Jipihorn's Blog

avril 11, 2010

Filtre actif à triode : où est l’avancée décisive ?

Filed under: Electronique, Fondamentaux — jipihorn @ 9:44

Comme promis voici quelques simulations du filtre actif à triodes XM26 pour montrer à quel point on peut sur-estimer ces composants et leur affubler des propriétés paranormales totalement ridicules.

En gros, ce schéma utilise des cellules de gain unité (par charge cathodique, donc contre-réaction maximale) avec contre réaction permettant des étages à 12 dB/octave. Ici deux étages sont chaînés. Voici le schéma  testé, avec, en comparaison, une version à AOP (cliquez par avoir la taille originale):

La coupure est prise à 100Hz avec les valeurs préconisées par le constructeur (condensateurs augmentés d’un facteur 10). Ces tubes sont alimentés en +/- 150V. Le choix de l’ecc83 est plutôt inhabituel dans ce contexte ou la préférence est donnée aux tubes à forte transconductance. La version décrite par Larsen dans l’audiophile utilise des ECC81 à mu inférieur (60-70) mais pente bien supérieure (5.5-6.7 mA/V). C’est un compromis, car si un fort  mu (100 pour l’ECC83)  permet de s’approcher de l’unité en gain, l’impédance de sortie augmente souvent par chute de la pente du tube (1.25-1.6 mA/V). Ceci explique pourquoi le schéma de Larsen nécessite des corrections des valeurs pour compenser un gain plus éloigné de l’unité à cause d’un mu inférieur de l’ECC81. Ici, la divergence des résultats est inférieure, même si elle est présente (cliquez par avoir la taille originale):

Plus un détail de la zone de coupure :

Pour éviter de chercher avec le schéma, les courbes rouge et bleue sont celle de la partie triode, les verte et violette sont celles de l’AOP.

Comme on peut le voir, il y a un écart visible (pas très important finalement) avec  l’idéal théorique que les AOP obtiennent sans problème, avec, en prime, un problème du au schéma lui-même (courbe bleue après 500Hz). Oui, celui-ci n’est pas un bon schéma, il souffre d’un défaut conceptuel qui peut devenir majeur si l’on ne prend pas garde. La version de Larsen est plus éloignée encore à cause du choix des tubes. Voici un autre problème : le comportement est très dépendant du choix de la référence du tube, chose très secondaire avec les AOP. Je ne vois pas ici non plus d’avancée décisive du tube sur le reste (je ne parle pas des problèmes de l’alimentation, de ses dangers, de la consommation, du poids, du prix, de la durée de vie, de la stabilité…). Techniquement, le tube est moins bon ici sur tous les paramètres. La simulation est fiable, ne pensez pas mettre ça sur le dos du simulateur. J’ai testé celui de Larsen et les résultats sont identiques aux mesures qu’il a publiées. Le modèle de tube utilisé ici est assez complet, avec courant grille et tout. Par ailleurs, l’ampli op utilisé ici n’est pas non plus un modèle idéalisé, mais une version beaucoup plus complexe et réelle (On peut voir par exemple en HF dans le passe bas l’influence d’un des pôles).

Pour être plus complet, voici les courbes d’amplitude, phase et sommation des canaux pour comparer :

On peut s’apercevoir que la résultante n’est pas constante et un creux d’environ 0.8 dB est visible à la coupure. Bon, ça n’est pas dramatique, et, à mon avis, c’est masqué par d’autres problèmes acoustiques issus de la salle. Néanmoins, il y a un écart avec la théorie. Remarquez encore ce problème du passe bas, sa courbe de phase et son comportement étrange. Jetons un œil sur cet effet. En regardant bien le schéma, on s’aperçoit que, comme à  haute fréquence les condensateurs tendent à se comporter comme des court circuits, dans la configuration passe bas, les résistances de la partie filtrage viennent interférer avec les résistances de polarisation de cathode, formant un réseau résistif entre étages. Et c’est bien cela que l’on observe : un résidu passe d’étage en étage via ces résistances. La topologie passe-haut n’a pas ce problème. Pour s’en convaincre, voici le même filtre où les résistances des modules sont divisées par 10 (et les condensateurs augmentés d’autant) :

