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image121-4.jpg


Les optimisations

Mise à jour : 06 juillet 2017.


Si de nombreux cas sont calculés dans la Base de données haut-parleurs, c'est parce qu'il n'y a pas une solution unique, mais plusieurs solutions en fonction de ce que l'on veux faire.
L'optimisation consiste à déterminer un volume VB et une fréquence d'accord FB compatible avec l'emploi envisagé.
Ces deux valeurs permettent de construire l'enceinte.

Il est illusoires de vouloir trouver un FB optimal à la simulation :
Le "room gain" de la pièce ajoute du grave, qu'il est difficile de quantifier pour en tenir compte à la simulations.
Une variante au "room gain" est de chercher FB qui optimise la courbe de réponse non pas à -3 dB mais à -5 ou -6 dB. Un room gain de 1 dB/octave au dessous de 200 Hz est à peut près équivalent pour FB à une optimisation de la courbe de réponse à -5 dB.
Je recommande dans tous les cas de finir le réglage de l'évent à l'écoute.
Je vais même plus loin : si vous trouvez un plan tout fait pour votre haut-parleur, je vous recommande tout de même de vérifier la profondeur de l'évent à l'écoute : Une dispersion dans les caractéristiques du haut-parleur est normale.

L'illustration du chapitre ne fait référence qu'a la base de données haut-parleurs.


Le N * VAS * Qts2 :

Il est possible d'exprimer le volume de l'enceinte de la forme VB = N * VAS * Qts2.
Les valeurs de N sont comprises entre 2 et 16 avec les valeurs normalisées 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11 et 16.
Ces valeurs permettent de définir facilement un volume minimal pour N=2 et un volume maximal pour N=16.

Quand on dépasse N=8, on arrive assez vite dans les grands volumes.
Il convient de vérifier à la simulation que la limite mécanique n'est pas dépassée.

Il est possible d'utiliser un N un peu élevé quand le Qts est lui aussi élevé.
Pour un haut-parleur avec un Qts faible, il faut rester avec un N assez faible.

Le catalogue de haut-parleurs permet de faire un tri avec un filtre sur deux couples de valeurs N et Qts.
Le N des autres Qts est calculé avec une équation de type N = A * QTS + B
Voir le mode d'emploi du catalogue.

Il existe un certain nombre de courbe normalisée en fonction du N utilisé.
Mais compte tenu des incertitudes sur la fréquence d'accord à utiliser, elles ne sont pas d'un grand intérêt : Autant faire directement la simulation avec votre haut-parleur.


Linéaire :

Il s'agit de trouver le volume qui donne une courbe de réponse linéaire pour un haut-parleur ayant un Qts donné.
Ce volume est défini par le N du N * VAS * Qts2, avec FB choisi  pour optimiser la réponse à -3 dB.
Cette courbe est calculée en champs libre.
Linéaire, c'est pour moi pas de bosse de plus, ou creux de moins, de 0.05 dB.
Là on coupe les décibels en 4, exactement en 20 ( 1 / 0.05 = 20 ).
Je ne vois pas l'intérêt réel à l'écoute, une courbe parfaitement linéaire n'est pas meilleure qu'une courbe un peu plus chahutée.
Cela permet simplement de situer les choses, par rapport à d'autres optimisations.

Qts N
0.15 3.13
0.20 3.32
0.25 3.49
0.30 3.80
0.35 4.53
0.40 5.40
0.45 6.45
0.50 8.17
0.55 10.73

image836.jpg


Coefficients des alignements de THIELE

Mise à jour : 2017-07-06


Pourquoi des alignements pour le bass-reflex ?

Les alignements de THIELE pour le bass-reflex sont des solutions mathématiques particulières aux équations d'ordre 4 qui caractérisent le comportement du haut-parleur et de l'évent d'une enceinte.

THIELE a sorti une série de coefficients qui changent avec le Qts du haut-parleur.
J'ai reporté les valeurs des coefficients dans un tableau EXCEL de ma Suite de Calculs, et dans la base de données HP en ligne.
C'est très pratique pour un calcul en automatique.

