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LSPcad 6 : Partie 1

Le logiciel est disponible sur le site IJdata . Pour ceux qui souhaitent investir dans ce logiciel la version standard vaut actuellement 160 euros et la version pro 800 euros.

La différence entre les deux versions est accessible sur cette liste : Lspcad std vs pro

Le tutoriel sera réalisé avec la version de démonstration de LSPCad 6.37 Pro sur Windows 7  familial 64bits. La version de démonstration ouvre droit à pas mal de choses mais on ne peut rien enregistrer.

Ecran d’accueil

A l’ouverture du logiciel s’ouvre deux fenêtres.

Accueil lspcad

La petite fenêtre située en haut sur l’image est celle qu’on appellera fenêtre principale (Main). Elle vous permet d’accéder aux différents réglages du logiciels ou autres applications.

La deuxième fenêtre est la fenêtre « schema », c’est celle dans laquelle vous dessinerez les montages que désirez simuler. C’est à partir de cette fenêtre que vous pourrez appeler la troisième fenêtre principale du logiciel nommée « Graphs » qui affichera le résultat de votre simulation, grâce à l’onglet nommé « simulate ». L’onglet « Edit » refermera la fenêtre « Graphs » et vous permet d’éditer simplement le schéma.

A partir de cette fenêtre « schema » vous pourrez rappeler les fenêtres qui sont restées ouvertes mais qui pourraient être masquées par d’autres, ceci grâce aux boutons « Main form » et « Graphs ».

Il existe plusieurs pages possibles pour la fenêtre schéma par le petit menu déroulant dans le coin gauche (à côté du petit 1). Cela permet de ne pas trop charger les montages sur la même page. Vous comprendrez plus tard l’utilité.

Je vais me servir du projet Prima pour illustrer une partie du tutoriel. Il nous permettra d’appréhender les fonctions de base en simulant pas à pas ce projet .

Remarque : Avant de commencer une simulation il faut bien sûr se procurer les fichiers de mesures de réponse en fréquence et d’impédance des haut-parleurs pour votre projet.

Nous allons aborder une bonne partie du fonctionnement du logiciel avec cet exemple, vous verrez que ça ira plus vite à prendre en main pour le reste. Enfin j’espère…

Schéma du montage

Plaçons nous dans la fenêtre Schema ->onglet Edit -> sous onglet Passive

Vous voyez plusieurs icônes avec des petits dessins plus ou moins explicites; en approchant votre souris sur les icônes des composants il vous est indiqué leur nature. Jusque là rien de très compliqué.

Création des haut-parleurs

Commençons par créer les haut -parleurs dont nous avons besoin. La prima est une deux voies deux haut-parleurs. Il nous faut donc un tweeter et un boomer.

NB : La version de démo est limitée à trois haut-parleurs simultanés.

Cliquez sur le petit composant en forme de haut-parleur nommé « Driver unit (measured data) ». Emmenez le pour le placer sur le schéma et re-cliquez pour le poser.

Faites l’opération deux fois car il nous en faut deux.

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On obtient alors deux haut-parleurs nommés D1 et D2 . On peut voir les connecteurs symbolisés par de petites croix rouges et numérotés 1,2,3,et4.

Pour faire fonctionner ces haut-parleurs il va nous falloir les alimenter par un générateur nommé « signal source » dans le logiciel. Pour des raisons pratiques et simplifier la lisibilité  du schéma du filtre j’ai placé un générateur par haut-parleur. Ce n’est possible que  dans le cas des filtres parallèles, ce qui est le cas de la Prima.

Je place donc deux générateurs puis deux masses nommés GND.

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Ensuite il va falloir raccorder tout ça. Pour commencer nous allons d’abord essayer de visualiser les courbes des haut-parleurs sans filtre.

On place donc un générateur sur la borne du hp correspondant, et la masse sur l’autre borne. Pour raccorder vous pouvez soit déplacer l’élément pour mettre en contact les connecteurs ensembles , ou cliquer sur la croix rouge du connecteur et l’emmener vers le connecteur à raccorder.

