Mode FIR VIRTUOSO

Mode FIR bit One HD Virtuoso

Qualité audio augmentée grâce à l'absence de rotations de phase à la coupure du crossover

Les filtres numériques IIR simulent fidèlement les filtres analogiques (actifs ou passifs), en se rapprochant de leur comportement en phase et en fréquence. Comme leurs équivalents analogiques, ils sont affectés par d'inévitables rotations de phase à la fréquence de coupure, qui diffèrent selon le type de courbe utilisé (Butterworth, Linkwitz, Bessel), mais qui restent perceptibles à l'écoute.
Dans la pratique, par exemple, un filtre passe-bas IIR de quatrième ordre (24 dB / Oct) à 200 Hz de coupure, plus un filtre symétrique passe-haut, entraîne une rotation de phase allant de 0 à -360 degrés sur l'ensemble du spectre audio. Cette altération de la phase affecte la perception de l'image sonore, ce qui met en évidence des imprécisions en termes de cohérence et de stabilité.

Simulation de la réponse en fréquence électrique (module et phase) d'un filtre passe-bas Linkwitz-Riley de quatrième ordre (24 dB/Oct) additionné à un passe-haut symétrique ayant une fréquence de coupure de 200 Hz. Filtres IIR (en noir) et filtres FIR (en bleu).

Imaginez un système à trois voies dans lequel le woofer de 18 cm monté sur la porte est croisé à 400 Hz avec le médium, installé sur le pilier a à côté d'un tweeter, lui-même croisé avec le médium à 5 000 Hz, à l'aide de filtres IIR. L'altération de la phase du système réduit la focalisation des instruments sur la scène virtuelle. Pour cette raison, un certain nombre d'amateurs d'audio préfèrent adopter des systèmes à 2 voies avec un woofer et un tweeter croisés à 2.500 Hz avec une pente de 6 dB / Oct, afin de limiter au maximum les rotations de phase. Cette solution présente cependant un certain nombre d'inconvénients non négligeables, principalement dus à l'augmentation de la distorsion et à la diminution de la puissance du tweeter. Avec une pente de seulement 6 dB / Oct, le signal musical autour de la fréquence de coupure est généré simultanément par les tweeters et les woofers dans une mesure considérable. Comme un tweeter et un woofer ont des paramètres électroacoustiques très différents, la somme des deux émissions ne produit pas de signaux de sortie clairs, ce qui se traduit par une reproduction moins claire des transitoires musicaux.

Dépassement des limites imposées par les rotations de phase d'un égaliseur IIR

De même que les filtres répartiteurs, les égaliseurs graphiques et paramétriques basés sur des filtres IIR modifient le comportement de la phase du signal, ce qui a des effets significatifs sur la qualité audio. Un signal fortement égalisé se caractérise par une image stéréo peu claire et un manque de définition des transitoires. Les audiophiles qualifient souvent cette sensation de voile qui brouille le message musical et le prive de l'émotion nécessaire.

Simulation de la réponse en fréquence électrique (module et phase) des deux pôles de l'égaliseur paramétrique avec filtres IIR (en noir) et les filtres FIR (en bleu).

Amélioration de la qualité acoustique grâce aux filtres croisés et aux égaliseurs FIR

L'utilisation de filtres FIR garantit un résultat important : le comportement de la phase est linéaire, sans rotations ni indécisions. Cela permet également d'utiliser des filtres avec une pente très élevée (jusqu'à 48 dB / Oct), sans altérer la réponse en phase. Une pente aussi élevée du filtre permet aux médiums et aux tweeters montés sur le pilier a de travailler à des fréquences plus basses sans problème de tenue en puissance, ce qui permet d'augmenter le front d'émission. Ainsi, grâce aux filtres FIR, les avantages des systèmes à trois ou plusieurs voies sont complètement exploités, ce qui porte l'expérience d'écoute en voiture à un niveau différent. Lors de l'écoute, un système utilisant des filtres FIR offre une grande clarté dans la reproduction des transitoires, tels que les coups de marteau du piano acoustique ou les tambours. L'image stéréophonique est plus profonde et précise. Les instruments de la scène virtuelle sont plus concentrés et semblent avoir plus d'espace entre eux. Même l'intervention d'un égaliseur sur la réponse en fréquence, lorsqu'il est disponible en technologie FIR, ne modifie pas la phase du signal audio, ce qui permet des corrections plus précises et détaillées sans conditionner la qualité audio.