Il est nécessaire de connaitre très précisément les paramètres exact du haut-parleur, associé à l'ampli et le filtre utilisé.
Vouloir un alignement exact, qui est une solution mathématique, est pointu.
Un volume "proche" d'un alignement exact, associé à une mise au point à l'écoute fonctionne cependant très bien.

Je ne sais pas ce que peux donner un alignement exact dans une petite pièce qui rajoute du grave.


Utilisation des alignement :

6 alignements sont calculés avec ce tableaux : SBB4, SC4, QB3, BB4, C4, SQB3.
Les alignements ne couvrent pas tous les Qts possibles :

  • Le SBB4 convient pour un Qts compris entre 0.20 et 0.37
  • Le BB4 convient pour un Qts compris entre 0.38 et 0.70
     
  • Le SC4 convient pour un Qts compris entre 0.25 et 0.44
  • Le C4 convient pour un Qts compris entre 0.45 et 0.70
     
  • Le QB3 convient pour un Qts compris entre 0.10 et 0.42
  • Le SQB3 convient pour un Qts compris entre 0.43 et 0.55

Vous remarquerez le groupement par paires des alignements.

  • Les SBB4, SC4 et QB3 donnent une courbe de réponse linéaire.
  • Les BB4, C4 et SQB3 sont de moins en moins linéaire avec l'augmentation du Qts.


L'utilisation est très simple :

  • H est le coefficient de l'accord FB : FB = H * Fs
  • ALPHA est le coefficient du volume VB : VB = VAS / ALPHA


Affichage des coefficients :

Le Qts du haut-parleur est arrondi à la valeur la plus proche pour utiliser les coefficients de la table.
L'interpolation linéaire entre deux valeurs n'a pas été utilisée pour l'instant

Qts SBB4 SC4 QB3 BB4 C4 SQB3
FB SBB4 VB SBB4 FB SC4 VB SC4 FB QB3 VB QB3 FB BB4 VB BB4 FB C4 VB C4 FB SQB3 VB SQB3
0.09------------------------------------
0.10------------3.841634.3925------------------
0.11------------3.494728.2341------------------
0.12------------3.205823.5499------------------
0.13------------2.961519.9046------------------
0.14------------2.752517.0150------------------
0.15------------2.571214.6784------------------
0.16------------2.412912.7685------------------
0.17------------2.274311.1855------------------
0.18------------2.14959.8589------------------
0.19------------2.03888.7361------------------
0.201.00005.8980------1.93937.7775------------------
0.211.00005.3339------1.84946.9524------------------
0.221.00004.8457------1.76786.2372------------------
0.231.00004.4204------1.69355.6132------------------
0.241.00004.0478------1.62545.0655------------------
0.251.00003.71141.03383.89611.56294.5822------------------
0.261.00003.42861.05343.67551.50544.1535------------------
0.271.00003.16991.07033.45511.45223.7714------------------
0.281.00002.93881.08423.23601.40293.4295------------------
0.291.00002.73151.09513.01931.35713.1223------------------
0.301.00002.54481.10282.80621.31452.8421------------------
0.311.00002.37611.10732.59771.27482.5944------------------
0.321.00002.22331.10862.39521.23762.3667------------------
0.331.00002.08431.10652.19971.20282.1594------------------
0.341.00001.95761.10122.01251.17021.9699------------------
0.351.00001.84191.09261.83471.13951.7964------------------
0.361.00001.73571.08101.66721.11061.6371------------------
0.371.00001.63921.06671.51091.08341.4905------------------
0.38------1.04981.36651.05781.35521.00001.5484------------
0.39------1.03091.23431.03351.23001.00001.4656------------
0.40------1.01031.11461.01061.11411.00001.3890------------
0.41------0.98861.00700.98891.00651.00001.3181------------
0.42------0.96620.91130.96830.90641.00001.2523------------
0.43------0.94360.8266------1.00001.1911------0.94880.8131
0.44------0.92120.7521------1.00001.1341------0.93030.7260
0.45------------------1.00001.08090.89920.68680.91280.6445
0.46------------------1.00001.03130.87800.62970.89610.5682
0.47------------------1.00000.98490.85780.57980.88020.4966
0.48------------------1.00000.94140.83850.53610.86510.4294
0.49------------------1.00000.90060.82030.49780.85070.3661
0.50------------------1.00000.86220.80310.46420.83700.3065
0.51------------------1.00000.82620.76700.43450.82400.2503
0.52------------------1.00000.79230.77190.40830.81160.1971
0.53------------------1.00000.76030.75780.38490.79980.1468
0.54------------------1.00000.73020.74450.36400.78860.0992
0.55------------------1.00000.70170.73210.34530.77790.0540
0.56------------------1.00000.67470.72050.3284------
0.57------------------1.00000.64930.70960.3131------
0.58------------------1.00000.62510.69930.2992------
0.59------------------1.00000.60220.68960.2865------
0.60------------------1.00000.58050.68050.2749------
0.61------------------1.00000.55990.67190.2641------
0.62------------------1.00000.54030.66380.2542------
0.63------------------1.00000.52160.65610.2449------
0.64------------------1.00000.50380.64880.2363------
0.65------------------1.00000.48600.64180.2283------
0.66------------------1.00000.47080.63530.2208------
0.67------------------1.00000.45540.62890.2136------
0.68------------------1.00000.44070.62290.2069------
0.69------------------1.00000.42670.61710.2006------
0.70------------------1.00000.41330.61160.1946------
0.71------------------------------------
0.72------------------------------------


