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image121-4.jpg


Pourquoi des données sur les haut-parleurs

Mise à jour : 2009-02-21.


Le calcul du volume d'utilisation, de la courbe de réponse, de la puissance admissible en fonction de la charge utilisée et du déplacement de la membrane demandent un certain nombre de données électromécaniques sur les haut-parleurs.
Ces données n'ont rien a voir avec celles que retiennent les néophytes.
La puissance admissible, le poids du haut-parleur ou le diamètre du saladier ne servent à rien pour ces calculs.
Si je cite ce cas c'est parce que j'ai eu de nombreux courriels qui me donnaient ces paramètres...

Le choix de l'enceinte à utiliser dépend pour une grande partie d'un paramètre, le Qts, qu'il faut connaitre dans les conditions d'utilisation pour déterminer l'enceinte à utiliser.
Ce n'est pas vous qui dites : Je veux faire un bass-reflex (par exemple) et je vais monter ce haut-parleur que j'ai sous la main.
C'est le Qts du haut-parleur, calculé dans les conditions d'utilisation, qui vous dira : Oui effectivement le bass-reflex (par exemple) est la meilleure solution pour ce haut-parleur.


Paramètres de THIELE et SMALL d'un ou plusieurs HP, 1/3 :

Notez que le séparateur décimal est le point, et non pas la virgule, dans toute la base de données.
Si vous devez rentrer 0.65 Ohms dans la case résistance du filtre passif, vous entrez : zéro, point, six, cinq.

Nom de la Marque :
La Référence du haut-parleur
contient les caractères :
Diamètre des HP a afficher :
Type des HP a afficher :
Impédance des HP a afficher :
Trié par

Température en °C (de 0 à 50°C) :
Altitude en m (de -300 à +4000 m) :
% Humidité relative en % (de 0 à 100%) :

Facteur d'amortissement de l'ampli (Infini si >= 400) :
Résistance du filtre passif :

Nombre, montage et branchement :


Les données d'un haut-parleur :

Les données électromécanique du haut-parleur sont aussi appelée données T&S pour THIELE et SMALL, du nom de ceux qui les ont le plus vulgarisées.
Historiquement, MM McLACHAN, OLSON, BENAREK, NOVAK ont défriché le terrain avant MM THIELE et SMALL.
C'est dans les années 70, grâce à la diffusion de plusieurs articles dans le journal de l'AES (JAES), que le modèle de données et les équations de calculs se sont vulgarisées. J.E. BENSON a participé activement a ces articles.

Si vous avez ces données là, je ne pourrai pas vous aider (Sauf Inductance et Xmax qui me sont utiles mais non suffisant) :

image385.jpg

 

Par contre, si vous avez celles-ci, j'ai tout ce qu'il me faut et même plus :

image386.jpg

 

Les paramètres minimaux sont :

FR ou Fs, VAS, QT ou Qts.

 

Idéalement, les paramètres sont :

Fs, Re, VAS, Qms, Qes, Sd, Le ou Inductance, X ou Xmax, et bien sur la marque, la référence et le type.
Les autres paramètres seront calculés à partir de ceux-ci.
Explication des paramètres Fs, VAS, Qms, Qes, Qts, BL et M.


Il y a une Base de données haut-parleurs qui permet d'avoir gratuitement le cas d'emploi pour chaque HP : Plus d'erreur possible à ce niveau.

  • Vous connaissez le HP, utilisez le formulaire ci-dessous.

  • Vous voulez faire une recherche multicritères, utilisez la Base de Données complète.

  • Vous voulez faire un calcul de courbe de réponse, utilisez la Base de Données.

  • Vous avez les paramètres T&S de votre HP qui n'est pas en Base de données : Entrez le vous même, en base de données temporaire, avec le 2eme formulaire ci-dessous.


Vous pouvez Entrer vous même un haut-parleur dans la base de données temporaire.
Je suis le seul à pouvoir copier les données, après vérification, dans la base de données opérationnelle.
Le formulaire ci-dessous fonctionne, et est identique a celui accessible par les menus de la base de données.
Les explications détaillées sont dans le lien ci dessus.