Lorsque le raccord et fait la croix rouge disparaît.

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Première visualisation

Une fois raccordé on peut voir le résultat en appuyant sur « Simulate ». Il s’ouvre alors la fenêtre « Graphs ».

Cette fenêtre « Graphs » s’ouvre par défaut sur l’onglet réponse en fréquence (SPL mag).

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Comme nous n’avons encore rien renseigné sur les haut-parleurs on observe des courbes parfaites.

On peut voir un petit encart avec la légende du graphique. S’il vous gêne vous pouvez cliquer dessus pour le déplacer dans un coin du graphique moins gênant. Si les couleurs ne vous plaisent pas cliquez sur le petit rectangle blanc à côté de chaque ligne pour modifier la couleur et l’épaisseur du trait.

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 Entrer les données haut-parleurs

Ce n’est que dans ce mode « simulate » qu’on pourra agir sur la partie schéma pour changer les valeurs et entrer les données des haut-parleurs. Mais on ne pourra pas agir sur l’architecture du schéma !

Retournons  dans la fenêtre « schema » sans fermer la fenêtre »graphs ». Si elles sont superposées appuyez simplement sur le bouton « schema » dans la fenêtre « graphs » pour la rappeler (et vice versa).

Maintenant cliquons sur le haut-parleur. Une nouvelle fenêtre s’affiche nommée « Driver Edit ». Onglet « Driver Parameters »

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C’est ici que nous allons renseigner les données du haut-parleur. Dans l’ordre du haut en bas :

– Son nom : par défaut nous avions D1, je noterai tweeter

– La section « Driver Location » est là pour donner la position relative du haut-parleur sur le baffle. Il faut prendre un des haut-parleurs comme référence et tout laisser à zero sur celui là puis renseigner les autres. Ici nous prendrons le tweeter comme référence on laissera donc tout à zero.

– La section orientation sert à renseigner les angles d’écoute horizontaux et verticaux. Nous laisserons à zero pour cette simulation.

– La section  « Imported Data »  va nous permettre d’importer la courbe de réponse en fréquence du haut-parleur préalablement mesuré. Il suffit d’appuyer sur le bouton « browse » et d’aller chercher le fichier via l’explorateur. Par défaut lspcad cherche un fichier « .txt » mais il accepte les fichiers frd il suffit de modifier le type de fichier dans l’explorateur en choisissant « all files ».

– Mes courbes de mesures étant réalisées au même niveau entre le tweeter et le woofer je n’ai pas besoin d’ajuster ce paramètre, je laisse donc « scaling » à 0. Le lissage étant déjà effectué par le logiciel de mesure je laisse « smooth » sur none. Je n’entre pas de delay non plus car j’entrerai un décalage en profondeur directement dans la section « Driver location ».

– Pour une simulation des courbes hors axe (« off axis simulation ») il est possible d’importer un modèle de directivité mais je n’ai jamais utilisé cette fonction. En première intention on peut utiliser le modèle de fonctionnement en piston pur, circulaire, et simplement entrer le rayon du haut-parleur. Ici le dôme fait 13mm de rayon (attention à ne pas entre le diamètre !).

Voici le résultat pour le premier haut-parleur, en l’occurrence le tweeter. On pourra remarquer également que sa courbe de réponse s’affiche dans la fenêtre « Graphs ».

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On ferme ensuite la fenêtre du tweeter pour faire de même avec le woofer. Simplement ici il faudra entrer les valeurs de localisation dans l’espace par rapport au tweeter qu’on a gardé comme référence zero dans l’espace.

La valeur la plus importante à entrer pour la simulation de la mise en phase est le décalage des centres acoustiques en profondeur. Ce paramètre correspond à dz dans le logiciel.

J’attire votre attention sur ce paramètre : dans lspcad un dz positif correspond à un recul du haut-parleur auquel on l’applique !

