Comment régler la fréquence de croisement des haut-parleurs ?
Les croisements et les fréquences de croisement peuvent être un langage intimidant pour le profane de la stéréo. Mais si vous cherchez à obtenir le meilleur son de votre système, les crossovers sont inévitables.
Les croisements aident à séparer le flux de fréquences complet circulant vers votre système dans les plages de fréquences appropriées pour chacun de vos haut-parleurs. Sans crossovers, vos tweeters essaieront de pousser le gros signal de basse, ce qu'ils ne peuvent pas, et votre subwoofer essaiera de tweeter le haut de gamme, pour lequel il n'est pas conçu.
Si vous voulez un son de qualité supérieure, apprendre à régler la fréquence de croisement des haut-parleurs est un must absolu.
Qu'est-ce qu'un croisement (fréquence) ?
Bien qu'une partie de cet article puisse devenir technique, le nom ne l'est certainement pas. Un crossover est un appareil électrique ou électronique qui filtre le signal électronique dirigé vers vos haut-parleurs. En conséquence, chaque type d'enceinte ne reproduit que la gamme de sons pour laquelle elle a été conçue. Il fait passer le chemin du signal d'un tweeter à un woofer, ou d'un woofer à un subwoofer.
Une fréquence de croisement est le niveau de fréquence en Hertz qui est défini comme une coupure. Tout ce qui se trouve en dessous de cette fréquence va à un haut-parleur bas de gamme, et tout ce qui se trouve au-dessus va à un haut-parleur haut de gamme.
Par exemple, la fréquence de croisement recommandée standard pour un subwoofer est de 80 Hz. Dans un sens très basique, cela signifie que toutes les fréquences inférieures à 80 Hz seront lues par le subwoofer. Tout ce qui est plus aigu ne sera pas lu par le subwoofer.
À quoi servent les croisements ?
Lorsqu'un haut-parleur est touché par une fréquence trop basse pour qu'il puisse la gérer, le pauvre essaiera quand même. Cela provoque une distorsion et un son boueux, et généralement terrible. À l'autre extrémité des choses, un gros haut-parleur bas de gamme comme un woofer ou un subwoofer est conçu pour gérer les fréquences des médiums inférieurs et des basses.
Si vous envoyez des signaux haute fréquence à un subwoofer, ils interfèrent avec les sons graves qu'il est censé produire. Le rendre peu clair et grossier. Vous ne joueriez pas de la flûte à l'intérieur d'un tuba ou ne souffleriez pas un tuba dans un bec de flûte et vous vous attendriez à ce qu'il sonne bien. Les systèmes d'enceintes sans crossovers sont les mêmes.
Comment fonctionnent les croisements ?
Les crossovers, qu'ils soient électriques ou électroniques, fonctionnent sur un principe de filtrage. Ils ne divisent pas le signal électronique qui traverse vos fils et en envoient un peu ici et un peu là-bas. Au lieu de cela, ils travaillent pour bloquer ou au moins réduire considérablement les parties du signal passant à différents points.
Prenons comme exemple un filtre passe-haut de 3,5 kHz
Le nombre de 3,5 kHz fait référence à un ensemble de fréquences de croisement assez standard pour protéger les tweeters des dommages et de la distorsion que les basses fréquences peuvent causer. Si vous installez un crossover réglé à 3,5 kHz, il filtrera les fréquences inférieures à ce niveau afin que seules les fréquences plus élevées atteignent votre tweeter.
Pour ce faire, il supprime la force du signal dans les basses fréquences. Ces filtres utilisent -3dB comme standard au point de fréquence de coupure. À partir de là, ils augmenteront le nombre de décibels supprimés en fonction de la pente de croisement, que j'expliquerai plus tard, jusqu'à ce qu'ils soient essentiellement inaudibles et n'aient que peu ou pas d'effet sur l'enceinte.
Comme nous le verrons également plus tard, ils ne le font pas parfaitement, et différents croisements ont différents niveaux d'efficacité.