Formulaire : Entrer un HP dans la base de données temporaire.

Liste des références existantes dans la base de données Opérationnelle :

Liste des références existantes dans la base de données Temporaire :

Meci de vérifier soigneusement si la référence du HP n'existe pas déjà dans la base de données opérationneles.
La référence est en majuscule (sauf la version v1, v2, v2009, vp pour version personnelle, ect...).
Il peut y avoir un espace quelque part dans la référence.
La méthode la plus sure est de faire une recherche sur quelques caractères en utilisant "La Référence du haut-parleur contient les caractères :"

Les doc PDF des HP sont maintenant gérée. Merci de m'indiquer ou la trouver, ou mieux de me l'envoyer par email.
Et si c'est un HP que vous avez mesuré vous même, vous pouvez aussi joindre le résultat en image de votre logiciel de mesure.

Nom de la Marque :
Référence :
Type du HP :
Fs ( en Hz ) :
VAS ( Unité à choisir ) :
Re ( en Ohms ) :
Qms :
Qes :
Sd ( Unité à choisir ) :
Inductance Le ( en mH ) :
Xmax ( Unité à choisir ) +/- :
Email VALIDE :
Commentaires, Remarques :

Les champs Référence, Fs, VAS, Re, Qms, Qes, Sd, Xmax et Email ne doivent pas être vide.
Si la Marque n'est pas dans la liste, merci d'indiquer la marque a créer dans le champs Commentaires, remarques, avec si possible l'adresse email du site de la marque.
Choisissez un Type du HP dans la liste. A_pas_de_type n'est pas accepté. Indiquez si nécessaire en Commentaires, remarques, un nouveau type à créer, ou le doute sur votre choix.
Si l'un de ces champs est vide ou non conforme, le haut-parleur ne sera pas entré en base de données temporaire.

Avec les données, il est possible de répondre à la question : Comment utiliser au mieux le haut-parleur.
Sans les données, aucune réponse n'est possible, je ne fait pas de miracle et je refuse de répondre dans ce cas.
Plusieurs internautes m'ont signalé que SUPRAVOX mesure facilement les haut-parleurs. C'est toujours bon à savoir.


Les données constructeurs :

La plupart des constructeurs donnent les données électromécaniques de leurs haut-parleurs. Nous avons donc toutes les raisons de penser quelles sont justes.
Deux points contrarient cette approche :

  • Les tolérances de fabrication des haut-parleurs.

  • Les évolutions des paramètres au fil des années.

 

Les tolérances de fabrication des haut-parleurs :

Exemple : le DIATONE P610PB dans la base de données complète. J'ai coupé l'affichage de la sensibilité.

image796.jpg

Si on regarde les variation sur Fs, 79 Hz au minimum, 93.1 Hz au maxi, la moyenne est à 86 Hz et les variation sont de plus ou moins 9%.
Sur les anciennes documentation, AUDAX indiquait la tolérance sur FR. Par exemple 50 +/-5 Hz.

Tout calcul de haut-parleur devrait intégrer une vérification à +10% et -10% sur Fs.
Si la solution choisie reste correcte dans cette fourchette, vous n'aurez pas de soucis.
Si Fs, VAS et Qts pris séparément varient, Fs/Qts et VASxQts2 restent constant. Les formules exactes sont :

  • Fs / Qes = BL/ ( 2 * Pi * Re * Mms ) et
  • VAS * Qes2 = Re2 * Mms * Sd2 * Ro * C2 / BL4

C'est "Fs/Qts et VASxQts2 restent constant" qui est actuellement utilisée dans la base de données, exemple avec le DIATONE P610DB (en 2 images. La présentation a un peu évoluée depuis la rédaction de cette partie de chapitre) :

image797.jpg

image798.jpg

Nb : Si un paramètre vous manque, demandez le... Il sera rajouté car s'il vous est utile, il sera aussi utile à d'autres.


Les évolutions des paramètres au fil des années :

Exemple  : le SUPRAVOX 215RTF64 dans la base de données

image799.jpg

Dans tous les cas cela reste une utilisation sur baffle plan, mais le Qts baisse au fil des ans.
Dans ce cas, la seule solution est de Mesurer les paramètres électrodynamique votre haut-parleur pour avoir des données justes.
Utiliser un haut-parleur ancien en prenant les données d'aujourd'hui n'est pas une bonne idée.



