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    Filtres Passifs

     Les Filtres Passifs 
    Le principe du filtre est de diriger les bonnes fréquences vers le HP pour lequel il a été conçu. Par exemple éviter que du médium et des graves passent sur un tweeter, ou des aigus sur un boomer. Le but est non seulement d'éviter à un HP la reproduction de fréquences qu'il ne peut accepter mais aussi éviter que les mêmes fréquences soit reproduites par plusieurs HP
    Bien qu'il existe de nombreux types de filtres nous verrons les principaux.

    En fonction du HP à filtrer nous choisirons un mode de filtrage.
    Passe-bas : Filtre laissant passer le grave.
    Passe-bande : Filtre qui sert à encadrer une bande de fréquences. utilisé pour le médium, le filtre coupe le grave et l'aigu.
    Passe-haut : Filtre laissant passer les fréquences au dessus de la fréquence choisi par le filtre.

    Les filtres coupent toutes les fréquences suivant une pente d'aténuation définit par le montage choisit
    Nous verrons les trois principales aténuations les plus répendues.
    Aténuation à -6db/octave, appelé filtre d'ordre 1 de type Butterworth
    Aténuation à -12db/octave, appelé filtre d'ordre 2 de type Butterworth
    Aténuation à -18db/octave, appelé filtre d'ordre 3 de type Butterworth
    Plus la pente est forte moins le HP recevra de fréquences indésirables

    Pour des aténuations plus fortes, le nombre de composants et la compléxité du montage entraine des pertes importantes et leurs mises en oeuvres n'est pas recommandées en sonorisation. Si une aténuation raide est nécéssaire un filtrage actif est recommandé.

    L'autre principe du filtre est d'aligner en rendement les différents HP d'une enceinte
    Prenons par exemple le cas d'une enceinte deux voies dans laquelle nous avons un HP pour le grave/medium et un tweeter. Dans un tel cas, la fréquence de coupure du filtre sera de 5000Hz mais reste le problème de la difference de rendement entre les deux HP. Si le grave/médium a un rendement de 98db pour 1w@1m en sono les bons tweeters ont souvent un rendement de 105db pour 1w@1m et sans traitement spécial l'enceinte sera très aigue et le grave ne s'entendra pas.
    Des resistances sont alors placées soit avant soit après filtrage afin de réduire la quantité d'énergie que recevra le tweeter.
    Comme nous le verrons pour chaque type de filtre, la fréquence de coupure dépend de l'impédance du HP, dans le cas d'un montage de résistances d'aténuations pour les aigus placées aprés filtrage, nous veillerons que l'impédances du HP plus le montage de résistances soit pris en compte lors du calcul du filtre.

     Filtre Passe Bas 
    Filtre Passe Bas
    Il filtre le son pour laisser le grave dans le caisson, mais laisse passer toute la bande passante vers l'enceinte satellite.
    Si les deux enceintes sont en 8 ohms et avec un filtre à 250Hz, l'impédance théorique de travail de l'ampli sera de 4 ohms entre 20Hz à 250Hz et de 8 ohms de 250Hz à 20KHz. L'ampli délivre plus de puissance dans le grave.

    Pour un tel montage, vous devez vous assurer que ; l'enceinte montée en satellite peut supporter la surcharge de puissance dans le grave et que votre ampli est suffisamment musclé pour fournir le surplus de puissance.

     Filtre 2 voies 
    Filtre 2 voies
    Il garde le grave dans le caisson et le supprime dans le satellite. L'ampli travaille sur une impédance de 8 ohms sur l'ensemble de la bande passante.
    Le montage est particulièrement recommandé pour des satellites avec de petits diamètres de haut-parleur. Le satellite travaillant dans le médium/aigus, le HP n'est pas surchargé par le grave et gagne en efficacité.

    Attention. Les formules données ici sont très simplifées, il y a un grand nombre de parametres qui ne sont pas pris en compte dans ces formules mais cela permet d'avoir une idée pour, par exemple, le montage d'un test et avoir une premiere approche du calcul d'un filtre.


