Le Bi-Câblage

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Qu'est le bi-câblage ?
Aujourd'hui, la plupart des constructeurs fournissent leurs enceintes avec un double bornier d'entrée pour une liaison en bi-câblage.

L'esprit est d'alimenter séparément les graves et les aigus d'une même enceinte par deux câbles différents au départ du même ampli. Pour cela le filtre de l'enceinte est scindé en deux et chaque partie ne comporte que les cellules de filtrage qui lui sont propres.

Dans cette configuration de bi-câblage, les deux parties de l'enceinte sont alimentées par deux câbles au départ du même ampli.

Dans une configuration bi-amplification passive, les deux parties de l'enceinte sont alimentées séparément par deux amplificateurs, un par voie, recevant l'intégralité du signal.

La bi-amplification active comporte un filtre de fréquences avant les amplificateurs qui répartit vers chacun d'eux les tranches de signal qu'ils auront à reproduire. Dans ce cas les amplificateurs doivent attaquer directement le haut-parleur qui leur correspond. Les filtres passifs devront être supprimés car les deux types de filtrage ne peuvent pas cohabiter. Sur une enceinte trois voies, il est toutefois possible d'être en bi-amplification active sur la coupure basse et en passif interne sur la coupure haute.

Le filtrage passif, un travail de virtuose
Si pour le concepteur d'enceinte le calcul et l'optimisation des charges et du montage des haut-parleurs sont complexes, la mise au point du filtre passif est un véritable casse-tête qui tient de l'œuvre d'art. On est loin des logiciels qui sont censés donner le calcul du filtre idéal.

Le filtre a en effet de multiples fonctions : tout d'abord répartir les fréquences aux haut-parleurs correspondants, mais aussi adapter le signal à la réponse de ces haut-parleurs afin d'obtenir une restitution équilibrée et homogène. Or les haut-parleurs sélectionnés pour certaines de leurs spécificités sont rarement linéaires et de plus possèdent des courbes d'impédance qui peuvent varier rapidement dans de grandes proportions. Ainsi, l'art de l'ingénieur sera d'établir le meilleur compromis, et même s'il a du talent, d'utiliser certains défauts à son avantage.

Le filtrage et la loi d'ohm
Comment peux-t-on influer sur les fréquences en n'utilisant que des condensateurs ou des selfs ? Tout simplement en se servant des qualités contraires de ces deux éléments. L'impédance de la self croit avec la fréquence et celle du condensateur décroît. Ceux qui ont fait de l'électricité le savent et même que les deux peuvent entrer en résonance.

Pour exemple, dans un filtre passe-bas classique à 12 dB/octave constitué par une self en série et un condensateur à la masse, à partir de la fréquence de coupure, l'impédance de la self augmente freinant le passage du courant alors que simultanément celle du condensateur diminue pour éliminer les fréquences indésirables après la self. Cette seule partie de filtre a une impédance montante et c'est pour cela que dans un filtrage à impédance constante il doit y avoir au moins deux cellules complémentaires : la cellule de grave dont l'impédance croit, à partir de la coupure, avec la fréquence et la cellule aiguë à l'impédance inverse, ce qui aboutit à une impédance constante.

Le couplage en tête
La qualité d'un bon filtrage, qui se traduit en qualité d'écoute, est celle de ses pentes d'atténuation qui devront être le plus près des valeurs théoriques liées aux nombre des composants constitutifs : 1 = 6 dB, 2 = 12 dB, 3 = 18 dB. Pour cela, les constructeurs d'enceintes le savent, la relation entre les composants d'entrée de cellule est primordiale.

Sur un filtrage 2 voies, le condensateur et la self d'entrée doivent avoir une relation privilégiée. Toute impédance placée en tête de cellule, en amont de ces composants, a pour conséquence directe de diminuer la pente du filtre en freinant le couplage entre ces composants.

Ainsi, dans le cas fréquent où le niveau d'un transducteur doit être atténué, si on place une résistance en tête on diminue considérablement l'action des coupures avec une influence néfaste sur les résultats, alors qu'une résistance placée entre filtre et haut-parleurs provoque une atténuation sans altérer le rendu parfois même au contraire.

Ce que nous pouvons en déduire
Nous avons survolé le rôle du filtre en nous attachant principalement aux circonstances qui influent sur ses performances et par là même sur les performances de l'enceinte. Ces quelques réflexions nous amènent à pouvoir établir un classement de ce qu'il faut faire et ne pas faire pour obtenir les meilleurs résultats dans l'interface amplificateur / haut-parleurs.

Bi-amplification active sur enceinte bi-câblée : le bonnet d'âne
Oui, cela existe, des amateurs utilisant à la fois un filtre actif entre amplificateurs en conservant les filtres passifs à l'intérieur des enceintes. Conséquences néfastes, comme les valeurs de filtrage ne peuvent pas être absolument identiques, le résultat se traduit par la création de creux et de bosses dans la courbe de restitution.

Bi-amplification passive : pire que le bi-câblage
Comme chacun des amplificateurs ne voit qu'une partie du filtrage et donc une impédance montante pour freiner le signal, il aura tendance à augmenter légèrement sa tension de sortie simultanément et par là même diminuer les pentes de coupure. Cela sera encore plus sensible pour un amplificateur à tubes ou sans contre-réaction à haute résistance interne.

Bi-câblage : une fausse innovation
Si en apparence la section des câbles est doublée, il n'en est pas de même pour les têtes de cellules de filtrage qui se retrouvent avec deux longueurs de câble qui les séparent. Cela correspond à une résistance placée en tête de chacune des cellules et qui peut diminuer le filtrage d'une manière conséquente. Il est facile de démontrer les limites de cette innovation, dont les progrès constatés seront plus du aux câbles en parallèle qu'à la conduction séparée des fréquences, en laissant les double conducteurs et en replaçant simplement les cavaliers mono-câblage, ce qui rendra à l'enceinte homogénéïté et musicalité.

Mono-câblage
Un fonctionnement au plus près de la mise au point du constructeur avec pour point critique une recherche minutieuse du câble large bande le mieux adapté.

Un autre inconvénient majeur, depuis que les constructeurs ont opté commercialement pour le bi-câblage en scindant les filtres en deux, il est très difficile de trouver le bon réglage entre les pistes de masse divisées et les multiples connecteurs, sans parler des straps.

Filtre passif extérieur : l'idéal pour l'amateur
Multiplier les câbles par nombre de voies est une excellente idée : c'est la manière de le faire en tête du filtre qui est mauvaise. L'idéal est de sortir le filtre de l'enceinte, le placer très près de l'amplificateur et d'aller avec un câble spécifique vers chacun des haut-parleurs. Cette configuration permet de préserver le couplage idéal entre la faible impédance de sortie de l'amplificateur et les composants de tête du filtre, afin d'obtenir les meilleures performances de filtrage. Les câbles reliant le filtre aux haut-parleurs pourront être de grandes longueurs sans inconvénients et leur impédance rapportée sera même bénéfique pour le filtrage en régularisant légèrement les variations d'impédance des haut-parleurs.

Les câbles spécifiques devront être choisis avec beaucoup d'attention : exclusivement multibrins, la taille des brins constitutifs ayant une relation avec les fréquences transmises.