.