Configuration de vos fréquences de croisement
Étant donné que le titre de cet article est "Comment définir la fréquence de croisement des haut-parleurs", il est grand temps que j'arrive à cette partie.
La plupart des systèmes stéréo ont trois types de cônes de haut-parleurs :les tweeters, les woofers et les subwoofers. Ceux-ci représentent les aigus, les médiums et les graves de votre profil sonore. Mais je suis sûr que vous le savez déjà.
Cependant, ce que vous devez faire lors de la définition des fréquences de croisement est de sélectionner deux points, ou deux coupures de fréquence si vous le souhaitez. Cela sépare ensuite le signal électronique en trois plages distinctes.
Les seuils les plus courants pour les croisements
Filtre passe-bas :80 Hz (jusqu'à 100 Hz)
Filtre passe-haut :* 3 500 Hz (jusqu'à 3 000 Hz)
*Ce numéro passe-haut devrait vous sembler familier. Plus tôt, j'ai utilisé 3,5 kHz comme exemple. Eh bien, le "k" en kHz signifie "kilo", qui signifie mille, et est utilisé dans toutes les mesures métriques (kilomètre, kilogramme, même kilooctet). Ainsi, 3,5 kHz équivaut à 3 500 Hz.
Quelques informations importantes
L'ouïe humaine peut détecter des sons à des fréquences aussi basses que 20 Hz et aussi élevées que 20 000 Hz. Bien sûr, cela dépend de la personne, de son âge et de sa capacité auditive spécifique. Tout ce qui est inférieur à 20 Hz est du domaine des infrasons d'éléphant, et tout ce qui est supérieur à 20 000 Hz entre dans la gamme des sifflets de chien.
Alors, voici comment les fréquences de croisement décomposent un signal audio . Avec votre passe-bas réglé à 80 Hz et votre passe-haut à 3 500 kHz, les haut-parleurs prennent les plages suivantes :
- Caisson de basses :20-80 Hz
- Grave :80-3 500 Hz
- Tweeter :3 500-20 000 Hz
Tout ce qui est plus bas ou plus haut dans le signal sera techniquement toujours dirigé vers le subwoofer et le tweeter, respectivement, mais vous n'entendrez rien. Votre chien ou votre éléphant de compagnie pourrait, cependant.
Différents types de croisements
Maintenant que nous savons ce que sont les fréquences de croisement et les valeurs standard auxquelles elles sont normalement définies, il est temps de parler de la façon de choisir et d'installer des croisements dans votre système.
Il existe généralement trois types de croisements qui sont utilisés à la fois dans les systèmes stéréo domestiques et les systèmes stéréo de voiture. Ceux-ci incluent les croisements actifs, les croisements de composants passifs et les croisements en ligne. Je souhaite les expliquer en détail, car comprendre les différences entre eux vous aidera à choisir ce qui convient le mieux à votre système.
Croisements actifs
Comme son nom l'indique, les crossovers actifs doivent être alimentés activement, normalement via une alimentation 12V DC. Soit via une connexion électrique ou des batteries et doit également être mis à la terre (ou « mis à la terre » au Royaume-Uni). Cela rend leur installation plus difficile. Bien que cela puisse être gênant, les avantages des crossovers actifs l'emportent généralement largement sur les inconvénients.
Les crossovers actifs ont besoin d'énergie pour fonctionner car ce sont des appareils électroniques qui filtrent les signaux électriques grâce à l'utilisation de condensateurs et de résistances variables. Ils sont câblés dans votre système entre le récepteur et l'amplificateur afin qu'ils ne traitent que les signaux de faible puissance.
En filtrant ces signaux avant l'amplification, vous n'avez pas besoin de gaspiller de l'énergie en amplifiant les signaux puis en les bloquant.
