Comment régler la fréquence de coupure pour vos enceintes
Les filtres de coupure (crossovers) sont une partie intégrante de tout système stéréo ou home cinéma qui sonne bien. Malheureusement, comprendre comment ils fonctionnent et régler avec précision la fréquence de coupure pour divers haut-parleurs peut être déroutant.
Pour régler la fréquence de coupure pour les enceintes, vous devez d'abord connaître le type exact d'enceinte. Si vous connaissez le type d'enceinte que vous avez, vous pouvez alors travailler avec sa plage de coupure recommandée. Pour les caissons de basses (subwoofers), par exemple, la fréquence de coupure recommandée est de 80 Hz.
Lisez mon article « Un Hz plus bas signifie-t-il plus de basses ? Le lien entre basses et fréquence expliqué » pour des connaissances de base utiles qui aideront à mieux comprendre le sujet.
Lisez aussi mon guide sur les réglages de coupure du subwoofer
Le reste de l'article plongera en profondeur dans la fréquence de coupure et ce qu'elle implique. Surveillez la fréquence de coupure recommandée pour d'autres types d'enceintes en dehors des subwoofers.
Qu'est-ce que la fréquence de coupure ?
Un crossover (filtre de coupure) est un système électronique ou électrique conçu pour séparer les sons d'une source musicale et fournir la meilleure sortie pour un haut-parleur spécifique. La plupart des systèmes d'enceintes qui sonnent bien sont livrés avec au moins un type de crossover intégré.
La fréquence de coupure, quant à elle, fait référence au point de fréquence sonore, après lequel des sons spécifiques seront réduits, ou efficacement bloqués. La fréquence de coupure est utilisée comme point de référence auquel la sortie d'un haut-parleur — ou l'entrée vers un amplificateur — est coupée de 3 décibels (-3 dB).
Ainsi, un crossover filtre la gamme de sons que vous souhaitez empêcher d'atteindre un certain haut-parleur, mais le filtrage ne commencera qu'à une fréquence de coupure spécifiée.
Quels sont les types de crossovers ?
Les crossovers sont divisés en passifs (haut-parleur) et actifs (électroniques). Avec les crossovers passifs, vous n'avez pas besoin d'alimentation pour bloquer les sons.
Les crossovers actifs, en revanche, nécessitent une alimentation, ainsi que des connexions de masse, mais ils vous assurent une meilleure flexibilité pour contrôler les détails plus fins de votre sortie sonore. Voici un aperçu plus approfondi des deux.
1. Crossovers actifs
Avec un crossover actif, chaque pilote sonore obtient sa propre amplification de canal. En donnant au subwoofer, au woofer et au tweeter leurs propres canaux, la puissance disponible et la plage dynamique — du plus doux au plus fort — est grandement augmentée. Cela vous donne un meilleur contrôle de tout le spectre audio ainsi que de la réponse tonale de votre système.
Un crossover actif est généralement câblé entre le récepteur et l'amplificateur, éliminant les fréquences inutiles et assurant que l'ampli ne gaspille pas d'énergie à les amplifier. Cela garantit que l'ampli peut se concentrer uniquement sur la délivrance des fréquences que vous souhaitez entendre d'un haut-parleur spécifique.
Les crossovers actifs sont également livrés avec des contrôles de volume sur les canaux, vous permettant de maintenir l'équilibre sonore de tous les pilotes. Certains designs de crossovers actifs viennent avec d'autres fonctionnalités de traitement du son comme l'égalisation, vous permettant d'affiner davantage le son généré jusqu'à ce que vous soyez satisfait.
L'inconvénient des crossovers actifs, cependant, est qu'ils nécessitent +12V, la masse, et les connexions de mise en marche pour fonctionner. Cela les rend plus difficiles à installer et à configurer.
Si vous pouvez accorder un peu de temps, cependant, vous devriez être en mesure de relever ce défi. Les avantages l'emportent largement sur la difficulté de configuration, c'est pourquoi la plupart des gens qui prennent leur musique au sérieux optent pour des systèmes qui ont des crossovers actifs. C'est le moyen idéal pour garder vos enceintes produisant des sons nets et clairs de toutes fréquences.
2. Crossovers passifs
Les crossovers passifs n'ont pas besoin d'une connexion à une source d'alimentation pour fonctionner. Il y a deux variantes de ces types de crossovers : les crossovers en ligne et les crossovers à composants. Ce dernier se situe entre l'amplificateur et les enceintes, tandis que le premier se place entre l'ampli et le récepteur.