Une précision importante

Mise à jour : 2009-09-05.


Les données "haut-parleur seul" fournies aujourd'hui par les constructeurs sont Qms, Qes et Qts.

Avec une self en série, une résistance, un ampli avec un facteur d'amortissement faible, les données Qes et Qts sont modifiées.
Reprendre Qes et Qts pour les données modifiées entraîne un risque important de confusions.
Pourtant les livres, pour les calculs d'enceintes, utilisent toujours Qms, Qes et Qts sans dire explicitement si ce sont les données du haut-parleur seul, ou les données du haut-parleur branché sur l'ampli et le filtre..

Malgré tout, j'ai décidé de garder pour les calculs les notations que vous lirez partout :

  • Qms, Qes et Qts pour les données "haut-parleur seul".

  • Qes et Qts pour le haut-parleur branché sur l'ampli et son filtre, en sachant que ce ne sont pas les même valeurs que pour le haut-parleur seul.

Pour les différencier, les Qes et Qts, pour le haut-parleur branché sur l'ampli et le filtre, sont en rouge gras.
Les Qms, Qes et Qts pour le haut-parleur nu sont en noir.

Il y a un risque réel de confusions a ce niveau.
Je souhaiterai prendre des termes différents tel que Qeg et Qtg pour les données du haut-parleur branché sur l'ampli et le filtre passif, mais je ne fais pas les normes.
Donc je conserverai les même termes, avec un code de couleur pour les différencier.

Retour au chapitre HP : Aspects théorique.
Retour au chapitre Enceintes et amplis du commerce.



Résistance en série :

Une résistance en série, que ce soit

change le Qes et le Qts du haut-parleur en Qes et Qts.

 

Soit :

  • RF la résistance en série.
  • Re la résistance au courant continu de la bobine du haut-parleur.
  • Qes le coefficient de surtension électrique du haut-parleur.

Qes = Qes * ( ( Re + RF ) / Re
Qts = Qms * Qes / ( Qms + Qes )

 

Cette résistance série diminue la sensibilité du haut-parleur branché sur son ampli : 10 * LOG( Re / ( RF + Re ) ). Par exemple si :

  • Re = 6 ohms
  • RF = 1 ohms

la perte de sensibilité est de : 10 * LOG( 6 / ( 6 + 1 ) ) =  -0.67 dB.

 

Le chapitre Bass reflex ou le chapitre Enceinte Close vous expliquera l'intérêt à ajouter une résistance en série dans certain cas très ciblé.
Le chapitre baffle plan vous explique l'intérêt d'une résistance série qui remonte le Qts à 0.70 pour linéariser la phase au dessus de 4xFs.
Enfin, évitez d'avoir à ajouter une résistance en série à un haut-parleur de grave pour ajuster sa sensibilité a celle du médium.
Ou alors faites le en parfaite connaissance de cause.



Il manque des données

Mise à jour : 2011-09-06.


Tous les fabricants n'ont pas le sérieux qui convient dans les données qu'ils affichent
Je recalcule systématiquement 3 paramètres :

  • Qts = Qms * Qes / ( Qms + Qes )

  • Mms = ( C * Sd / 2 / Pi / Fs )2 * Ro / VAS

  • B.L = Racine ( 2 * Pi * Fs * M * Re / Qes )

Notez que Mms peut être calculé autrement :

Cas = VAS / ( Ro x C2 )
Mas = 1 / ( ( 2 x Pi x Fs )2 x Cas )
Mms = Mas x Sd2
Ce qui est rigoureusement la formule ci-dessus...

Il y a un piège entre Mms, Mmd et Mnrf :

  • Mmd est la masse de la membrane.

  • Mnrf est la masse mécanique de rayonnement frontal, la masse d'air poussée par le membrane. Mnrf = (8*Ro*Rd3)/3, ou Rd est le rayon de la membrane.

