Utilisation du système YPAO du Yamaha en Hi-Fi et Home-Cinéma

Dans le cas de la configuration mixte Hi-Fi et Home-Cinéma, c'est-à-dire avec sortie des signaux LFE redirigés vers la sortie du PRE OUT FRONT du Yamaha, connexions décrites ici.

La sortie PRE OUT FRONT (sortie du signal destiné aux frontales) est connectée sur l'entrée du Behringer DCX2496 qui va servir avant tout de crossover. En sortie du DCX le signal stéréo bande haute sera envoyé vers les frontales, tandis que le signal mono bande basse sera envoyé vers le caisson (voir ici le schéma de la connexion)

Réglages du caisson : les mêmes que dans la configuration précédente

• Volume : réglé sur 9 heures
• Filtre pass-bas LOW-PASS FILTER : hors circuit (OUT)
• Sélecteur EQ : position A
• Sélecteur de phase : 0°
• Fréquence de coupure : positionné sur la fréquence maxie (LOW-PASS FILTER étant sur OUT, cela n'a aucune influence)

Les Behringer DEQ2496 connectés sont mis en bypass sur tous les modules

Réglage du Yamaha : les enceintes frontales sont déclarées en LARGE et le paramètre BASS OUT (Sortie des signaux graves) du menu Manuel Setup > Basic doit être positionné à la valeur FRONT, cela permet de faire croire au Yamaha qu'il n'y a pas de caisson de graves et ainsi d'envoyer la totalité des fréquences graves et des signaux LFE vers la sortie PRE OUT FRONT.

D'autre au vue des caractéristiques de mes enceintes centrale et surrounds j'ai choisi de les mettre en SMALL avec la fréquence Bass Cross Over positionnée à 80Hz : cela signifie que toute fréquence inférieure à 80Hz sera envoyée vers les enceintes frontales

Paramétrage du Behringer DCX2496 : c'est lui qui oriente les signaux vers le caisson et les frontales

• Configuration des entrés/sorties :
• Mode STEREO, configuration 2 voies LHLHLH, paramètres OUT STEREO-LINK et IN STEREO-LINK à OFF afin de régler chaque canal séparément, voir la procédure
  
    
  
  
• Routage des entrées vers les sorties : l'entrée IN A est routée vers la sortie OUTPUT 1, l'entrée IN B est routée vers la sortie OUTPÜT 2, voir la procédure :
  
    
   
• Création du signal interne SUM = A+B destiné au caisson de basses, paramètre IN SELECT à IN A+IN B, les paramètres SUM INPUT GAINS et OUT GAIN à 0, voir la procédure
  
   
   
• Signal source interne SUM assigné à la sortie OUT 3, OUT 1/2/3 GAIN à 0, voir procédure
  
  
  
   
• Gain des entrées IN A/B/C à 0, voir procédure
  
   
   
• Désactiver entrée et sorties non utilisées : on désactive l'entrée IN C, et les sorties OUT 4, OUT 5 et OUT 6, voir procédure
  
  
  
   
• Désactiver filtres non utilisés :
• Désactivation des délais sur les entrées, voir procédure
  
  
   
• Désactivation de l'égaliseur EQ sur les entrées IN A, IN B, SUM et les OUT 1/2/3 : menus IN A/B, SUM et OUT 1/2/3, page 3, paramètre EQ à OFF :
  
  
   
• Désactivation de l'égaliseur DYNAMIC EQ sur les entrées IN A, IN B, SUM et les sorties OUT 1/2/3 : menus IN A/B, SUM et OUT 1/2/3, page 4, paramètre DYNAMIC EQ à OFF :
  
  
   
• Régler les délais sur les sorties : on va tenir compte du réglage de délai effectué par le système YPAO lors de son utilisation dans la configuration Home-Cinéma. On se souvient que le système YPAO dans la configuration Home-Cinéma avait positionné les distances ci-dessous :
  
  
  
  Dans cette configuration l'enceinte considérée comme la plus éloignée par le système YPAO est le caisson de graves, c'est donc celui-ci qui a servi de référence 0 pour ajuster les délais des autres enceintes. Le problème ici c'est que le système YPAO ne voit plus le caisson et qu'il va donc prendre l'enceinte frontale gauche comme référence pour calculer les délais des autres enceintes. Le délai du caisson peut être réglé avec le DCX, le problème est que pour retrouver le rapport de délai précédent il faudrait ajuster un délai négatif pour le caisson ce qui est impossible. Voici comment résoudre ce problème : il faut qu'au final le caisson serve de référence (délai=0), le délai des frontales est réglé par le DCX, il est calculé en fonction des distances positionnées par le système YPAO, soit :
  
  délai de la frontale gauche = (4,5m - 4,1m)/343,4 = 1,16ms
  délai de la frontale droite = (4,5m - 4m)/343,4 = 1,46ms
  
