TECHNOLOGIE ADAM ACTIVE
Actif ou passif, telle est la question...

      1. Actif contre passif : la situation de départ

Outre l'acoustique du lieu d'écoute, les haut-parleurs constituent le facteur sonore décisif de tout système hi-fi. Non pas que les autres composants de la chaîne soient négligeables, mais il est indiscutable que les transducteurs (ainsi que l'environnement acoustique) sont les principaux responsables du rendu sonore d'un système audio. Il sont le « cœur » de tout système de (re)production musical.

L'histoire du développement d'enceintes acoustiques a enfanté une grande variété de systèmes, de conceptions et de constructions. Or, la conception du système de filtrage (le ou les filtres utilisés pour fractionner le signal audio en différentes bandes de fréquences) influence grandement le principe de construction d'une enceinte. Dans ce domaine, il est essentiel de différencier les solutions actives des solutions passives. Ce serait une erreur de considérer le choix d'un filtrage actif ou passif comme un détail technique secondaire. Au contraire, l'influence du système de filtrage sur le son global d'un système de haut-parleurs est très importante.

De ce fait, on comprend mieux que le monde de la hi-fi débatte régulièrement de la meilleure solution de filtrage. La question répétée « actif ou passif » se pose dans tous les magazines spécialisés depuis des décennies et plus récemment dans les forums en ligne. Cette discussion tourne parfois à la polémique et scinde la communauté en deux camps.

Les arguments invoqués dans ce débat ne sont pas toujours compréhensibles pour le profane. C'est pourquoi nous souhaitons ici exposer les bases de cette discussion, tout comme les différences ainsi que les avantages et inconvénients des systèmes actifs et passifs. Ces explications n'ont pas pour ambition d'être exhaustives mais uniquement de décrire les aspects techniques les plus importants de façon compréhensible et logique.

      2. Différences principales entre les systèmes actifs et passifs

La différence majeure entre les systèmes de haut-parleurs actifs et passifs réside d'abord dans l'intégration d'amplificateurs et de filtres électroniques dans les enceintes actives alors que les enceintes passives sont alimentées par un amplificateur externe et intègrent un filtre passif pour le fractionnement du signal en bandes de fréquences grave et aigu (et médium le cas échéant). Cela signifie que :
•  l'amplification nécessaire à la transformation du signal musical électrique en ondes sonores est externe dans les systèmes passifs et interne dans les systèmes actifs. Cette distinction engendre des différences dans la conception des enceintes actives et passives. La différence principale est l'ordre dans lequel se succèdent l'amplification du signal musical et son fractionnement en plusieurs bandes de fréquences.
• La seconde distinction majeure réside dans la conception et les composants des systèmes de filtrage qui révèlent de profondes différences entre les systèmes passifs et actifs.

Il faut donc retenir ici que les systèmes actifs et passifs sont deux alternatives de natures radicalement différentes bien que ces distinctions ne soient pas visibles au premier coup d'œil.

      3. Systèmes de haut-parleurs passifs

Photo 1 : Système de filtrage passif Les systèmes passifs sont encore majoritairement représentés dans le monde de la hi-fi. Cette domination repose sur de nombreuses raisons dont les deux plus importantes sont certainement la fiabilité perfectible des premières électroniques actives, et de ce fait, le manque de systèmes actifs satisfaisants sur le marché de la hi-fi de cette époque. Mais comment fonctionnent les systèmes passifs et quels sont leurs avantages et leurs inconvénients ?

3.1 Conception d'une enceinte passive

Le niveau du signal audio délivré par un lecteur CD ou un préamplificateur étant beaucoup trop faible pour permettre sa conversion directe en ondes sonores, les systèmes passifs nécessitent un amplificateur de puissance ou un amplificateur intégré externe. Par conséquent, la puissance du signal audio transmis aux enceintes passives a déjà été multipliée. Dans l'enceinte, ce signal amplifié passe par un filtre passif qui le fractionne en différentes bandes de fréquences.

Graphique 1 : Enceinte 3 voies passive On remarque immédiatement la taille importante des composants du filtre passif (bobine, condensateurs, etc.) traversés par le signal audio.