  • Mms = Mms + Mnrf

Suivant qu'un constructeur indique Mms ou Mmd, les valeurs diffèrent.
Calculer la bonne valeur directement à partir des autres paramètres est un gros gage de sécurité.

La documentation du module LIMP de ARTA donne des équivalences entre les paramètres :

image931.jpg

  • La formule qui permet de calculer la valeur de 112.1 est :
    10 * LOG( Ro * C / 2 / Pi ) - 20 * LOG( Po ), avec Po = 2 * 10-5, qui donne des valeurs entre 112.0 et 112.2 en fonction des valeurs d'altitude, température et humidité utilisée.
    La valeur utilisée par ARTA correspond à  20°C, 40% d'humidité et 100 m d'altitude, C=343.711 m/s, Ro=1.187 Kg/m3, valeur 112.104.
    Po = 2 * 10-5 Pa, est le seuil de sensibilité de l'oreille humaine, et correspond au 0 dB.

  • Il existe une autre formule qui utilise l'intensité acoustique en W/m2 :
    10 * LOG( 1 / 10-12 ) - 10 * LOG( 2 * Pi * 12 ) = 120 - 7.982 = 112.018 dB
    C'est une sensibilité dans 2 Pi stéradian, à 1m.
    10-12 W/m2 est le seuil de sensibilité de l'oreille humaine, et correspond au 0 dB

Compte tenu que les mesures des haut-parleurs sont effectuées en pression, c'est la première formule qui est utilisé dans les calculs en base de données HP.
La sensibilité est donc légèrement différente avec les paramètres de température, d'altitude et d'humidité.


Le filtre passif :

Un haut-parleur coupé en passe haut par un filtre passif série à une ou des selfs en séries.
La résistance de ces selfs n'est pas négligeable.

Pour vous donner un ordre d'idée, une self de 4.7 mH en 12/10e fait 0.92 Ohms et coûte 16 €.
La même self en fil plat de 0.07x47 mm fait 0.45 Ohms et coûte 50 €.
Une self de 4.7 mH sur 8 Ohms coupe à 270 Hz, si le filtre est à 6 dB/octave.

Une résistance de self est rigoureusement équivalente à une résistance en série avec le haut-parleur.
Tout ce qui est dit dans le chapitre précédant est donc valable dans le cas d'une self.

Illustrons un peu les chose avec le SUPRAVOX 215RTF64 de 77 dont les données se trouvent plus haut dans le chapitre.
Sans résistance de filtre passif le Qts est de 0.598.
Avec une self de 0.92 ohms de résistance, le Qts passe à 0.673. Ce n'est pas la même chose.

Oublier la résistance du filtre passif est un excellent moyen de se planter.
Ne pas me signaler la présence d'un filtre passif lorsque vous me demander un conseil est aussi un bon moyen de ne pas avoir la réponse optimale. Je vous rassure, je vous poserai la question.
Par contre dans le cas d'un filtre actif il n'y a pas de self, ni la résistance qui va avec, et les données constructeur s'appliquent directement.

La Base de données complète vous demande systématiquement la valeur de la résistance du filtre passif, et vous affichera les données corrigées.
Le paramétrage par défaut est a 0, qui correspond a "pas de filtre passif" ou a "filtre actif".

image800.jpg


L'ampli :

Le facteur d'amortissement exprime la même notion que la résistance interne mais d'une autre façon, ou la charge est prise en considération.
Une formule lie la résistance interne Rg de l'ampli, le facteur d'amortissement FA, et l'impédance Z du HP :

  • FA = Facteur d'Amortissement.
  • Rg = Résistance interne de l'Ampli, "du générateur".
  • I = impédance.
  • RA = I / FA.

Prenons par exemple mon ampli HAFLER TA1600 qui a un facteur d'amortissement de 300 sur 8 Ohms à 1000 Hz.
La résistance interne est Rg = 8 / 300 = 0.027 Ohms.
Cette valeur est totalement négligeable et ne change pas le Qts du haut-parleur.

Maintenant certains amplis ont un facteur d'amortissement beaucoup plus faible.
Ce sont des amplis qui travaillent plus en courant qu'en tension, généralement les amplis à tubes mais certaines réalisations à transistors sont aussi dans ce cas.
Imaginons un facteur d'amortissement de 40 sur 8 Ohms, la résistance interne Rg = 8 / 40 = 0.200 Ohms.
Ce n'est déjà plus négligeable.