Pour le reste il suffit d’entrer les coordonnées relatives par rapport au haut-parleur de référence qui était le tweeter dans notre exemple. dx correspond à l’axe horizontal et dy l’axe vertical.

Voici le réglage pour le woofer de la prima

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Vous aurez remarqué qu’il existe un autre onglet dans la fenêtre « driver edit » qui s’appelle « General ».

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On peut y  indiquer le nombre de haut-parleur identiques utilisés, et s’ils sont en série ou en parallèle. On peut également y indiquer si on veut appliquer ou subsituer au haut-parleur un effet de baffle +diffraction qu’on aura préalablement simulé ailleurs dans le logiciel, nous y reviendrons plus tard mais ce n’est pas utile dans notre exemple car la mesure a été faite à une distance qui tient compte de cette effet de baffle.

Il y a également une petite case à cocher qui peut être utile si on souhaite inverser la polarité du haut-parleur.

Remarque : Je ne me suis jamais servi de la fonction de modification en fonction de la température.

Le filtre

Câblage

On obtient alors un premier résultat sur le graphique avec les réponses en fréquence des haut-parleurs non filtrés et la somme des deux (« combined »). Sans filtre on y est pas encore…

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Nous allons donc maintenant entrer le schéma du filtre  dans la fenêtre « schema » en mode « Edit ».

Il faut commencer par déconnecter le générateur du haut-parleur qui est branché en direct. Pour sélectionner un connecteur à déplacer cliquez sur le composant visé, il se met en surbrillance rouge, puis cliquez sur le connecteur en restant appuyé et déplacé le où bon vous semble.

J’ai donc débranché les générateurs et je les ai écartés des haut-parleurs pour laisser de la place au filtre qui va s’intercalé entre les deux.

Nous allons nous placer dans le sous onglet « Passive », choisir les composants voulus et les assembler. Si on veut mettre un composant dans le sens vertical il suffit de faire un clic droit dessus et cliquer sur « rotate ». Même principe pour effacer (delete).

A ce stade il n’est pas possible de choisir la valeur, en effet la valeur du composant ne sera choisie que lorsque l’on rebasculera sur le mode « simulate ».

Remarque : le logiciel peut vous proposer des valeurs théoriques de composants en fonction de l’ordre de filtrage choisis et l’impédance nominale. C’est accessible via clic droit -> insert. Néanmoins ce genre de calcul ne donne pas forcément de bons résultats, je ne m’en sers personnellement jamais. De plus sur ma version de lspcad j’ai noté une petite coquille : il y a une inversion entre la partie Low Pass (passe bas) et High Pass (passe haut).

Voilà le schéma de principe du filtre de la prima avec les valeurs du logiciel par défaut, c’est à dire tout à 1.

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Si vous trouvez qu’une des inscriptions de valeurs est mal placée car superposée avec autre chose vous pouvez déplacer les inscriptions sans déplacer le composants en cliquant sur les petit cercles violet situés à côtés des inscriptions et qui disparaissent mode « simulate ».

Si une des connexions n’est reliée à rien il persiste une petite croix rouge sur le connecteur. Mais vous n’êtes pas obligé de forcément superposer les connecteurs entre eux, il suffit qu’un des connecteurs soit en contact avec une branche pour que la connexion de se fasse. Je l’ai volontairement montré sur le woofer où l’on voit l’une des branches dépasser.

Il existe d’autres composants disponibles à côté des composants électronique de base, l’un des plus pratique est nommé « switch », c’est en fait un interrupteur. Il peut vous permettre de voir, à la volée en mode ‘simulate », l’impact d’un composant par exemple en le déconnectant  ou en le court-circuitant.

Modifier les valeurs

Passons au mode « simulate » , il sera alors possible de modifier les valeurs. C’est assez simple il suffit de cliquer sur le composant pour entrer sa valeur.

Il est possible d’affiner certains paramètres en faisant un clic droit sur le composant. Ca permet par exemple pour une self d’entrer la valeur de sa résistance interne (Ri).