La Base de données de haut-parleurs permet d'avoir le cas d'emploi pour chacun des HP, y compris avec les alignements de THIELE.


L'optimisation par le temps de propagation de groupe : JLMC

Quand on regarde le temps de propagation de groupe d'une enceinte bass-reflex, avec WINISD par exemple, il est incontestable qu'un volume assez petit, vis à vis du VAS du haut-parleur, associé à un accord bas est la meilleure solution.
La réponse dans le grave est plus limitée que dans un volume plus grand, avec une pente de coupure plus douce qui s'approche de celle d'une enceinte close.

Au niveau dimensionnement de l'évent, il y aura sans doute des soucis pour réaliser un évent avec un accord bas dans un petit volume qui soit en rapport avec le niveau SPL possible du HP, bien qu'avec un accord bas, l'évent rayonne un niveau SPL plus faible que celui du haut-parleur.
Il faut se souvenir qu'en écoute domestique 105 dB suffisent.
Ce point doit être regardé au cas par cas. Si j'en parle ici c'est que j'ai rencontré des soucis de dimensionnement d'évent avec certain HP dans des volumes plus grand, et avec un accord qui ne peut pas être qualifié de bas.

Ceux qui cherchent à faire un caisson de grave avec cette solution ne trouveront pas la réponse à -3 dB souhaitée, à moins de rajouter un boost électronique.
Le paramètre de distorsion et le Xmax à 92 dB sont plus mauvais avec une solution dans un petit volume que dans un grand volume : Tous les paramètres ne varient pas dans le même sens, les uns s'améliorent avec la réduction du volume, les autres avec l'augmentation.

Enfin je n'ai rien contre les accords bas, s'ils sont validés par l'écoute.
Mes expériences ne vont pas dans ce sens, mais je n'ai pas tout essayé non plus.
Pour être tout à fait clair, je n'ai pas essayé d'accord bas dans les volumes de l'ordre de 2 * VAS * Qts2 à 2.8 * VAS * Qts2 avec un haut-parleur qui a des caractéristiques adaptées a cet alignements.

Le temps de propagation de groupe n'est pas calculé dans la Base de Données.


Quelques alignements particuliers :

Alignement de VB FB
BESSEL VB = 8.0707 * VAS * Qts2.5848 FB = 0.3552 * Fs / Qts0.9549
LEGENDRE VB = 10.728 * VAS * Qts2.4186 FB = 0.3862 * Fs / Qts1.0657
KEELE et HOGE VB = 15.0 * VAS * Qts2.87 FB = 0.420 * Fs / Qts0.900
BULLOCK VB = 17.6 * VAS * Qts3.15 FB = 0.420 * Fs / Qts0.950
NATURAL FLAT ALIGNMENT VB = 20.0 * VAS * Qts3.30 FB = 0.420 * Fs / Qts0.960

Voir le site francis.audio2 pour les démonstrations théoriques sur ces alignements, et plus particulièrement ce PDF sur le caisson de graves pour les alignements BESSEL et LEGENDRE.