Quand vous avez un ampli dont la résistance interne est de 0.5, 1, 2 ou 5 ohms, il est indispensable que la résistance interne soit prise en compte dans le calcul du Qts du haut-parleur.
A ce niveau la non prise en compte de la résistance interne de l'ampli entraîne le plantage pur et simple de la réalisation.

Des électroniciens m'ont dit qu'il était possible de faire un ampli avec une résistance interne négative.
Cette résistance interne négative va faire baisser le Qts du haut-parleur.
Là encore, la non prise en compte de cette résistance interne négative peu entraîner un plantage pur et simple.

La résistance interne de l'ampli se rentre exactement comme la résistance de la self, ou une résistance série.
Dans la Base de données complète, vous entrez directement la valeur du facteur d'amortissement de l'ampli sur 8 Ohms.
Si vous ne connaissez pas la valeur de votre ampli, laissez la valeur par défaut : 200 sur 8 Ohms

image800.jpg

Je reviens sur le facteur d'amortissement de mon ampli HAFLER donné à 1000 Hz.
La prise en compte de la résistance interne, et la modification du Qts qui en résulte, a un effet aux fréquences basses, en dessous de 250 Hz.
Une valeur du facteur d'amortissement donné à 100 ou 50 Hz me semblerai beaucoup plus juste qu'a 1000 Hz.
Ou, si on veux éviter les variations importantes de l'impédance des haut-parleurs, une valeur donnée à 250 Hz.
Pourquoi 1000 Hz ? Votre réponse à sa place ici.


Ajouter une masse à la membrane :

Le livre de Pierre LOYEZ, dans son livre Techniques des haut-parleurs et enceintes acoustiques, précise qu'en ajoutant une masse de la même valeur que celle de la membrane, on divise Fs par racine(2) et on multiplie le Qts par racine(2) et VAS ne change pas.
Voilà qui est particulièrement intéressant pour un baffle plan...
Le chapitre Mesure des haut-parleurs de graves nous dis que :

  • Soit Fs, la fréquence de résonance du haut-parleur sans la masse.

  • Soit FRA, la fréquence de résonance du haut-parleur avec la masse.

  • Soit MA, la masse additionnelle.

Mms = MA / ( ( Fs / FRA )2 + 1 ).
Dans notre cas, nous connaissons Mms, MA et Fs et nous cherchons FRA.
( MA / Mms ) + 1 = ( Fs / FRA )2
racine( ( MA / Mms ) + 1 ) = Fs / FRA
FRA = Fs / racine( ( MA / Mms ) + 1 )

Exemple numérique avec :
Mms = 100 g
Ma = 100 g
Fs = 50 Hz.
FRA = 35.4 Hz.

De la même façon Qts = Qts * racine( ( MA / Mms ) + 1 )

Autres paramètres :

Le BL du HP ne change pas. Nous avons :
BL = racine( 2 * PI * Fs * Mms * Re / Qes ) = racine( 2 * PI * FRA * ( Mms + MA ) * Re / Qes )
2 * PI * Fs * Mms * Re / Qes = 2 * PI * FRA * ( Mms + MA ) * Re / Qes
Qes
=
2 * PI * FRA * ( Mms + MA ) * Re / (  2 * PI * Fs * Mms * Re / Qes )
Qes = FRA * ( Mms + MA ) / (  Fs * Mms / Qes )
Qes = FRA / Fs * ( Mms + Ma ) / Mms * Qes

Qms = Qts * Qes / ( Qes - Qts )

 

Masse ajoutée ou résistance en série ?

La solution de l'alourdissement de la membrane est coûteuse en terme de sensibilité.
Si vous ajoutez une masse égale à la masse de la membrane :

  • La fréquence de résonance est divisée par racine de 2.
  • Le Qts est multiplié par racine de 2.
  • La sensibilité perd 6 dB.