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On y voit plusieurs autres choses :

  • Les valeurs min / max vont servir si vous cochez la case « optimize ». Cela rentre dans une fonction d’optimisation automatique qui sera abordée plus tard.
  • La tolérance des composants. Il est possible de voir l’impact de ces tolérances sur la réponse en fréquence et l’impédance.  Fenêtre principale (main) -> Tools -> Tolerance analysis
  • Une case vide permet de donner un nom au composants, personnellement je me satisfait de L1, C1 etc.

Une fois toutes les valeurs entrées on peut  jeter un oeil au résultat de la simulation.

 Résultat de la simulation

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Les Graphiques

Vous pouvez voir une multitude d’onglets disponibles dans la fenêtre « Graphs » et il est assez facile de comprendre ce qu’ils montreront (ou presque).

  • SPL mag : courbes de réponse en fréquence et la courbe combinée
  • SPL phase : phases individuelles des haut-parleurs, utile pour vérifier le bon recouvrement de celles-ci dans les zones de coupure.
  • Impedance : courbes d’impédances individuelles et la courbe combinée.
  • Voltage/Current : Je n’ai jamais utilisé la partie voltage. La partie Current permet de voir la consommation en courant en fonction du voltage appliqué sur les générateurs. Pour voir la consommation globale d’une enceinte il faudra câbler le filtre avec un seul générateur.
  • Xfer func : fonctions de transfert du filtre, ça correspond à ce qu’on aurait avec des haut-parleurs qui ont la même courbe d’impédance, la même cellule de filtrage mais une réponse en fréquence parfaitement plate de 20Hz à 20kHz.
  • Group delay : montre le group delay…
  • Time domain : il est possible de visualiser plusieurs choses différentes en configurant le logiciel : l’impulse théorique, le step, la réponse à un signal carré…
  • Off axis – Overlay : en configurant le logiciel et en entrant les angles voulus il nous montre les différentes courbes superposées en fonction des angles entrés. Cette simulation se base aussi sur ce que vous aurez entré dans la fenêtre driver edit dont on a parlé plus haut.
  • Polar plot / Polar map : simulation basée sur ce que vous aurez entré pour la partie « off axis ». Elle calcule le diagramme de directivité horizontal et/ou vertical. Pour l’afficher il faut appuyer sur le bouton compute pour le « polar map ». Là encore il faudra configurer l’affichage ailleurs dans le logiciel.

Le menu settings se trouve dans la fenêtre principale (Main form). Il va nous permettre de configurer tout ce qui se trouve dans les onglets de la fenêtre « Graphs » détaillés ci dessus.

Il serait très long de tout détailler car lspcad regorge de réglages possibles. J’irai donc à l’essentiel sur les fonctions de bases.

Onglet  spl/xfer

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Ici vous pouvez régler l’affichage pour la partie SPL Mag et Xfer func.

C’est assez simple à comprendre il suffit de cocher ou décocher ce qui souhaitez afficher. Vous pouvez également régler l’échelle en db : par défaut elle s’étend sur 30db qui est déjà assez discriminante.

Petite fonction qui peut être intéressante : vous pouvez charger une courbe de référence (tout en bas) , et la superposer  au mieux en utilisant la fonction « offset » pour l’aligner avec votre simulation.

Onglet off axis

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Vous avez la liste des overlays (courbes à superposer) et vous pouvez entrer les angles qui vous intéressent et qui seront affichés dans les graphique « off axis,overlay » . Ce sera également utilisé pour afficher le diagramme « Polar map ».

L’onglet « polar » dans le menu settings est à part et permet d’entrer les différentes fréquences que vous voudrez afficher pour le « Polar plot ».

Enfin le logiciel propose également une estimation de la réponse en puissance (Power Response).

Attention : N’oubliez pas que tout ceci vaut ce que ça vaut car basé sur un fonctionnement en parfait piston des haut-parleurs.