  La vitesse du son à 20°C étant d'environ 343,4m/s
  
  Cela donne sur le DCX pour les frontales (sorties OUT1 et OUT2) et pour le caisson (sortie OUT3) :
  
     
  
  Pour le système YPAO, l'enceinte frontale gauche étant prise comme référence pour le calcul des délais des autres enceintes, pour que ces dernières soient référencées par rapport au caisson, on va tout simplement positionné sur le Yamaha la distance des enceintes frontales à celle mesurée précédemment par le caisson soit 4,5 m. On va donc positionner manuellement les distances suivantes sur le Yamaha :
  
  
  
  La frontale droite est positionnée à la même distance que la frontale gauche, puisque son délai est réglé par le DCX. Il ne faut pas oublier avant de lancer le système YPAO de mettre Auto Setup > Setup Menu > Distance à la valeur Skip afin que le système YPAO ne recalcule pas les distances (donc les délais). De même pour Auto Setup > Setup Menu > Size également à Skip puisque l'on a positionnée la valeur à SMALL
   
• Régler la fréquence de coupure : c'est le paramètre délicat à régler, surtout lorsque l'on n'a pas de recul, ni d'expérience dans ce domaine. Concrétement j'ai besoin de régler un filtre passe-haut sur les sorties OUT 1 et OUT 2 qui alimentent les frontales, et un filtre passe-bas sur la sortie OUT 3 qui alimente le caisson. L'idéal est d'arriver à maintenir une réponse aussi plate que possible autour de la fréquence de coupure, et d'éviter au maximum des rotations de phase dans le signal (se rappeler que phase = délai). Il ne faut pas s'illusionner , le meilleur choix (compromis ?) ne pourra se faire qu'après de nombreux essais, il s'agit donc ici d'un choix à priori en tenant compte des résultats du système YPAO et des caractéristiques constructeur des enceintes. Pour me placer dans la continuité des résultats obtenus avec le système YPAO, j'ai fixé à priori la fréquence de coupure à celle positionnée par le système lors du calibrage en configuration Home-Cinéma : les frontales sont à priori capables de descendre aussi bas. Avec le DCX il y a trois paramètres à configurer :

• Le type de filtre : Butterworth, Bessel ou Linkwitz-Riley, le choix entre ces trois n'est pas simple, et je ne pense pas pouvoir trouver une réponse définitive, sinon tous les constructeurs auraient adopté cette solution. D'après ce que j'ai commencé à découvrir sur ces filtres, les Butterworth sont optimisés en réponse en amplitude, les Bessel sont optimisés en réponse en phase, les Linkwitz-Riley offrent un bon compromis entre les deux précédents
• La pente ou ordre du filtre : suivant le type on a le choix entre 6, 12, 18, 24 ou 48dB/octave. Plus la fréquence de coupure du filtre est proche de la zone où la courbe de réponse de l'enceinte commence à être accidentée, plus la pente d'atténuation devra être importante. Si ce n'est pas le cas, on n'obtiendra pas une réponse droite autour de la fréquence de coupure. Le filtre à 6dB/Octave est en théorie le meilleur (pas de déphasage), mais est difficile à mettre en oeuvre car il nécessite une réponse linéaire assez large de part et d'autre de la fréquence de coupure concernant les enceintes. Certains préfèrent les filtres d'ordre impaire à l'écoute
• La fréquence de coupure : c'est la fréquence à laquelle le signal est diminué de -3dB ou -6dB. La préconisation de B&W est de régler la fréquence de coupure à la valeur de la fréquence où la courbe de réponse de l'enceinte frontale présente une atténuation de -6db par rapport au niveau normal 0dB, soit pour la B&W DM604 une valeur de 30Hz. Comme je l'ai spécifié plus haut je fixerai dans un premier temps la fréquence de coupure à celle obtenue par le système YPAO dans la configuration Home-Cinéma, soit 40Hz
• Au final, après lecture de divers documents relatant les expériences des uns et des autres, ainsi que les recommandations THX pour les filtres de "bass management" j'ai fait le choix à priori d'utiliser des filtres de type Butterworth avec une pente de 12dB/octave pour le filtre passe-haut et une pente de 24dB/octave pour le filtre passe-bas, avec une fréquence de coupure FREQ=40Hz (celle calculée en Home-Cinéma).
  Ce sont des choix à priori, on verra éventuellement à les corriger après les mesures. Pour la sortie OUT 3 (dédiée au caisson) : un filtre passe-bas Butterworth avec une pente de 24dB/octave et une fréquence de coupure de 40Hz, voir la procédure de la page Utilisation du Behringer DCX2496
  