     Filtres -6db / octave 
    Filtres  -6db / octave
    Pour le filtre d'ordre 1 , un seul composant en série est placé entre l'entrée et la sortie
    Pour le grave : une bobine (self)
    Pour l'aigu : une capacité non polarisée
    Pour le passe-bande : une bobine et une capacité en série

    Pour la bobine le calcul est le suivant :
    L = 160 x Z / Fc
    Avec : L= valeur de la self en mH, Z = impédance du HP en ohms et Fc frèquence de coupure en Hz

    Pour la capacité le calcule est le suivant :
    C = 160000 / (Z x Fc)
    Avec : C = valeur de la capa en µF, Z = impédance de HP en ohms et Fc fréquence de coupure en Hz

    N'oubliez pas qu'une coupure de -6db/octave c'est lent, si vous prenez la même fréquence de coupure pour filtrer le grave et l'aigu il y a des chances que les deux HP reproduisent ensemble les fréquences autour de la coupure. Le résultat serait une superbe bosse dans la bande passante de l'enceinte.
    Afin d'eviter se "petit" désagrément il est bon d'étudier la bande passante des deux HP et de trouver les bons endroits où couper en choisissant des fréquences décalées pour chaque HP

     Filtres -12db / octave 
    Filtres -12db / octave
    Pour le filtre d'ordre 2 , deux composants en série/parallèle sont placés entre l'entrée et la sortie
    Pour le grave : Une bobine (self) en A et une capacité en B
    Pour l'aigu : Une capacité non polarisée en A et une bobine en B
    Pour le passe-bande : Un filtre passe-haut suivi d'un filtre passe-bas sont placés à la suite

    Pour la bobine le calcul est le suivant :
    L = 225 x Z / Fc
    Avec : L= valeur de la self en mH, Z = impédance du HP en ohms et Fc frèquence de coupure en Hz

    Pour la capacité le calcule est le suivant :
    C = 112500 / (Z x Fc)
    Avec : C = valeur de la capa en µF, Z = impédance de HP en ohms et Fc fréquence de coupure en Hz

    Bien que la coupure de -12db soit plus raide que -6db, le choix des fréquences de coupures doit se faire judicieusement afin d'eviter une bosse autour du racordement des deux HP.
    Le fait de placer une self puis un capa pour le passe-bas et une Capa puis une self pour le passe-haut, entraine un déphasage de 180° en sortie des deux filtres (Inversion du sens de la polarité). Afin de remédier au problème le plus simple est d'inverser le sens de branchement en sortie du passe-haut (le + hp sur la sortie - du filtre et le - hp sur le + sortie du filtre).

     Filtres -18db / octave 
    Filtres -18db / octave
    Pour le filtre d'ordre 3 , Trois composants en série/parallèle sont placés entre l'entrée et la sortie
    Pour le grave : Une bobine (self) en A, une capacité en B et une bobine en C
    Pour l'aigu : Une capacité non polarisée en A, une bobine en B et une capa en C
    Pour le passe-bande : Un filtre passe-haut suivi d'un filtre passe-bas sont placés à la suite

    Filtre passe-bas :
    L(A) = 240 x Z / Fc
    L(C) = 80 x Z / Fc
    C(B) = 212200 / (Z x Fc)


    Filtre passe-haut :
    C(A) = 106100 / (Z x Fc)
    C(C) = 318300 / (Z x Fc)
    L(B) = 120 x Z / Fc


    Avec : L= valeur de la self en mH, C = valeur de la capa en µF, Z = impédance de HP en ohms et Fc fréquence de coupure en Hz

    Le dephasage (Inversion du sens de la polarité) introduit par le filtre d'ordre 3 les rends difficiles à maitriser et il n'est pas rare de les trouver en filtre passe-haut uniquement en combinaison avec un filtre d'ordre 2 pour le passe-bas

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