Effrayant non ?  Maintenant, un superbe creux de 4dB à la coupure et un comportement particulièrement mauvais apparait. Effectivement, ces résistances devenant plus faible, le signal est beaucoup moins atténué en sortie des étages. Donc, attention à n’utiliser que des résistances de forte valeur dans cette configuration, même si c’est au détriment du bruit. Voici ce que cela donne avec des résistance multipliées par 10 (et condensateurs réduit en conséquence) :

C’est beaucoup mieux. On voit bien à quel point ces schémas paient le tribut de leur simplicité : ils sont très sensibles à leurs paramètres. Entre temps, ceux par AOP ne bougent pas d’un poil… Toujours pas trouvé où étaient ces avancées décisives dans les tubes. Comme je disais dans le billet précédent, la distorsion doit être assez faible pour passer inaperçu, même si elle doit être à des magnitudes de celle des AOP. Dois-je rappeler que la contre-réaction dans ce schéma est totale ? Vous savez, cet effet dont on reproche aux transistors l’utilisation abusive ? Ici, AOP ou tubes :  même combat. C’est n’est pas un argument non plus…

Alors, payer cher pour des composants dépassés où les résultats sont TOUS inférieurs comparés à des composants modernes, non merci. Quant à expliquer pourquoi la personne a tant aimé passer au tubes, c’est simple : c’est le résultat qu’elle voulait obtenir et elle l’a obtenu. Sauf que ça n’a rien à voir avec l’appareil, grand classique tant et tant de fois mis en évidence mais dont les audiophiles continuent encore et encore d’ignorer. Le jour ou on me montrera un test en double aveugle avec niveaux égalisés à 0.1 dB  qui montrera ne serait-ce qu’une différence audible (je parle pas de mieux ou moins bien) entre ce schéma et une simple application à AOP à deux sous, la, je pourrai reconsidérer la question. Pour l’instant, je ne vois rien qui soit en opposition avec la science et l’électronique de base. Je ne vois juste que la sempiternelle prétention et les sempiternelles affirmations péremptoires toujours aussi fausses et toujours aussi présentes.

Et je ne vois toujours pas où est cette avancée décisive que les tubes auraient amené.

Jipi.

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avril 8, 2010

Exercice sceptique pour débutant.

Conversation sur le forum Elektor, dans la rubrique dédiée au livre conceptuel de Francis Ibre (1), assez typique de ses méthodes de conversation :

Magnifique échange dont on peut extraire pas mal de choses, n’est-ce pas ?

Reprenons chronologiquement :

Tout d’abord, une personne remplace son filtre actif à base de ces saloperies d’AOP (surtout des 5532) par une version super géniale à base de ecc83 (12ax7). Le problème, c’est que le gain de qualité a été mis directement sur le fait que l’on soit passé aux tubes. Les fonctions de transfert sont elles les mêmes ? Les gains sont-ils les mêmes ? La distorsion suffisamment faible ? Le fait de s’être débarrassé de ces éléments gênants comme ces AOP n’a-t-il pas influencé la perception finale dans le bon sens ? Voila des raisons pour lesquelles l’explication peut-être bien plus probable qu’une explication sans sens réel. Bien sur, ces filtres ont été confronté en double aveugle avec des niveau égalisés à 0.1dB… Mais cette pseudo-explication là est celle que Ibre veut entendre et il saute sur l’occasion pour asseoir son expertise.

Et donc, il ne peut pas s’en empêcher, il enfonce le clou :

« Des personnes hautement compétentes ont affirmé que si le tube avait été inventé après le transistor, il aurait été considéré comme une avancée décisive » .

Rien que ça. C’est une affirmation bigrement gonflée, et demander quelles sont ces « personnes hautement compétentes » me semble une question extrêmement légitime. Car, il faut bien le dire, cette affirmation est ridicule. Imaginons la situation. Le transistor a été inventé et a évolué pendant quelques dizaines d’années et pan, le tube est inventé. Ce qui veut dire en gros  que l’on compare un audion de 1906 avec des semi conducteur des années 80. Quelles seraient les avancées décisives ? Certainement pas la puissance, ni le gain, ni la durée de vie, ni les caractéristiques HF, ni la robustesse, ni …rien. Car il faut bien comparer dans les mêmes conditions car je vois d’ici la comparaison biaisée que fait Ibre dans son esprit : des triodes planar à grille cadre, le top de l’époque des  années 50,  avec des vieux transistors germanium. Mais ça n’est pas comme ça que le choses se seraient passées. Quelques rares applications ont encore des tubes pour des raisons réelles, comme la HF de puissance ou de l’émission d’ondes. Mais certainement pas dans le contexte basse fréquence. Évidement, on peut parler à l’infini de l’écrêtage progressif ou autres dynamiques de tensions disponibles, mais ce sont des argument d’ignorants sans intérêt (qu’ils ouvrent des bouquins d’électronique sérieux) .