3. Crossovers passifs à composants
Ces crossovers s'insèrent dans le chemin du signal au-delà de l'amplificateur. Ils comportent un petit réseau de condensateurs et de bobines et sont installés près des enceintes. Les systèmes d'enceintes avec crossovers à composants sont conçus pour offrir la meilleure performance possible dès la sortie de la boîte avec peu ou pas de réglages externes. Ils sont également simples à installer et à configurer.
Avec un crossover passif à composants, un signal à gamme complète quitte d'abord l'amplificateur, puis arrive au crossover, où le signal est séparé en deux parties.
Les notes aiguës sont envoyées au tweeter, tandis que les notes médiums et graves vont au woofer. Dans la plupart des systèmes de crossover passif à composants, vous pouvez réduire un peu le son du tweeter quand vous pensez qu'il est trop fort pour le woofer.
Un crossover passif à composants gaspillera de l'énergie car il filtre un signal qui a déjà été amplifié. Les sons indésirables sont libérés sous forme de chaleur.
De plus, vous devez considérer le fait que les enceintes ne maintiennent pas une impédance fixe lorsqu'elles jouent des sons. Cela peut changer le point de coupure ou la réponse en fréquence d'un crossover passif à composants. Cela peut causer certaines incohérences avec la définition du son.
4. Crossovers en ligne (In-Line Crossovers)
Alors que les crossovers à composants fonctionnent principalement sur des signaux de niveau enceinte, les crossovers en ligne se connectent avant l'amplificateur. Ces crossovers ont une apparence cylindrique, avec des connecteurs RCA aux deux extrémités. Ils se branchent directement sur les entrées de votre amplificateur.
Les crossovers en ligne résolvent le problème de gaspillage d'énergie où l'amplificateur traite le signal dont vous n'aurez pas besoin. Cela signifie que vous n'avez pas à vous soucier de scénarios comme les hautes fréquences traitées par un ampli de subwoofer.
En installant un système de crossover en ligne, vous pouvez améliorer considérablement les sons de votre système, surtout si vous avez un système d'enceintes à composants.
Vous devriez savoir, cependant, que les crossovers en ligne sont généralement livrés réglés sur une fréquence spécifique et ne peuvent pas être ajustés. De plus, les crossovers en ligne interagissent différemment avec différents amplificateurs. Cela signifie que les points de coupure peuvent être affectés de manière imprévisible.
Quels types de crossovers sont les meilleurs ?
Maintenant que vous avez vu tous les types de crossovers possibles, vous vous demandez probablement lequel choisir. Votre décision devrait se résumer à la sérieux avec lequel vous souhaitez aborder votre configuration sonore. Si vous prévoyez de mettre à niveau ou d'étendre votre système régulièrement à l'avenir, vous ne vous tromperez pas avec un crossover externe séparé (outboard).
Compter sur les crossovers qui ont été intégrés dans l'amplificateur et le récepteur n'est pas une excellente idée dans ce scénario. C'est parce que bien qu'ils fonctionnent assez bien, vous n'aurez pas le même niveau de contrôle qui sera fourni par une unité externe ou outboard.
De plus, vous n'aurez pas à vous soucier de perdre le crossover après avoir mis à niveau votre ampli.
Qu'est-ce qu'une pente de coupure (crossover slope) ?
Une pente de coupure fait référence à la profondeur de la capacité de filtrage d'un crossover. C'est essentiellement la raideur du filtrage d'un crossover au-delà de la frontière de la fréquence de coupure. Comme c'est le cas pour une fréquence de coupure, les pentes sont également déterminées en décibels.
Avec les pentes de coupure, plus c'est grand, mieux c'est. Une raideur plus grande ou une pente plus forte signifie que le crossover est très efficace pour filtrer une fréquence sonore spécifique avant de l'envoyer hors d'un système d'enceintes.
Qu'est-ce qu'une bonne fréquence de coupure ?
Une bonne fréquence de coupure est une plage à laquelle le crossover est capable de filtrer les sons indésirables parfaitement. Il est difficile de s'arrêter sur une fréquence de coupure unifiée pour chaque enceinte car beaucoup de facteurs entrent en jeu lors du réglage. Cependant, il existe des plages de fréquences courantes qui fonctionneront bien dans de nombreux cas.
- Pour les subwoofers : la fréquence de coupure recommandée est de 80 Hz (passe-bas). C'est une bonne fréquence passe-bas qui assure que la basse du subwoofer est priorisée sans inclure de sons médiums. C'est le meilleur pour les basses graves.
- Pour les enceintes principales : la fréquence de coupure recommandée est de 56-60 Hz (passe-haut). À cette fréquence, les basses graves, qui peuvent causer de la distorsion, sont filtrées. Ce crossover est le parfait terrain d'entente entre la capacité de basses médiums et les sons à gamme complète.
