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Calculateur de filtre crossover pour enceinte

Estimation électrique initiale

Le calculateur assimile chaque haut-parleur à une résistance fixe à la fréquence choisie. Un filtre final exige des mesures d’impédance et de réponse acoustique dans l’enceinte.

Étape 1 / 3 Estimation du filtre passif

Choisissez un réseau électrique idéal

Ces choix décrivent des sections électriques chargées par une résistance. Aucun ne garantit la pente ni la sommation acoustique finales.

Choisissez un réseau électrique idéal

Quand vous continuez, les valeurs sont envoyées au site dans l’URL et peuvent rester dans l’historique. Ne saisissez pas de données sensibles.

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Calculez les valeurs de condensateurs et de selfs pour un filtre passif idéal d’enceinte deux voies. Choisissez un réseau électrique Butterworth du premier ordre, Butterworth du deuxième ordre ou Linkwitz–Riley du deuxième ordre, puis saisissez la fréquence cible et l’impédance du boomer et du tweeter à cette fréquence. Le résultat constitue un point de départ théorique, pas un filtre finalisé. L’impédance réelle dépend de la fréquence, tandis que la phase acoustique, le rendement et la charge de l’enceinte modifient aussi la réponse : la version définitive doit être simulée et mesurée avec les haut-parleurs montés.

Comment estimer les composants d’un filtre passif

  1. 1

    Choisissez le réseau électrique

    Sélectionnez une section du premier ordre à 6 dB/octave ou une section Butterworth ou Linkwitz–Riley du deuxième ordre à 12 dB/octave. Il s’agit de la pente électrique idéale, pas de la pente acoustique finale.

  2. 2

    Saisissez fréquence et impédances

    Utilisez la fréquence de coupure souhaitée et, si possible, le module d’impédance mesuré de chaque haut-parleur autour de cette fréquence. L’impédance nominale n’est qu’une approximation.

  3. 3

    Simulez, montez et mesurez

    Prenez les valeurs calculées comme point de départ. Importez les réponses et impédances réelles dans un simulateur, testez à faible niveau et mesurez les voies, la somme acoustique et l’impédance totale.

Formules du filtre passif

On note f la fréquence cible, ω = 2πf et R l’impédance du haut-parleur utilisée par le modèle idéal à charge résistive.

Pour une section du premier ordre :

  • Self série du passe-bas du boomer : L = R ÷ ω
  • Condensateur série du passe-haut du tweeter : C = 1 ÷ (R × ω)

Pour un passe-bas du deuxième ordre :

  • Self série : L = R ÷ (Q × ω)
  • Condensateur en parallèle sur le boomer : C = Q ÷ (R × ω)

Pour un passe-haut du deuxième ordre :

  • Condensateur série : C = Q ÷ (R × ω)
  • Self en parallèle sur le tweeter : L = R ÷ (Q × ω)

Le calculateur emploie Q = 1/√2 pour Butterworth du deuxième ordre et Q = 0,5 pour Linkwitz–Riley du deuxième ordre. À la fréquence choisie, chaque section Butterworth idéale se situe environ 3,01 dB en dessous du niveau passant, contre 6,02 dB pour une section LR2.

Exemple à 2 500 Hz

Avec un boomer de 8 Ω, un tweeter de 8 Ω et une cible de 2 500 Hz, les valeurs idéales sont :

Réseau électrique L série boomer C parallèle boomer C série tweeter L parallèle tweeter
Butterworth du premier ordre 0,5093 mH - 7,9577 µF -
Butterworth du deuxième ordre 0,7203 mH 5,6270 µF 5,6270 µF 0,7203 mH
Linkwitz–Riley du deuxième ordre 1,0186 mH 3,9789 µF 3,9789 µF 1,0186 mH

Si les impédances du boomer et du tweeter diffèrent, les composants des deux voies diffèrent aussi. Le calculateur demande donc les deux valeurs séparément.

Pourquoi l’impédance nominale ne suffit pas

Un haut-parleur annoncé à 8 Ω ne se comporte pas comme une résistance de 8 Ω sur toute la bande audio. La résonance, l’inductance de la bobine mobile et l’enceinte modifient impédance et phase. La documentation DATS de Dayton Audio montre que la remontée d’impédance d’un boomer dans l’aigu peut empêcher un passe-bas théorique d’atteindre la coupure prévue. Le guide OmniMic précise qu’une optimisation exploitable exige des mesures de réponse et d’impédance cohérentes en niveau, délai et distance.

Le filtre électrique se combine également avec la pente acoustique naturelle et le décalage physique des haut-parleurs. Linkwitz rappelle qu’un filtre électrique ne peut produire le résultat acoustique recherché sans recouvrement, régularité et alignement de phase suffisants. Dans le modèle LR2 idéal, les voies sont déphasées de 180° et l’une est inversée, mais la polarité pratique doit être choisie à partir de la somme acoustique mesurée et du creux obtenu en polarité inversée.

Limites des composants et du câblage

Les valeurs calculées ne fixent ni la tension du condensateur, ni le courant admissible de la self, ni la section du fil, la puissance ou la sécurité thermique. ESR, DCR et tolérances modifient la réponse et la charge vue par l’amplificateur. Débranchez l’amplificateur avant toute modification, déchargez les condensateurs, respectez la fréquence minimale conseillée pour le tweeter et commencez les essais à faible niveau.

Références techniques : dérivation TI du filtre LC chargé, notes crossover de Linkwitz Lab, notes sur les filtres de Linkwitz Lab, guide de mesure OmniMic de Dayton Audio et manuel DATS LA de Dayton Audio.

Questions fréquentes

Utilisez si possible le module d’impédance mesuré près de la fréquence de coupure. La valeur nominale est une catégorie générale alors que la valeur réelle varie avec la fréquence. Elle convient à une première estimation, mais pas à un filtre final précis.

Pas à elles seules. Le calcul porte sur des filtres électriques idéaux chargés par des résistances. La réponse acoustique dépend aussi de la réponse, de la phase, du rendement, du décalage physique, de la directivité et de l’enceinte. Simulez avec des mesures et contrôlez le prototype.

N’appliquez pas de règle universelle sans mesure. Les voies du modèle LR2 idéal sont séparées de 180°, mais la phase réelle et le décalage physique modifient leur relation acoustique. Mesurez les deux polarités et comparez la somme ainsi que le creux à la coupure.

Non. Il estime uniquement capacité et inductance. Choisissez tension et technologie du condensateur, section, courant admissible et DCR de la self selon la puissance et la température prévues, puis vérifiez que le réseau complet reste une charge sûre pour l’amplificateur.

Non. En mode direct, elles sont envoyées au site par Livewire pour actualiser le calcul. Dans le parcours par étapes, elles sont placées dans l’URL et peuvent rester dans l’historique du navigateur. Ne saisissez pas de données sensibles.

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