Maintenant, observons bien les techniques d’évasion utilisées à cette question fermée qui est posée trois fois de suite sans avoir la moindre réponse :

  • Réponse par d’autres questions , questions données par Ibre dont il a les réponses. C’est une forme de red herring, une forme de diversion. Notons au passage cette façon de faire plus ou mpoins comprendre que la question d’origine est stupide, histoire de se mettre en une sorte de position de supériorité et de se substituer, l’air de rien, à ces experts.
  • Réponse sur une autre partie du texte qui n’a rien à voir. Il est en effet pas évident de reposer brutalement la question sans mettre un peu de texte autour. Plutôt que de répondre à la question d’origine, il saute sur l’occasion de digresser sur la trivialité de ses question pseudo-intelligentes. Oui, ces questions sont triviales, mais , encore une fois, il fait une tentative pour faire croire que ce qu’il dit n’est pas aussi simple que l’on penserait et que, lui, est capable d’appréhender la complexité du sujet (encore une diversion). On se croirait face à ces théologiens sophistiqués.
  • Réponse en disant qu’il a répondu à la question (ce qui est faux) et qu’il faut se contenter de cette fausse réponse. Courant dans la rhétorique politique :  « Vous n’avez pas répondu à la question ! »  » Oui, mais c’est ma réponse ».

Pas mal, hein ? Maintenant, voici comment je vois la réalité :

Ibre a voulu trop en faire et il a inventé ces « personnes hautement compétentes » pour se faire mousser.

J’applique tout simplement le rasoir d’Occam. La raison la plus probable est souvent la meilleure. Si il avait été vraiment malin, il aurait répondu en quelques mots à la question, puis posé les siennes pour assoir sa supériorité. Mais non, il est tout simplement incapable de répondre. Quand ne peut-on pas répondre à une question ? Simplement, quand on ne connais pas la réponse. Qu’un expert dise une telle affirmation (ici un expert en composants électroniques évidement), cela me semble tout à fait extraordinaire. A affirmation extraordinaire, preuve extraordinaire…

Maintenant, beaucoup plus grave, sur la dernière réponse :

Qu’en a-t-on à faire de savoir si c’est Tartempion ou Duchmol qui a dit ça ?
Tu ne peux donc pas accepter cette affirmation sans connaitre sa source ?
Ou bien préfères-tu t’assurer de la non-crédibilité de cette source, avant de rejeter l’affirmation ?

Oui, vous avez bien lu : croyez sur parole, ne doutez jamais, quelle importance de ne pas savoir ? Croyez moi, ne vous posez pas de question, je détiens la Vérité. Effrayant, non ? Et il veut donner des leçons de science et de rigueur…

Et bien non,  et c’est le message que je veux marteler ici : cherchez, vérifiez, confrontez. L’esprit critique est la meilleure arme contre justement ce genre d’individu qui se réfugie derrière de la mauvaise rhétorique pour faire illusion. Parce que, non seulement Ibre  na pas répondu à la question mais en plus,  il prouve qu’il est une source potentielle de pollution pour l’intelligence en général et l’esprit scientifique en particulier.

Je comprends maintenant cette phase d’anthologie : « les subjectivistes objectivistes, je les emmerde« (3) . Ben oui, ce sont les seuls qui peuvent le mettre dans des situations inconfortables.