- Pour les tweeters et enceintes 2 voies : la fréquence de coupure recommandée est de 3,5 kHz (passe-haut, ou passe-haut/passe-bas). Tout en dessous de cette plage pour ces enceintes entraînera des performances sous-optimales.
- Pour les enceintes médiums et woofers : la fréquence de coupure recommandée est de 1-3,5 kHz (passe-bas). La plupart des woofers et enceintes médiums ne délivrent pas de sons de qualité au-dessus de cette plage. C'est pourquoi ils doivent être complétés par des tweeters pour éviter une mauvaise délivrance des aigus.
- Pour les enceintes 3 voies : la fréquence de coupure recommandée est de 500 Hz et 3,5 kHz. Les pilotes médiums dans un système 3 voies ne délivreront très probablement pas de sons de qualité en dessous de 500 Hz ou 250 Hz.
Comment déterminer la fréquence de coupure des enceintes
Vous avez vu quelques plages recommandées pour travailler avec le crossover de votre enceinte. Pour déterminer la fréquence de coupure de l'enceinte, vous devez d'abord comprendre le type d'enceinte avec lequel vous avez affaire.
Si vous pouvez distinguer entre enceintes 2 voies et 3 voies, ou woofers et subwoofers, vous pouvez appliquer les fréquences de coupure recommandées à celles-ci.
Pour un réglage plus spécifique, voici ce que vous devriez faire.
Regardez la fiche de spécifications de votre enceinte pour trouver les détails de la réponse en fréquence. Cela ressemblera à « 32-10 000 Hz » ou d'autres nombres dans cette plage.
Allez dans le menu de configuration de votre récepteur avec la télécommande pour trouver la partie du menu qui met en évidence la taille de votre enceinte et le point de coupure. Le processus pour trouver ce menu variera d'un produit à l'autre, vous devrez peut-être utiliser le manuel de votre produit.
Dans le menu du récepteur, regardez la fiche de spécifications de l'enceinte, et notez la fréquence la plus basse. Dans la plupart des enceintes 2/3 voies, ce sera 30, 40 ou 55 Hz, mais sur les subwoofers, cela pourrait être aussi bas que 20 Hz.
Faites attention aux options disponibles dans le menu d'ajustement de crossover de votre récepteur. Maintenant, multipliez la valeur la plus basse sur la fiche de spécifications de votre enceinte par deux.
Cela signifie que si la valeur est de 30 Hz, le point de coupure dans le menu de votre récepteur devrait être de 80 Hz. C'est ce qu'on attend avec un crossover passe-haut standard 12 dB/octave trouvé dans la plupart des récepteurs.
Le point de crossover passe-haut est la fréquence à laquelle votre enceinte bibliothèque cède la place au subwoofer (en supposant que vous ayez une telle configuration, par exemple). Le point de crossover passe-bas est la plage où le subwoofer commencera à s'atténuer pour éviter de jouer beaucoup de sons médiums.
Le résultat de cela est qu'il y aura une réponse plate depuis le point de coupure jusqu'à ce que les enceintes commencent naturellement à s'atténuer (roll-off).
Le point de « roll-off » (coupure naturelle) est généralement en dessous de la fréquence la plus basse désignée de l'enceinte, à partir de laquelle elle cessera de produire tout son. Cela signifie qu'une enceinte avec une fréquence la plus basse de 40 Hz aura son roll-off autour de 32 Hz.
Comment régler la phase et la fréquence de coupure sur un subwoofer ?
Pour régler la phase et la fréquence de coupure sur un subwoofer, voici ce que vous devez faire.
Comment régler la phase
La première chose à faire à ce stade est de régler toutes vos enceintes de manière à ce qu'elles soient orientées dans la même direction. Avec cette approche, vous pouvez mieux juger la qualité du son.
Il est possible que vous finissiez avec des subwoofers qui ne sont pas en phase les uns avec les autres. Quand cela arrive, la qualité des basses de chaque enceinte finira par s'annuler, causant une mauvaise qualité sonore globale.
Si vous avez des câbles RCA sur vos enceintes, vous ne pouvez pas inverser les fils. Dans cette situation, la meilleure chose à faire est de configurer un commutateur de phase. Vous pouvez le faire en configurant vos enceintes de manière à pouvoir encore les écouter sans les installer complètement dans le meuble de divertissement ou le mur.
Une fois que vous avez fait cela, écoutez la qualité du son. Si vous n'êtes pas impressionné par les basses, vous pouvez tourner la phase à 0 ou 180 pour obtenir la qualité que vous recherchez.
Comment régler la coupure (crossover)
Comme vous l'avez vu ci-dessus, ne pas régler la fréquence de coupure signifie que le subwoofer peut ne pas être en mesure de se concentrer uniquement sur la délivrance de notes de basse fréquence ou de basses profondes.