Après le fractionnement réalisé par le filtre passif, les signaux sont ensuite envoyés dans les différents haut-parleurs de l'enceinte qui transforment les impulsions électriques en vibrations mécaniques. Le facteur décisif de ce système est l'ordre dans lequel se succèdent l'amplification et le filtrage du signal musical. Le graphique 1 représente le cheminement du signal audio : il passe d'abord par l'étage d'amplification puis est fractionné par le filtre avant d'être expédié vers les différents haut-parleurs.

Le signal audio original est d'abord amplifié puis fractionné par le filtre passif en différentes bandes de fréquences : l'aigu (filtre passe-haut), le médium (filtre passe-bande) et le grave (filtre passe-bas). Pour finir, chaque portion de signal est expédiée vers le haut-parleur correspondant qui la transforme et la diffuse sous forme d'ondes sonores.

3.2 Inconvénients des systèmes passifs

Dans le cheminement du signal musical avec des enceintes passives, le problème majeur provient de la succession amplification/filtrage :
• La puissance des flux de signal nécessite du filtre passif qu'il utilise des composants massifs qui engendrent toujours des pertes d'informations sonores. Autrement dit, le filtre doit utiliser des composants très volumineux (résistances, bobines, condensateurs ; voir illustration 1) afin qu'ils puissent supporter la puissance du signal parce que ce dernier est déjà amplifié. En d'autre termes, le signal amplifié doit passer par des résistances puissantes qui entraînent automatiquement une altération et une coloration du contenu musical.
• Une importante source de pertes d'informations sonores causée par les filtres passifs résulte de ce qu'on appelle le facteur d'amortissement qui indique dans quelle mesure un amplificateur est capable de contrôler les mouvements de la membrane d'un transducteur. Un mauvais facteur d'amortissement signifie que l'amplificateur ne contrôle pas précisément les vibrations de la membrane des haut-parleurs ce qui engendre des distorsions dans le son. Les amplificateurs et les haut-parleurs actuels de haute qualité atteignent des facteurs d'amortissement exceptionnels de 4000 qui sont cependant largement altérés par les filtres passifs qui les ramènent à des valeurs comprises entre 20 et 30. Plus simplement, dans les systèmes passifs, le filtre situé entre l'amplificateur et les haut-parleurs entraîne une perte de précision sonore en empêchant l'amplificateur de contrôler précisément le mouvement des membranes.

Bien que très onéreux, les meilleurs filtres passifs actuellement disponibles permettent certes de limiter les pertes d'informations sonores mais sont loin de les supprimer. Même les meilleurs systèmes de filtrage passifs amoindrissent grandement le facteur d'amortissement de l'amplificateur de puissance.

      4. Systèmes de haut-parleurs actifs

Graphique 2 : Système de filtrage actif (électronique) Les systèmes actifs contournent les inconvénients des systèmes passifs du fait de leur conception radicalement différente. Ils permettent également de traiter et de transformer les signaux musicaux électriques de façon beaucoup plus efficace et quasiment sans perte d'informations audio.

4.1 Conception d'une enceinte active

Le système de filtrage électronique des enceintes actives ne nécessite pas de composants massifs car il traite le signal non encore amplifié provenant directement de la source sonore (un lecteur CD ou un préamplificateur par exemple).

La comparaison avec un système de filtrage passif (voir illustration 1) souligne les différences évidentes entre les deux types de filtre.

Graphique 2 : Enceinte 3 voies active Le signal musical peut être fractionné à l'aide d'une électronique n'entraînant quasiment aucune altération du fait de son faible niveau électrique et de la résistance négligeable qui lui est opposée par les composants du filtre. Ensuite seulement, les différentes portions du signal fractionné sont envoyées vers des amplificateurs de puissance séparés qui alimentent chaque transducteur. Les haut-parleurs sont donc alimentés par des signaux quasiment dénués de perte d'information sonore.

Le signal audio original non amplifié alimente directement le filtre électronique qui le fractionne en différentes bandes de fréquences : l'aigu (filtre passe-haut), le médium (filtre passe-bande) et le grave (filtre passe-bas). Le signal de chaque bande de fréquences est ensuite amplifié par son propre amplificateur qui alimente le transducteur correspondant sans perte d'information sonore.

Chaque haut-parleur est donc alimenté par un amplificateur qui lui est dédié. Le traitement du signal sans perte d'information musicale et l'association directe de chaque haut-parleur à son propre amplificateur présentent un facteur d'amortissement maximisé, autrement dit chaque amplificateur contrôle de façon optimale les mouvements de la membrane qu’il alimente. Cette conception permet de supprimer l'un des inconvénients majeurs des systèmes passifs et de tendre vers une reproduction musicale parfaitement authentique.