Pour un même Qts multiplié par racine de 2, la solution de la résistance en série ne fait perdre que 3 dB, mais la fréquence de résonance ne change pas.
Un rapide résumé consiste a dire que l'on perd 3 dB pour remonter le Qts, et trois autre pour abaisser la fréquence de résonance.

Pour adapter un haut-parleur qui a un Qts trop faible à sa charge, la résistance série reste la bonne solution.
Pour utiliser un grave sur baffle plan, avec Qts élevé et Fs faible, la masse ajoutée est de loin préférable.


Les dilemmes en pratique :

Vous n'avez pas les données de votre haut-parleur :

Je vais être franc avec vous, je ne peux rien faire dans votre cas.
Vous devez trouver la solution pour les faire mesurer.

 

Vous avez un filtre passif, mais ne savez a quelle fréquence exacte va s'effectuer la coupure :

Vous avez pourtant besoin d'intégrer la résistance des selfs pour avoir le Qts pratique du haut-parleur.
Vous pouvez tout de même estimer une fréquence minimum et une fréquence maximum que vous ne dépasserez pas.
Là il y a trois cas :

  • Vous prenez la fréquence moyenne pour avoir le Qts moyen.
  • Vous voulez faire un petit volume, je vous conseille de prendre la fréquence minimum pour avoir un Qts plutôt élevé.
  • Vous voulez faire un grand volume, je vous conseille de prendre la fréquence maximum pour avoir un Qts plutôt faible.

En faisant ainsi, vous minimisez les problèmes susceptible d'arriver.

 

Vous ne connaissez pas le facteur d'amortissement de votre ampli :

Je vous conseille de prendre une valeur moyenne, disons 100 sur 8 Ohms par défaut.
Les valeurs supérieures indiquées par certain fabricants sont totalement irréalistes, une fois les enceintes branchées sur l'ampli avec des câbles et des résistances de contact.



Correcteur RLC ou RL parallèle et Qts du haut-parleur

Mise à jour : 2008-12-30.


Ce correcteur est un filtre passif avec deux composants, une self et une résistance.
Il existe une solution avec trois composants, avec un condensateur en parallèle.
Ces deux ou trois composants sont branchés en parallèle entre eux, le tout en série avec le haut-parleur.

image774.jpg

Aux très basses fréquences, l'impédance du condensateur est infinie, celle de la self est nulle.
Il ne reste que la résistance de la self au courant continu, et la résistance en parallèle.
Dans notre exemple ci-dessus, la résistance de la self est de 0.6 ohms, avec 24.7 Ohms en parallèle.
La résistance équivalente est Req = 24.7 x 0.6 / ( 24.7 + 0.6 ) = 0.586 Ohms.

La formule de calcul des résistances en parallèle est :
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn
Dans notre cas nous avons :
1/Req = 1/24.7 + 1/ 0.6 + 1/Infini.
Mathématiquement 1/Infini = 0. La formule devient :
1/Req = 1/24.7 + 1/ 0.6 <==> Req = 24.7 x 0.6 / ( 24.7 + 0.6 ).

Cette résistance modifie les paramètres T&S du haut-parleur :
Qes = Qes x ( Re + Req ) / Re
Qts = Qms x Qes / ( Qms + Qes )
Comme expliqué dans le chapitre Des données haut-parleur justes.

Si vous utilisez un correcteur RL ou RLC parallèle, n'oubliez pas d'en tenir compte dans les calculs de volume et d'évent de votre enceinte.
Si vous rajoutez un correcteur RL ou RLC parallèle après coup, refaites donc le réglage avec un évent plus long...



Pourquoi une enceinte ?

Mise à jour : 2012-04-13.


Un haut-parleur ne peut pas être utilisé sans une séparation entre la face avant de la membrane et la face arrière. Sans cette séparation, il y a un court circuit acoustique à une fréquence qui dépend directement de la taille de cette séparation. Par exemple, un haut-parleur de 38 cm utilisé seul sans séparation, a un court circuit acoustique à 343.4 / 2 / 0.38 = 452 HZ. En dessous de cette fréquence, la réponse chute de 6 dB/octave.

Cette séparation s'appelle aussi baffle. Il y a 2 grands types de baffles :

  • Les baffles plans.
  • Les baffles avec une boite à l'arrière ou à l'avant du haut-parleur, appelée enceinte.

