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Lire la deuxième partie ici.

L'intégration d'un caisson de basse - et dans mon cas, de deux caissons de basse - dans un système à deux canaux implique de nombreux facteurs. Le premier consiste à trouver un bon emplacement pour le subwoofer. Pour cela, les recherches menées par Todd Welti sur le placement des caissons de graves dans une pièce rectangulaire constituent une excellente source d'information. Dans les deux premiers articles de cette série, j'ai examiné trois méthodes différentes de connexion d'un caisson de graves au système. Dans cette dernière partie, j'aborderai l'alignement temporel du caisson de graves avec les enceintes principales et je comparerai 5 stratégies de crossover populaires.

Alignement temporel du caisson de basse

L'objectif d'une bonne installation stéréo est de faire en sorte que, dans la mesure du possible, le son direct de tous les haut-parleurs et subwoofers arrive simultanément aux oreilles de l'auditeur afin de réduire les incohérences de phase. La façon la plus précise d'y parvenir est de s'assurer que les enceintes principales se trouvent à la même distance mesurée d'un microphone placé à l'endroit où la tête de l'auditeur se trouverait normalement. À l'aide d'un diagramme de réponse aux impulsions et de tonalités d'essai, vous devriez observer un seul pic d'impulsion important au temps zéro, qui représente l'emplacement de l'auditeur. Si vous observez deux pics d'impulsion, l'un des haut-parleurs devra être rapproché ou éloigné du microphone pour que les deux pics d'impulsion n'en forment plus qu'un seul, ce qui indique que l'alignement temporel est réussi.

Prenons l’exemple de l’image ci-dessous, où les deux soldats qui marchent à l’avant représentent les enceintes principales, tandis que le camarade derrière eux symbolise un caisson de basse. Les deux soldats à l’avant sont « alignés temporellement », car ils avancent côte à côte, et « en phase », puisque leurs jambes droites sont levées à l’unisson. Le soldat à l’arrière est également en phase, avec sa jambe droite levée, mais il accuse un retard d’un cycle par rapport aux soldats de devant, et n’est donc pas aligné temporellement avec eux. Positionner un caisson de basse derrière les enceintes principales sans utiliser de traitement numérique du signal pour retarder ces dernières engendre des basses lentes ou paresseuses, légèrement en retard sur le rythme de la musique, bien que le caisson soit en phase avec les enceintes.

Placer un subwoofer à côté d’une enceinte principale et sur le même plan ne garantit pas un alignement temporel, en raison du « retard de groupe » du subwoofer : un décalage dans le signal émis par les basses fréquences, causé par l’excursion du haut-parleur, le filtre de coupure (crossover), l’enceinte ou le traitement du signal. La meilleure façon d’assurer un alignement temporel précis est d’utiliser une correction numérique de la pièce ou un traitement numérique du signal (DRC/DSP) intégré à la chaîne de lecture.

Lorsque le DSP est disponible, positionnez le caisson de basses là où sa réponse en fréquence est optimale, c’est-à-dire là où il est le plus puissant aux fréquences les plus basses, avec une réponse en fréquence plate ou décroissante, et des creux à une fréquence supérieure au point de coupure attendu. Ensuite, mesurez le temps de retard du haut-parleur le plus proche par rapport au microphone du ton de réponse impulsionnelle, et procédez de la même manière pour le caisson de basses. Utilisez la différence entre ces deux valeurs pour retarder la source de son la plus rapide. Par exemple, si le délai du haut-parleur est de 2 ms et celui du caisson de basses de 5 ms, alors le DSP retarderait le haut-parleur de 3 ms (5 ms - 2 ms = 3 ms) pour garantir un alignement temporel.