Ces alignements restent intéressants dans le fait qu'ils délimitent bien la zone d'utilisation "sans trop de risques" du haut-parleur.
La base de données vous les calcule tous, sans erreur.

L'alignement de BESSEL vous est proposé par défaut dans la base de données haut-parleurs pour les calculs en bass-reflex.
Il convient très bien aux enceintes Hi-Fi pour lesquelles une bonne réponse aux transitoires est recherchée.
Comparez la réponse à -6 dB et à -12 dB avec les autres alignements.


Fréquence d'accord du bass-reflex :

L'accord bass-reflex est compris entre FB = Fs et FB = 0.383 * FS / Qts.
Dans quelque cas les alignements de THIELE donnent des valeurs plus basses.
Les valeurs sont calculées colonne I.


Comparaison des fréquences d'accords

La formule FB = 0.383 * Fs / Qts peut être réécrite de la forme H = 0.383 / Qts
Le tracé sous forme de courbes, les coefficient H de THIELE et le coefficient H = 0.383 / Qts montrent une superposition presque parfaite pour l'alignement QB3 avec QL = 7, et avec H = 0.383 / Qts.

image03.jpg


Domaine d'utilisation d'un haut-parleur :


Avec la Base de Données haut-parleurs :

Vous pouvez vérifier vous même le domaine d'utilisation de votre haut-parleur en bass-reflex, et de façon plus générale tout les domaines d'utilisation du haut-parleur que vous avez.
Les critères utilisés pour une enceinte bass-reflex sont :

image968.jpg


Les seuils sont en train d'être redéfinis à partir du graphique ci-dessous.
En abcisse le Qtsb de 0.15 à 0.70. En ordonnée le N du N * Vas * Qtsb2 de 0 à 14.
Ce graphique représente tout les alignements calculés en base de données, et présenté de façon à pouvoir être calculé de la forme Vb = N * Vas * Qtsb2
Eliminez l'alignement SQB3 qui part complètement dans les choux, et restez dans la zone de volumes définie par les alignements, vous ne vous tromperez pas.

les alignements de la forme Vb = N*Vas*Qts^2

>

Ces seuils éviteront bien des déboires aux débutants. Un expert saura quand et pourquoi il peut passer outre.

Vous devez choisir votre haut-parleur en faisant une sélection par la Marque et le Diamètre, par exemple, puis choisir un haut-parleur dans la liste et demander son domaine d'utilisation dans vos conditions d'ampli, de filtre, du nombre, du montage et du branchement du haut-parleur.

Un 1ere tableau vous indique quelle enceinte est adaptée au HP retenu.
Le début du tableau contient les paramètres T&S complet du haut-parleur.

image732.jpg

Un 2eme tableau indique les volumes et fréquences d'accord possibles. La lecture du résultat est très simple :

  • Si c'est vert, c'est OK.
  • Si c'est jaune, c'est possible.
  • Si c'est orange, attention, limite possible.
  • Si c'est rouge, je vous déconseille absolument.

Les alignements courant pour un HP

Un 3eme tableau indique la limite des accords possibles.
Il est calculé à partir du tableau ci-dessus : Si les alignements courants ne vont pas au dela de la zone indiquée en vert, pourquoi voulez vous y aller ?

limite des accords conseillés

Si vous montez en bass-reflex un haut-parleur inadapté, si vous le montez dans un volume trop grand ou trop petit, si vous l'accordez trop haut ou trop bas, je n'ai qu'un seul conseil a vous donner : Arrêtez le DIY...


Je vous déconseille fortement de sortir du domaine d'utilisation.


retour_menu.jpg precedant.jpg navigation_bass_reflex.jpg suite.jpg 04_v.jpg


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Merci pour votre visite.


Dôme acoustique : La conception des enceintes acoustiques.


Il y a un savoir vivre élémentaire qui consiste à demander l'autorisation avant de reprendre tout ou partie de ce qui est écrit dans ce chapitre.
Ne pas respecter ce droit élémentaire vous expose à des poursuites sous toutes les formes.