L'enceinte infinie qui a une très grande boite à l'arrière est très proche du baffle plan dans ses avantages, sans en avoir les inconvénients.


Avantages et inconvénients :

Quand on monte un haut-parleur dans une boite, la masse de l'air enfermée dans la boite interagit avec la masse de la membrane. La résonance du haut-parleur augmente d'autant plus que le volume de la boite est petit. La réponse dans le grave est limitée par cette résonance.

D'autre part, le volume d'air enfermé dans cette boite s'oppose en partie au mouvement de la membrane, et freine celle-ci dans ces déplacements. Des micro informations sonores sont ainsi perdue en court de route. Par contre, la tenue en puissance est améliorée, ce qui est un avantage recherché en sonorisation ou seule la puissance compte.

La fréquence de résonance d'un haut-parleur sur baffle plan n'est pas modifiée, puisque par définition il n'y a pas de boite. La membrane du haut-parleur n'est pas freinée dans ses déplacements. Par contre, la réponse dans le grave va dépendre directement de la taille de la séparation et des paramètres du haut-parleur.

Un haut-parleur à haute sensibilité devra être chargé par une boite de très grand volume pour descendre bas dans le grave. Par contre, sur baffle plan, la réponse dans le grave est totalement indépendante de la sensibilité. Nous touchons là l'une des grandes forces du baffle plan

L'enceinte infinie à tous les avantages du baffle plan, mais avec une séparation totale entre l'onde avant et l'onde arrière. Le volume étant très grand devant le VAS du haut-parleur, la fréquence de résonance de celui-ci n'est pas modifiée. Le déplacement de la membrane n'est pas freiné par le très très grand volume. La réponse dans le grave va dépendre directement de la fréquence de résonance à l'air libre du haut-parleur.


Seuils :

Fallait-il, ou ne fallait-il pas mettre un seuil de sélection en face de chaque type d'enceinte ?

  • Tous les seuils sont sujet de discussions est personne n'est jamais vraiment d'accord sur les limites à prendre.

  • Ne pas mettre de seuil, c'est laisser la porte ouverte à ceux qui ne connaissent pas parfaitement le sujet de choisir un haut-parleur complètement inadapté à leur besoin.

C'est pour éviter des émails toujours désagréable à écrire pour moi et à lire pour vous, que j'ai laissé les seuils, et que je les mets régulièrement à jour.
Je préfère vous voir éliminer avant l'achat un haut-parleur qui aurait peut être pu convenir "à la limite", que de vous laisser acheter un haut-parleur qui ne conviendra pas.
La logique du raisonnement pas les gros sous est toujours imparable, a condition que ce chapitre soit lu avant l'achat ce qui n'est hélas pas toujours le cas.


Qts et Qtsb :

Pour les enceintes à pavillon et pour le baffle plan, c'est le Qts qui est utilisé.
Le Qts est donné sur toutes les documentations de hauts parleurs.

Pour les enceintes bass-reflex, les enceintes 1/4 d'onde ou TQWT, les enceintes closes, le Qts est modifié par la Masse mécanique de rayonnement arrière. Cette masse s'ajoute à la masse de la membrane, et à la masse d'air entraînée par celle-ci.
Les conséquences sont Fsb < Fs et Qtsb > Qts.
Les paramètres de THIELE et SMALL  détaillés vous donne une bonne approche des valeurs à prendre.
Seul le calcul complet de votre enceinte bass-reflex, de votre enceinte 1/4 d'onde, ou de votre enceinte close, jusqu'au débit des planches, et après plusieurs itérations, vous permet d'avoir les valeurs exactes.