Lorsque le DSP n’est pas disponible dans la chaîne stéréo, le subwoofer devra être aligné temporellement de manière physique plutôt que numérique.* Pour ce faire, utilisez une tonalité de test de réponse impulsionnelle, déplacez chaque subwoofer et mesurez son temps de retard jusqu’à ce qu’il corresponde à celui des enceintes principales. Ne vous inquiétez pas si un caisson de basses se retrouve contre le mur latéral, en avant du plan des enceintes principales. La figure 2 montre que l’emplacement « A » du subwoofer offre la meilleure réponse en fréquence mesurée, tandis que l’emplacement « B » garantit le meilleur alignement temporel. Une bonne stratégie consiste à mesurer la distance entre le subwoofer et le microphone, puis à utiliser cette distance pour tracer un arc imaginaire comprenant d’autres zones qui offrent un bon alignement temporel. Enfin, choisissez l’emplacement sur cet arc qui offre la meilleure réponse en fréquence.

Réglages du filtre entre les enceintes principales et les subwoofers

À la recherche d’une meilleure reproduction sonore en stéréo, j’ai étudié différentes options de filtrage entre mes enceintes principales et mes deux subwoofers, en comparant cinq approches populaires couramment utilisées : la norme home cinéma 80 Hz/24 dB ; les fréquences décalées ; les fréquences superposées ; la pente très prisée de 6 dB/octave ; et l’approche consistant à faire fonctionner les enceintes principales sur toute leur gamme (« run-the-main-speakers-full-range »). J’ai utilisé ma salle d’écoute comme un véritable « laboratoire » pour déterminer les meilleurs réglages de filtre pour chaque option à des fins de comparaison. Je vous encourage à expérimenter de la même manière avec différents réglages dans votre propre pièce. Les effets acoustiques de la pièce sont trop imprévisibles pour que je puisse vous recommander mes résultats avec une certitude absolue. En expérimentant, vous devriez être en mesure de mieux comprendre votre situation et, au minimum, de vous amuser.

Lorsque j’ai reçu mon DAC à 8 canaux d’exaSound, je l’ai associé à JRiver Media, un logiciel populaire pour organiser et diffuser de la musique en continu, doté de riches fonctionnalités DSP. Par rapport à un DAC stéréo à 2 canaux, les possibilités d’intégration des enceintes principales et de la paire de caissons de basses ont augmenté de façon exponentielle grâce aux 8 canaux d’exaSound. La capacité de contrôler la fréquence et la pente du filtre, le délai, la polarité, le volume et l’égalisation paramétrique au niveau de chaque enceinte ou subwoofer était une découverte pour moi, n’ayant jamais expérimenté le home cinéma ni les récepteurs AV multicanaux. J’étais strictement un adepte du stéréo. Et bien que des outils DSP comme MiniDSP ou DIRAC m’intriguent, mon DAC multicanal, le logiciel JRiver et le Dayton Audio OmniMic me fournissent tous les outils nécessaires pour optimiser le placement des subwoofers et des enceintes dans pratiquement n’importe quelle pièce.

5 Réglages de croisement les plus courants

En utilisant le logiciel JRiver, j’ai comparé plusieurs options de crossover populaires entre mes enceintes et mes subwoofers. Les voici, accompagnées de leur description :

A. Option de filtre « Home Theatre Favourite » : empruntée au domaine du home cinéma, cette option croise les enceintes principales et les subwoofers à 80 Hz en utilisant respectivement des filtres passe-haut et passe-bas de 24 dB/octave.

B. Option de filtres « décalés » : les enceintes sont filtrées à une fréquence plus élevée que les subwoofers, de sorte que leurs « queues »—leur réponse décroissante en dessous de leur fréquence de coupure—comblent l’écart entre les deux fréquences de coupure. Ainsi, un filtre d’enceinte réglé sur 80 Hz continuera à fonctionner à 70 Hz et en dessous, laissant passer les basses fréquences à des niveaux sonores réduits ; de même, un filtre de 50 Hz sur le subwoofer continuera à fonctionner à 60 Hz et au-delà. L’utilisateur peut optimiser la distance de décalage et les pentes selon ses besoins.

C. Option de filtres « superposés » : les enceintes principales sont filtrées à une fréquence inférieure à celle des subwoofers, la quantité de superposition et les pentes étant laissées au choix de l’utilisateur.