4.2 Inconvénients des systèmes actifs

Qu'en est-il des inconvénients des enceintes actives ? Les critiques principales régulièrement citées à l’encontre des systèmes actifs concernent d'une part leur fiabilité perfectible et d'autre part leur prix élevé.

Évoquée depuis de nombreuses années, cette seconde critique n'est qu'un préjugé particulièrement tenace. Il ne fait aucun doute que les enceintes actives ne reviennent pas plus cher qu'une configuration composée d'enceintes passives et d'amplificateurs de qualité comparable.

Pour sa part, la fiabilité perfectible des premières enceintes actives constituait effectivement une réelle faiblesse de ce type de système. Ce problème provenait essentiellement du développement de chaleur : tout particulièrement les gros systèmes dégageaient inévitablement une quantité de chaleur importante et difficile à dissiper qui pouvait causer des soucis de fonctionnement.

Mais le développement de nouvelles technologies d'amplification a permis de supprimer cet inconvénient. Les amplificateurs PWM (modulation en largeur d'impulsion) utilisés par ADAM depuis de nombreuses années dans ses moniteurs de studio possèdent un rendement presque parfait supérieur à 90% qui a permis de diviser par cinq la production de chaleur. Cette technologie d'amplification a donc supprimé le seul inconvénient réel des enceintes actives. Ce qui reste est une nette supériorité technique et sonore de ces enceintes par rapport aux systèmes passifs.

      5. Enceintes ADAM : option passive, optimum actif

Que choisir ? Un système actif ou un système passif ? Cette question est éludée depuis longtemps dans les studios d'enregistrement au profit des systèmes actifs et plus personne ne la pose dans le monde de l'audio professionnelle. La supériorité des systèmes actifs est démontrée par la théorie et prouvée par la pratique.

Pourtant, les systèmes passifs dominent encore le monde de la hi-fi et il est inutile de spéculer sur les raisons réelles de cet état de fait. D'autre part, il est également possible d'obtenir de très bons résultats sonores avec des systèmes passifs à condition de choisir une chaîne de composants d'excellente qualité. C'est pourquoi ADAM décline aussi ses enceintes hi-fi en version passive (ou partiellement active) afin que chaque audiophile puisse bénéficier de la qualité sonore ADAM sans devoir renoncer à son système d'amplification préféré.

Toutefois, les avantages de la technologie active restent évidents. Grâce à notre grande expérience en matière de fabrication de moniteurs de studio actifs et aux technologies propriétaires que nous avons développées, nous sommes en mesure d'offrir des enceintes débarrassées des inconvénients inhérents aux systèmes actifs de première génération (notamment leur fiabilité perfectible). Nous avons développé toute une gamme de modèles actifs et passifs et possédons de ce fait un savoir-faire unique dans ce domaine. Toutefois, bien que les deux variantes affichent un rendu acoustique global comparable, la supériorité des versions actives s’est systématiquement vérifiée en matière de précision et de définition sonores.

Les nombreux tests et bancs d'essai réalisés par différents magazines spécialisés montrent qu'il ne s'agit pas d'un avis isolé mais de faits objectivement reconnus et unanimement admis par les experts (seuls certains aspects bien précis sont discutables). Pour clore le débat, citons deux des publications les plus renommées à titre d'exemple :

« ... oubliez les expérimentations avec différents amplificateurs de puissance et différents câbles haut-parleur. En effet, seules les configurations actives sont envisageables dans la recherche de la meilleure reproduction musicale. Quelle que soit la qualité de fabrication des filtres passifs, ce qu’ils volent au signal ne peut être remplacé par aucun haut-parleur, si parfait soit-il. » (image hifi, 02/2001).

« Contrairement aux enceintes passives, il n'existe aucun impondérable concernant les amplificateurs de puissance et les câbles haut-parleur ; et les circuits de protection empêchent toute panne. L'adaptation à l'acoustique du lieu et au goût personnel sont réalisables sans difficulté. […] Les partisans des enceintes passives peuvent se faire du souci : pour atteindre ces 64 points, ils devront au moins débourser le double en comptant le prix d'amplificateurs adéquats. » (stereoplay, banc d'essai du TENSOR Beta, 11/2007).