Fonctionnement des croisements actifs
Les crossovers actifs utilisent généralement des entrées RCA. Ils divisent votre signal en deux paires de sorties RCA gauche et droite, qui vont ensuite dans votre ampli et dans les haut-parleurs individuels.
Un crossover actif comprendra un filtre passe-bas pour garder le son des basses pur et propre de votre subwoofer, et un filtre passe-haut pour s'assurer que les médiums causant de la distorsion n'atteignent pas vos tweeters.
Ils peuvent également inclure un filtre passe-bande, qui coupe les basses et les hautes fréquences et isole les fréquences qui iront à votre ensemble d'enceintes principal (en particulier dans les systèmes stéréo de voiture).
Personnalisation du son
La plupart des crossovers actifs vous offrent des commandes de volume sur chacun des canaux qui les traversent. Certains vous permettent même de régler l'égalisation, ce qui vous permet de modifier votre paysage sonore global. Et, bien sûr, ils vous permettent de régler vos fréquences de croisement sur les points exacts qui sonnent le mieux dans votre système.
Même s'ils sont plus chers, pour toutes ces raisons, je recommande toujours les croisements actifs pour la plupart des chaînes stéréo tant que leur alimentation est une option. Voici quelques excellentes options de croisement.
Soundstorm SX310 Crossover 3 voies
Un crossover actif abordable avec deux filtres produisant trois canaux de sortie. Cet appareil comprend également des commandes de niveau, une commande de déphasage, une pente de croisement sélectionnable et une amplification des basses qui tirent le meilleur parti de votre subwoofer.
PRV Audio EX4.6 Pro répartiteur 4 voies
Il s'agit d'un crossover de milieu de gamme avec un filtrage à 4 voies idéal pour les systèmes stéréo de voiture. Vous pouvez définir vos fréquences de croisement pour cibler les canaux haut, haut-moyen, bas-moyen et bas pour une précision accrue. Il comprend également une amplification des basses en plein essor sur le canal du subwoofer pour faire trembler et trembler votre véhicule si c'est votre truc ?
Clarion MCD 360 Crossover 3 voies
Dans la même gamme que le PRV Audio, ce crossover donne trois canaux de sortie. Il dispose également d'un contrôle de niveau pour votre subwoofer et d'une amplification des basses jusqu'à +16 décibels.
Croisements de composants passifs
Les croisements passifs, en revanche, sont peut-être plus pratiques. En effet, ils n'ont pas besoin d'être alimentés et sont de simples composants électriques. Ils utilisent des inductances et des condensateurs pour filtrer les fréquences indésirables et constituent une technologie assez basique.
C'est ce que vous trouverez intégré dans les enceintes d'étagère et sur pied à 2 et 3 voies. Les répartiteurs de composants passifs sont installés au-delà de votre amplificateur dans les lignes de haut-parleurs.
Exemples de croisements passifs
Avec un crossover de composants à 2 voies comme l'Audiopie CRX-203s, votre signal est divisé en un haut de gamme pour vos tweeters et un bas de gamme pour vos woofers. De plus, avec un crossover à 3 voies comme le CRX-303, vous disposez de trois plages de sortie pour votre subwoofer, vos woofers et vos tweeters. La fréquence de croisement est généralement préréglée, ce qui vous enlève une partie du contrôle.
L'autre inconvénient majeur des croisements de composants passifs est qu'ils sont câblés après l'amplificateur. Cela signifie que vous devez utiliser la puissance pour amplifier vos signaux uniquement pour ensuite filtrer une grande partie de ce signal.
Cela gaspille de l'énergie sous forme de chaleur et réduit également le potentiel énergétique global de votre système. D'un autre côté, ces crossovers sont bon marché, incroyablement faciles à installer et n'ont pas besoin d'alimentation pour fonctionner.
Croisements en ligne
La troisième option pour les croisements est les croisements en ligne. Le nom vient du positionnement dans votre système. Ces unités de croisement sont placées entre votre récepteur et votre amplificateur de la même manière que les composants actifs.