Maintenant, un petit détour vers ce filtre actif à triodes. Ce modèle est fourni par ceux qui distribuent le WM8 Bassis, dont j’ai déjà parlé ici à propos de la transformée de Linkwitz. Ce qui est intéressant avec eux, c’est qu’il fournissent les schémas dans leurs manuels. Je connais bien les problèmes des filtres actifs à triode, car il est délicat de deviner où ils vont tomber. Qui n’a pas essayé de comprendre ces articles de Larsen dans feu l’Audiophile et comment il a calculé les valeurs ? Et oui, ces filtres utilisent des cellules à gain unitaire à charge cathodique avec contre-réaction. Le problème, c’est que ça n’est pas à gain unitaire. Et le résultat ne tombera pas la où c’est prévu. La faiblesse technique du XM26, c’est qu’il suppose que ces cellules se comportent comme des AOP, ce qui n’est pas le cas. J’ai pas mal étudié ces schémas sur des simulateurs analogiques et les différences peuvent être importantes : les formules, ici du Linkwitz du 4ème ordre, ne sont pas valides. Il est quasi certain que les fréquences réelles seront différentes (en fait, le comportement électrique en général), ce qui est largement suffisant pour avoir des résultats d’écoute différents.  Dès que je serai rentré de vacances, je posterai des simulation pour bien voir comment cela se comporte. D’un autre coté, je pense pas que la distorsion inhérente aux tubes se retrouve ici à des taux suffisants pour être entendues. Ces étages intrinsèquement une distorsion faible… à cause d’une contre-réaction quasi-totale dans la zone passante, vous savez, ce mal absolu tant détesté par ces anti-transistors, mais appliqué à l’extrême dans cette situation. Un comble ! Voila un problème (et non une qualité) du tube utilisé en audio : il est loin des modèles parfaits supposé et il se comporte pas très bien dans ces contextes. Mais ou peut bien être cette ** avancée décisive **(2) du tube ?

Grotesque, mais finalement comique à la fois.

Jipi.

(1) Pour des raisons pratiques, ce sont des captures d’écran; la mise en page d’une conversation sur un blog me demanderait trop de temps pour être lisible…

(2) Rholala, comme c’est prétentieux, cette manière de souligner…

(3) Profitez bien quand je  merde, ça va pas arriver souvent !

avril 3, 2010

A voir absolument…

Filed under: Acoustique, Audiophilie, Fondamentaux — jipihorn @ 7:12

Bien qu’en anglais, malheureusement, Ethan Winer, membre de l’AES et auteur de l’article sur les bass-traps le plus complet pour l’amateur, a mis en ligne une vidéo à propos de l’atelier  qu’il a organisé aux cotés de Poppy Crum, Jason Bradey  et James Johnston dans le show de l’AES  d’octobre  2009 sur les mythes en audio.

Ces gens, des experts dans le domaine si je peux me permettre de le préciser, passent en revue les différents aspects des illusions auditives, biais et autres effets parfaitement connus liés au fonctionnement cérébral de l’audition. Tout est la, il n’y a rien de plus à ajouter (avec en prime quelques exemples bien gratinés de Machina Dynamica ou Peter Belt). Tout ici permet d’expliquer tout ce que les audiophiles affirment à longueur de temps mais pas pour les raisons qu’ils croient. Ajouté à cela que l’auteur de cette vidéo a mis en ligne les échantillons sonores pour faire soi-même les tests et montrer à quel point ces thèmes récurrent en audio (distorsion, jitter, bits, phase…) sont totalement hors sujet par rapport aux vrais problèmes. Testez ces fichiers et constatez à quel point ces effets sont sur-estimés.

Malheureusement, il faut plus que des preuves pour que ces chers subjectivistes, un jour, s’interrogent un jour sur la possibilité éventuelle qu’ils pourraient être peut-être faillibles…

Dommage que la vidéo soit tronquée et que l’atelier ne soit pas disponible en entier. On remarquera l’extrait  classique mis à l’envers , un morceau dont on ne comprend rien à priori et dont on entend le « contenu » dès que l’on dit ce qu’il faut entendre (un exemple repris par Michael Shermer sur TED, sous-titrage disponible, qui montre que l’audio suit les mêmes règles que le paranormal en général). Un effet très puissant, multiforme,  que les vendeurs utilisent à tour de bras (et que les audiophiles font eux même tout seul sans se rendre compte).

En gros, si on veut vraiment appendre des trucs, faut aller la où est l’information sérieuse :  abonnez vous à l’AES pour le prix d’un câble audiophile pas cher.

Jipi.

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