D. Option de filtre « 6 dB par octave » : les partisans de cette option soutiennent que les pentes douces sont idéales pour une intégration transparente et avec un impact minimal sur la phase. Il s’agit essentiellement d’un filtre superposé avec une longue « queue », du moins d’après ce que je peux en juger. J’ai commencé par utiliser des filtres de 6 dB pour les enceintes et les subwoofers, mais je n’obtenais pas une bonne réponse en fréquence. J’ai donc décidé de filtrer les enceintes à 6 dB et les subwoofers avec une pente plus raide.

E. Option de filtre « Run The Speakers Full Range » : Comme le recommande le Dr Earl Geddes pour une meilleure intégration des basses, les enceintes fonctionnent sur toute leur plage sans filtre passe-haut. Ne trouvant pas les pentes qu’il préconise pour les subwoofers, j’ai emprunté l’approche de l’option « D » et décidé de filtrer le subwoofer avant, situé près des enceintes, à 6 dB pour une meilleure intégration, tout en utilisant une fréquence de crossover assez basse. Le subwoofer situé à l’arrière de la pièce, derrière le fauteuil d’écoute, était réglé avec une pente de 18 dB et une fréquence plus élevée.

Les tests ont été réalisés sans égalisation et se sont concentrés sur la plage des basses fréquences, de 20 à 500 Hz. Des mesures brutes ont été employées.

_{Figure 3. Comparaison des réponses en fréquence de cinq réglages de filtre populaires. Les gagnants des 1^er et 2^e places étaient respectivement « E » et « C », en fonction du degré de correspondance entre leurs courbes réelles et ma courbe cible.}

L’option « Run The Speakers Full Range », avec le subwoofer avant réglé sur une pente de 6 dB/octave, a été la grande gagnante ! Faire fonctionner les enceintes en pleine gamme offre plus de sources de basses pour lisser la réponse en fréquence. L’utilisation d’un filtre à faible pente sur un subwoofer de 15″ nécessite un point de croisement très bas, qui était ici fixé à 32 Hz, bien que 27 Hz et 20 Hz aient également donné de bons résultats. L’écoute a confirmé que les options E et C étaient celles qui sonnaient le mieux. Je pense que le chevauchement joue un rôle important. Avec l’option E, le subwoofer avant, avec une pente de 6 dB commençant à 32 Hz, présentait une longue queue (par exemple, seulement -12 dB à 128 Hz). Avec l’option C, il y avait déjà un chevauchement de +1 octave (par exemple, de 48 Hz à 98 Hz) avant même de prendre en compte les queues des enceintes et des subwoofers. Dans les deux cas, le son était plus riche, plus immersif et moins « maigre » qu’avec les options B et D. L’option A, quant à elle, était simplement correcte.

Le processus d’intégration optimale d’un caisson de basses dans un système stéréo comporte de nombreuses étapes, dont certaines dépendent du type de sources musicales utilisées, qu’elles soient analogiques ou numériques. Cette intégration implique plusieurs choix—connexion du subwoofer, alignement temporel, réglages du crossover, DRC/DSP—qui peuvent avoir un impact significatif sur la réponse en fréquence et la qualité sonore perçue. Par exemple, le timbre et la tonalité sont grandement influencés par le décalage ou le chevauchement des crossovers entre un caisson de basses et une enceinte, par l’ampleur de ce décalage ou chevauchement, et par l’endroit précis du spectre des fréquences où il se produit. Comme les goûts personnels jouent un rôle essentiel dans la perception de la qualité sonore, je vous encourage vivement à expérimenter. Vous découvrirez peut-être que votre imagination (et votre patience) pour tester, mesurer et évaluer la configuration idéale entre enceintes et caisson de basses porteront leurs fruits, vous offrant la meilleure qualité sonore que vous ayez jamais entendue dans votre pièce. Bonne chance !

* Si vous ne disposez pas de DSP dans votre chaîne de signal pour aligner vos enceintes avec vos subwoofers, le tableau suivant indique les distances physiques (en pouces) entre un subwoofer et la position d’écoute. Pour l’adapter à votre situation, vous devrez calculer la distance entre les enceintes et le fauteuil, et peut-être contacter le fabricant de votre caisson de basses pour obtenir la valeur du Group Delay de celui-ci. L’intersection de ces deux valeurs dans le tableau montre la distance alignée temporellement du caisson par rapport à la position d’écoute.