Si vous avez acheté un système intégré avec une fonctionnalité EQ, le crossover pourrait avoir été réglé automatiquement sur votre subwoofer et le reste de vos enceintes. Si ce n'est pas le cas pour vous, vous pouvez régler le crossover manuellement. Voici comment faire :
- Trouvez la limite basse de la plage de fréquence du subwoofer soit dans votre manuel d'utilisateur, soit sur le site web du fabricant.
- Réglez le point de coupure 10 Hz plus haut que cette plage pour le meilleur résultat (ou optez pour les 80 Hz recommandés).
- Écoutez une transition douce entre votre subwoofer et le reste des enceintes en vous assurant que le son est net.
- Si vous entendez une bosse de basses à la fréquence de coupure, ajustez le volume du subwoofer pour qu'il corresponde étroitement au son des autres enceintes de votre configuration.
Quelques exemples de crossovers externes que vous pouvez acheter
Parmi les meilleurs crossovers actifs externes (outboard) que vous pouvez trouver sur le marché aujourd'hui, on trouve :
Planet Audio EC20B 3-Voies (lien Amazon)
Le crossover Planet Audio EC20B 3-Voies offre trois circuits de filtrage pour une large gamme d'options de configuration. Sa plage passe-bas variable est de 32 Hz à 250 Hz, tandis que la plage passe-haut est de 40 Hz à 400 Hz. Il a aussi un générateur de basses avec une réponse en fréquence de 10 Hz à 20 kHz.
De plus, il offre des contrôles avant, arrière, niveau et subwoofer à distance et indépendants.
Behringer Super-X Pro CX2310 (lien Amazon)
Le Behringer Super-X Pro CX2310 est un crossover stéréo professionnel 2 voies/mono 3 voies célèbre pour ses filtres Linkwitz-Riley et 24 dB/octave. Il fournit une réponse d'amplitude sommée plate, ce qui assure une différence de phase nulle.
Il y a aussi une sortie subwoofer supplémentaire avec contrôle de fréquence indépendant. Les contrôles de gain de sortie individuels et les commutateurs mute vous donnent plus de flexibilité pour configurer votre système.
XV-6-V15 6-Voies (lien Amazon)
Le XV-6-V15 6-Voies offre une fréquence de coupure continuellement variable avec des entrées séparées pour vos enceintes et subwoofers. Il vient avec un commutateur multiplicateur et délivre une sortie passe-bas non-fading, ainsi que des sorties passe-haut avant et arrière. La fonction bass boost aidera également à délivrer des basses fluides et hermétiques depuis votre subwoofer.
SoundStorm SX310 (lien Amazon)
Le SoundStorm SX310 est un crossover riche en fonctionnalités. Il a un système d'entrée parallèle, et une pente de crossover sélectionnable. La fonction bass boost vous permet d'accorder la fréquence centrale pour délivrer les basses les plus dures avec peu ou pas de distorsion.
La position de votre subwoofer cause-t-elle une annulation due à des ondes sonores chevauchantes ? Le sélecteur de décalage de phase du Sound Storm SX310 est conçu pour gérer tous les problèmes « hors phase ».
Avec les contrôles de niveau de sortie de canal indépendants du système, vous pouvez améliorer facilement la spatialité de votre configuration sonore. La garantie de trois ans offerte par la marque est l'une des plus généreuses de l'industrie.
Devriez-vous installer une fréquence de coupure vous-même ?
Si vous avez une compréhension parfaite de tous les concepts discutés dans cet article, vous pouvez certainement compléter l'installation d'une fréquence de coupure active externe. Le manuel d'utilisation de l'un des systèmes que vous achetez devrait vous guider.
D'un autre côté, si tout cela semble trop technique pour vous, vous feriez mieux de vous en tenir aux crossovers intégrés ou au moins aux variantes automatiques. Si une fréquence de coupure active peut améliorer la qualité de votre configuration sonore, cependant, vous devriez inviter un ingénieur du son professionnel à compléter le processus pour vous.
Mot de la fin
La fréquence de coupure ressemble à des trucs techniques qui devraient rester en arrière-plan. Pour la plupart des gens, c'est vrai. Pour les audiophiles, cependant, chaque amélioration qui peut améliorer le son global compte.
Quelle meilleure façon d'améliorer le son qu'en s'assurant que toutes vos enceintes ne délivrent que les fréquences exactes pour lesquelles elles ont été faites ? Avec le guide ci-dessus, vous pouvez régler la fréquence de coupure pour toutes les enceintes dans n'importe quel système audio.
Sources
- Sound Certified : What Is A Crossover Frequency?