  
  
  Il serait peut être judicieux d'ajouter sur la sortie OUT 3 (celle dédiée aux basses) un filtre passe-haut qui élimine les fréquences les plus basses pour protéger mon caisson, par exemple un filtre Linkwitz-Riley avec une pente de 48dB/octave et une fréquence de coupure FREQ=20Hz.
  Et pour les sorties OUT 1/2 (dédiées aux frontales) : un filtre passe-haut Butterworth avec une pente de 12dB/octave et une fréquence de coupure de 40Hz, voir la procédure de la page Utilisation du Behringer DCX2496
  
   
  
  
• Réglage de la phase au niveau de la fréquence de coupure : il y a peut être lieu de régler la phase au niveau de la fréquence de coupure, pour cela on genère un signal sinusoïdal (avec par exemple le logiciel Room EQ Wizard) de fréquence égale à la fréquence de coupure et on ajuste la phase sur le DCX jusqu'à obtenir un niveau sonore maximum (mesuré au sonomètre au point d'écoute), voir la procédure de réglage sur le DCX. Et encore cette méthode n'est qu'une approche simplifiée mais qui suffira dans un premier temps compte tenu de la "haute qualification" que je possède dans ce domaine.

Dans mon cas voici les résultats obtenus :

Les distances sont celles que l'on a positionnées manuellement, puisque l'on a dit au système YPAO de ne pas les mesurer. Toujours pas d'ajustement des niveaux par le système YPAO

Pour l'equalizing on a les résultats suivant :

On vérifiera plus loin ce que donne cette correction faite par le système YPAO. Par contre j'ai simulé une approche des courbes de fréquences avant correction par le système YPAO, ceci avec REW en positionnant les filtres et en inversant leur effet sur une courbe cible. Il est bien entendu que cela ne donne qu'une approche très partielle, car on ne peux pas voir un accident dans la courbe qui n'a pas été corrigé par un filtre du système YPAO. On a ainsi :

Pour la frontale gauche+caisson : quand le système YPAO fit ses mesures le caisson est allumé, il est donc pris en compte

Pour la frontale droite+caisson : hormis autour de 80-100Hz on retrouve la même allure à droite comme à gauche

Pour la centrale :

Pour la surround gauche :

Pour la surround droite : on dirait presque deux soeurs jumelles

Pour la surround arrière gauche :

Pour la surround arrière droite : cette courbe paraît trop droite pour être honnête, le système YPAO n'a utilisé qu'un seul filtre !

Le système YPAO considère ici qu'il n'y a pas de caisson, on peut donc supposer que l'égalisation agit sur une bande de fréquences élargie vers le bas par rapport à la configuration Home-Cinéma, mais de toute façon la fréquence la plus basse sur laquelle agit l'égaliseur paramétrique du Yamaha est 63Hz, ce qui limite grandement son action sur les fréquences les plus basses. Il sera intéréssant de comparer ces courbes avec celles que l'on réalisera plus tard en mettant en action les Behringer DEQ2496.

Les paramètres sont sauvegardées dans la mémoire 1 du Yamaha :

Conclusions sur l'utilisation du système YPAO

C'est un système simple à mettre en oeuvre et qui fournit des résultats qui à l'écoute semblent honorables, mais qui possède une grosse lacune, c'est que l'égalisation paramètrique (paramètre Equalizing) n'agit pas sur le caisson de basses, et pourtant souvent ce dernier est la cause d'un manque de clarté du reste de la bande de fréquences à cause d'un effet de masquage dû à l'interraction caisson-local. D'autre part je ne sais pas pourquoi il n'y a pas d'ajustement des niveaux

D'autre part la finesse de réglage est limitée aux caractéristiques de l'égaliseur paramétrique de Yamaha qui possède 7 filtres par voie avec un choix de la fréquence entre 63Hz et 16kHz par pas de 1/3 d'octave. L'utilisation des Behringer DEQ2496 va permettre une approche plus fine, puisque l'on va disposer de 10 filtres par voie avec un choix de la fréquence en continu entre 20Hz et 20kHz