NB : Là encore dans la parte off axis on vous propose de tenir compte (ou non) de la simulation de diffraction et même des effets de la pièce (murs proches) avec la case « diff/near boundary » , fonction dont je ne me suis pas servi dans l’exemple et qui sera abordée plus tard.

Bref voici le genre de chose qu’on peut obtenir.

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Conclusion

Dans cette première partie nous n’avons abordé que la simulation des filtres passifs. J’ai volontairement choisis de compartimenté le tutoriel afin de n’effrayer personne sur la longueur. Néanmoins cet exercice nous a permis de se familiariser avec le logiciel et de faire le tour d’une partie de ses possibilités. Il y a encore beaucoup de choses  à aborder qui feront l’objet d’une suite : Lspcad 6 : Partie 2

Cédric B. (Kro)

J’ai mis le doigt dans l’engrenage lorsque j’étais étudiant en achetant mon premier matériel hifi-homecinema. Mon budget restreint, mes diverses rencontres dans la région lyonnaise, et surtout ma cursiosité m’ont rapidement poussé à chercher « comment ça marche » et à mettre les mains dans la soudure. Mon métier est vétérinaire et ma formation a peu de chose à voir avec l’audio. J’ai longtemps été animateur puis modérateur sur le forum du site www.homecinema-fr.com et c’est en grande partie grâce à internet que j’ai pu progresser et apprendre dans le domaine de l’audio. Si j’ai souhaité créer justdiyit c’est pour transmettre à mon tour, et à mon niveau, tout ce que la communauté DIY a pu m’apprendre et continue à le faire chaque jour. Alors quand Guillaume m’a proposé de s’occuper du support je n’ai pas hésité !

8 réflexions sur “LSPcad 6 : Partie 1

  • Powerdoc

    A noter que la version demo ne permet pas de faire un filtre de plus de 2 voies.

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  • Manudrz

    J’ai à peu près capté, merci 🙂
    Maintenant, j’aimerais savoir s’il est possible de trouver quelque part sur le net des fichiers de mesure .frd et .zma de différents HP?
    Ce serait top pour tester différents combinaisons de HP sans avoir à tout acheter/mesurer soi-même.

    Répondre
  • Manudrz

    Tadam j’ai trouvé une petite liste http://www.rjbaudio.com/Audiofiles/Driver%20FRD%20files.html
    Dommage il manque le 6MD38-8 qui m’intéresse mais c’est un début.
    J’ai essayé avec SPL copy et j’arrive à rien, message d’erreur à chaque fois « une exception non gérée s’est produite: continuer ou quitter » mais ça va pas plus loin…

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    • Etrange concernant spl copy qui fonctionne pas mal chez moi mais je m’en sers de moins en moins.
      Il est prévu de rendre accessible au téléchargement certains fichiers de mesure de haut-parleurs testés par JustDiyIt. La fonctionnalité n’a pas encore été mise en place.

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  • Manudrz

    Ce serait sympa ça 🙂 Et sinon voulant essayer SPL Trace, je me rends compte que leur site est down… Je cherche ailleurs mais pour l’instant pas moyen de le trouver :/

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    • Anthony

      Bonjour.
      Je dois importer l image de la courbe de réponse du haut parleur ou le fichier comprenant la réponse impulsionnelle? Et comment faire pour importer la phase?

      Merci beaucoup

      Anthony

      Répondre
      • Pour Lspcad il faut importer un fichier frd ou txt avec la courbe de réponse ET la phase (3 colonnes : fréquence, amplitude, phase)
        Idem pour l’impédance sauf que ça s’appelle zma, ou txt.
        Il faut que le logiciel de mesure exporte donc dans ces formats, Arta ou REW le font très bien.
        Pour xsim je l’ai désinstallé et ne m’en sers plus. Par contre aujourd’hui il me semble qu’il vaut mieux appréhender Vituix Cad qui est gratuit et plutôt complet.

        Répondre

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