En raison du placement avant votre ampli, ils fonctionnent avec des signaux de faible puissance. Cela aide à résoudre le problème du gaspillage d'énergie pour chauffer comme vous le constatez avec les croisements de composants.
Cependant, la principale différence entre les croisements en ligne et actifs est que ceux en ligne sont très basiques et que leurs fréquences de croisement sont prédéfinies. Cela vous donne moins de contrôle sur votre profil sonore, mais cela les rend bon marché et faciles à installer.
Utilisation de croisements en ligne
Généralement, les croisements en ligne sont des entrées et des sorties RCA et se connectent directement de votre récepteur à votre amplificateur. Il vous suffit de regarder la fréquence de croisement prédéfinie que vous souhaitez. Et puis sélectionnez passe-haut (ce qui signifie que tout ce qui est en bas sera filtré) ou passe-bas (ce qui signifie que tout ce qui est en haut sera filtré).
Les exemples incluent les croisements passe-bas FMOD 70 Hz de Harrison Laboratory, qui isolent uniquement le signal en dessous de 70 Hz, ou leurs croisements passe-haut FMOD 100 Hz, qui ne laissent passer que les signaux supérieurs à 100 Hz.
Ce sont des dispositifs enfichables RCA simples et abordables largement utilisés dans les systèmes stéréo de voiture. De plus, ils sont livrés avec plusieurs pilotes de différentes tailles.
Un mot sur la pente de croisement
Une autre chose que je n'ai pas encore mentionnée est la pente de croisement. Pensez à un diagramme montrant le volume (axe y) sur la fréquence (axe x). Vous voudriez voir une belle ligne de niveau d'un côté d'une fréquence de croisement et une chute assez nette jusqu'à zéro de l'autre côté.
Il s'agit de la pente de croisement, et ce qu'elle mesure, c'est l'efficacité d'un croisement pour filtrer les fréquences indésirables. Donc, vous pourriez vous attendre à ce qu'une pente très prononcée soit la meilleure, et en général, vous avez raison. Mais vous pouvez vous en tirer avec une pente moins prononcée sur les filtres passe-haut que sur les filtres passe-bas.
La pente est mesurée par le nombre de décibels que le son baisse sur une octave. Généralement, vous allez trouver des croisements avec des pentes de -6dB, -12dB et -18dB. En allant des tweeters à vos woofers, -6dB est généralement correct, bien que -12dB soit assez standard. Pour les subwoofers, -12 ou -18 dB produiront les sons de basse les plus propres et les plus purs et éviteront le brouillage.
Autres lectures
Si vous souhaitez approfondir la conception et la planification d'un excellent système audio, je vous recommande Loudspeaker Design Cookbook de Vance Dickason. Il explique tout ce que vous devez savoir sur la façon de régler la fréquence de croisement des haut-parleurs. De la sélection des haut-parleurs au placement en passant par l'installation croisée et la sélection des fréquences et bien plus encore.
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Comment régler la fréquence de croisement des haut-parleurs – Conclusion
Nous avons vu ce que font les crossovers et les différents types que vous pouvez intégrer dans votre voiture ou votre système stéréo domestique. J'ai également discuté des fréquences de croisement et des fréquences les plus standard à choisir.
Cependant, maintenant que vous savez ce que fait le réglage de la fréquence de croisement, vous pouvez expérimenter avec votre système. Cela vous permettra de trouver les meilleurs points pour vos enceintes en utilisant des crossovers actifs, passifs ou en ligne.
En limitant le signal aux bonnes fréquences, vous pouvez tirer le meilleur parti de chaque haut-parleur de votre système stéréo. Vos tweeters brilleront, vos woofers auront un son plein et clair et votre subwoofer aura le son de basse le plus pur et le plus puissant possible. Tout sera parfaitement réglé et fonctionnera à son meilleur, grâce aux croisements et à un peu de patience.
Bonne chance et bonne écoute.