Filtre passif ou actif : quelles différences et quand le DSP vaut le coup

Toute enceinte à plusieurs voies a besoin d'un filtre. Le woofer ne doit pas recevoir les aigus, aux fréquences desquels sa membrane fractionne et concentre le son dans un faisceau étroit. Le tweeter, lui, ne doit pas recevoir les graves, qui l'endommageraient. Le filtre répartit le signal entre les haut-parleurs tout en alignant leur niveau et leur phase, pour qu'ils sonnent comme une seule source dans la zone de raccordement. La question n'est pas de savoir si vous en avez besoin, mais où il se trouvera : après l'amplificateur ou avant lui.

Filtre passif : selfs, condensateurs et résistances

Le filtre passif se trouve dans l'enceinte, entre les borniers et les haut-parleurs. Un seul amplificateur envoie le signal pleine bande et un réseau de composants le divise. La self en série avec le woofer laisse passer les basses fréquences, le condensateur en série avec le tweeter les hautes. Des diviseurs résistifs ramènent le haut-parleur le plus sensible au niveau des autres, et d'autres cellules corrigent l'impédance ou suppriment le pic de résonance.

Les avantages sont évidents : l'enceinte n'a besoin que d'un câble et d'un amplificateur, elle ne nécessite pas d'alimentation et dure des décennies. C'est pourquoi elle reste la solution la plus courante.

Le filtrage passif a toutefois des limites qu'il faut connaître :

• Le filtre travaille avec l'impédance du haut-parleur. Celle-ci varie avec la fréquence, si bien que les valeurs « théoriques » ne conviennent presque jamais. Le filtre doit être calculé sur l'impédance réelle du haut-parleur concerné, monté dans son caisson.
• Pertes. La self placée devant le woofer a une résistance. Elle réduit à la fois l'amortissement du haut-parleur par l'amplificateur et la sensibilité, et pour de fortes valeurs la self devient chère et lourde.
• Tolérances et échauffement. Les composants ont des tolérances, et à forte puissance la bobine mobile chauffe. Sa résistance augmente et la fréquence de coupure se décale légèrement.
• Chaque modification implique de souder. La mise au point après mesure est lente et chaque itération coûte des composants.

Filtre actif : d'abord diviser, ensuite amplifier

Avec le filtrage actif, le signal est divisé avant l'amplificateur, au niveau ligne. Chaque haut-parleur dispose de son propre canal d'amplification, raccordé directement, sans composant entre l'amplificateur et le haut-parleur. Le filtrage est assuré par un circuit analogique ou, aujourd'hui plus souvent, par un processeur numérique de signal (DSP).

Ce que cela change :

• Des filtres précis. Une pente de 24 ou 48 dB par octave n'est qu'un réglage dans le DSP. Le filtre ne dépend pas de l'impédance du haut-parleur et ne vieillit pas.
• Alignement temporel. Les centres acoustiques des haut-parleurs ne sont pas dans le même plan. Le DSP ajoute un retard de quelques microsecondes et les haut-parleurs s'alignent sans face avant inclinée.
• Égalisation. La perte de grave sous la transition de la face avant (baffle step), la résonance du haut-parleur ou les ondulations de la réponse se corrigent avec quelques filtres paramétriques. En passif, il faudrait davantage de selfs et de pertes.
• Meilleur amortissement et plus de puissance. L'amplificateur « tient » directement le haut-parleur. La puissance est répartie entre les canaux, si bien que même une note grave à fort niveau ne sature pas le canal du tweeter.
• Des modifications sans soudure. Un nouveau réglage se charge dans le processeur en quelques secondes. Vous pouvez disposer de plusieurs préréglages, par exemple pour un placement contre le mur et en champ libre.

Alors pourquoi tout n'est-il pas actif ?

Une enceinte active a besoin d'une alimentation, d'un amplificateur et d'un processeur pour chaque paire de haut-parleurs. C'était autrefois cher et compliqué, avec plusieurs amplificateurs et un processeur externe en rack. Autre obstacle : la programmation. Sans mesures ni expérience, on peut régler un DSP aussi mal qu'un filtre passif.

Ce sont les modules réunissant amplificateur, DSP et alimentation sur une seule plaque montée à l'arrière de l'enceinte qui ont changé la donne. L'exemple type est le Hypex FusionAmp. L'enceinte active se branche alors comme un moniteur actif ordinaire : un câble secteur et le signal du préamplificateur ou de la source.

La comparaison en bref

	Passif	Actif avec DSP
Amplificateur	un par enceinte, externe	un canal par haut-parleur, intégré
Filtres	dépendent de l'impédance du haut-parleur	précis, indépendants de la charge
Alignement temporel	uniquement mécanique	retard dans le DSP
Égalisation	composants supplémentaires avec pertes	sans pertes, à volonté
Mise au point	soudure et nouveaux composants	nouveau réglage depuis l'ordinateur
Alimentation	inutile	cordon secteur dans chaque enceinte
Coût	plus faible pour les filtres simples	plus élevé pour le module, mais composants et amplificateur en moins

Quand choisir l'une ou l'autre solution

Le filtre passif a du sens si vous possédez déjà un bon amplificateur, si vous construisez une classique bibliothèque deux voies ou si vous voulez une enceinte sans électronique. Un simple filtre du second ordre avec quelques composants est bon marché et, avec de bons haut-parleurs, sonne remarquablement.

Le filtrage actif est intéressant pour les trois voies, où un filtre passif compterait des dizaines de composants, pour les grands woofers qui exigent de grosses selfs, ainsi que pour les baffles ouverts et les dipôles qui demandent une forte égalisation du grave. Il est utile aussi lorsque vous voulez adapter l'enceinte à la pièce. Pour une trois voies, la solution active coûte souvent autant qu'un bon filtre passif associé à un amplificateur séparé.

Comment Loudsmith s'en charge

À l'étape Filtre, vous basculez entre une conception passive à composants et un filtrage actif avec un module Hypex. En passif, l'application choisit les valeurs dans l'offre du magasin, résistance des selfs comprise, et affiche le schéma ainsi que la réponse obtenue. En actif, elle conçoit les filtres, le retard, le gain et la polarité de chaque canal et génère les fichiers FIR à charger dans l'amplificateur. Les deux options s'appuient sur le même modèle de caisson, vous pouvez donc comparer directement leurs résultats.

Le modèle est une estimation. En passif comme en actif, vous obtiendrez le meilleur résultat en mesurant les haut-parleurs dans le caisson terminé et en important les mesures FRD et ZMA dans l'application.