À quoi sert un filtre
Une enceinte deux voies partage la musique entre un boomer (ou woofer), qui reproduit les graves et le médium, et un tweeter, qui reproduit les aigus. Le filtre passif est le petit réseau de bobines et de condensateurs placé entre l’amplificateur et les haut-parleurs qui fait ce partage. Une bobine en série laisse passer les basses fréquences et bloque les hautes ; un condensateur en série fait l’inverse.
Les formules
Pour une fréquence de coupure f en hertz et une impédance R en ohms, les valeurs valent une constante × R ÷ f pour les bobines, ou une constante ÷ (R × f) pour les condensateurs :
| Type de filtre | Bobine série (boomer) | Condensateur série (tweeter) | Éléments en parallèle |
|---|---|---|---|
| 1er ordre, 6 dB/octave | 0,1592 × R ÷ f | 0,1592 ÷ (R × f) | aucun |
| 2e ordre Linkwitz-Riley | 0,3183 × R ÷ f | 0,0796 ÷ (R × f) | mêmes constantes, inversées |
| 2e ordre Butterworth | 0,2251 × R ÷ f | 0,1125 ÷ (R × f) | mêmes constantes, inversées |
Le calculateur convertit les résultats en millihenrys et en microfarads. Dans un filtre du deuxième ordre, le boomer reçoit aussi un condensateur en parallèle et le tweeter une bobine en parallèle.
Exemple
À 2 500 Hz avec deux haut-parleurs de 8 Ω et un filtre Linkwitz-Riley, le boomer demande une bobine série de 1,02 mH et un condensateur parallèle de 3,98 µF ; le tweeter reçoit un condensateur série de 3,98 µF et une bobine parallèle de 1,02 mH. Chaque voie est à −6 dB à la coupure, si bien que les deux s’additionnent en une réponse plate, à condition de brancher le tweeter en polarité inversée.
Choisir les composants
- Prenez la valeur normalisée la plus proche : quelques pour cent d’écart ne déplacent que peu la coupure.
- Préférez les bobines à air côté boomer si le budget le permet, et des condensateurs film plutôt que chimiques côté tweeter.
- Coupez un tweeter au moins une octave au-dessus de sa fréquence de résonance (Fs) pour le protéger.
Les limites des formules théoriques
Un haut-parleur n’est pas une résistance : son impédance monte avec la fréquence à cause de l’inductance de la bobine mobile, et présente un pic à la résonance. On ajoute souvent un circuit de Zobel aux bornes du boomer pour aplatir son impédance, et un atténuateur en L pour abaisser un tweeter plus sensible que le boomer. Les valeurs de ce calculateur sont un excellent point de départ, mais seule une mesure au micro dit si le filtre se raccorde correctement dans votre caisson.