Le baffle plan :

Ce tableau a évolué plusieurs fois, du tout au tout, en fonction des avis des uns et des autres, et de mes essais.
Vous avez une explication dans le chapitre Choix du haut-parleur pour baffle plan

Diamètre
du HP

Qts pratique. (avec masse d'air et résistance en série)

cm

0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60
Médium                                      
<= 17 E E E E E E E E E E E E E            
21 E E E E E E E E E E E E E            
25 E E E E E E E E E E E E E            
31 E E E E E E E E E E E E E            
>=38 E E E E E E E E E E E E E            

E signifie égaliseur, je le recommande dans tous les cas, même si des réalisations commerciales s'en passent.
Vérifiez avec la base de données que le niveau SPL possible est suffisant, surtout si vous boostez le grave à l'égaliseur..
Plus la correction à l'égaliseur est grande dans les graves, plus le diamètre du HP doit être grand et l'ampli puissant.
Plus le diamètre du HP est grand dans le grave, meilleur est le grave.

Mes 38 cm dans un baffle plan U-FRAME ont un Qts "pratique" de 0.82 (0.56 sans masse d'air ni résistance en série), descendent à 40 Hz à -3 dB avec une égalisation de +12 dB à 40 Hz et +10.5 dB à 50 Hz.

Conception et réalisation du baffle plan, choix du large bande, ajout d'un grave et d'un tweeter, forme du baffle plan, difficultés de filtrage du grave en passif, boost sur grave en filtrage actif et un exemple de réalisation et d'écoute sont décrit dans cette page.


L'enceinte infinie : Qts=0.707

Comme le baffle plan, cette charge convient pour les haut-parleurs dont le Qts est assez élevé, idéalement 0.707, et en pratique supérieure à 0.35 ou 0.40, avec un BL élevé et un Fs bas.

Conception et réalisation de l'enceinte infinie, exemple de réalisation autour d'un PHY-HP KM30SAG.


Le bass-reflex :

Choix avec le Qtsb Volumes possibles : VB = N x VAS x Qtsb2
Qtsb Avis pour N <= 16 N=2 N=2.8 N=4 N=5.6 N=8 N=9.5 N=11.3 N=13.5 N=16 N=22.6 N=32 N=45 Avis
Médium filtré en passif Totalement inadapté
Grosse connerie
                         
Qtsb < 0.20 Dans certain cas                          
0.20 < Qtsb < 0.25 Adapté                          
0.25 < Qtsb < 0.39 Parfait                          
0.39 < Qtsb < 0.45 Parfait                          
0.45 < Qtsb < 0.52 Adapté                          
0.52 < Qtsb < 0.60 Adapté                          
0.60 < Qtsb < 0.69 Dans certain cas                          
Qtsb > 0.69 Inadapté                          

Ces seuils éviteront bien des déboires aux débutants. Un expert saura quand et pourquoi il peut passer outre.
L'avis qui se trouve dans la 2eme colonne de gauche, convient jusqu'a N=16.
L'avis qui se trouve dans la dernière colonne de droite concerne les très grands volumes.

La zone en vert avec N=16 à 45 est la zone des très grands volumes, très peu explorée, très peu utilisée.
Cette zone existe et donne parfois de très bons résultats, telle l'enceinte avec le FOSTEX FE 103 SIGMA proposé par l'Audiophile en février 1984 dans le numéro 31 première série.
Essayez là au préalable sur une enceinte de test avant de l'adopter.

Cette charge est idéale pour les haut-parleur dont le Qtsb est de 0.39, dans des pièces qui n'ont pas de "Room gain".
La plupart des pièces ont un room gain, le Qtsb idéal peut être descendu vers 0.32 à 0.35.

En SONO, je vous recommande 0.25 < Qtsb < 0.45, la charge en bass-reflex est utilisée dans 80 ou 90% des cas.
Vérifiez vous même le cas d'emploi du HP envisagé dans la Base de Données HP en ligne.

Qtsb < 0.20 utilisable quand VAS est élevé et Fsb faible.

Les menus du chapitre bass-reflex simple et du bass-reflex avec résonateur sont décrit dans cette page, avec l'évent et le calcul de la puissance acoustique.

Le caisson de grave apporte un éclairage sur certain points mal connu, aussi bien en home cinéma qu'en HI-FI, même pour un grave médium qui monte haut en fréquence.

Trouver votre HP idéal : Recherche multicritères pour enceintes bass-reflex.


L'enceinte symétrique : Qtsb=0.20 à 0.45

C'est comme un bass-reflex à résonateur.

L'enceinte symétrique (4th Order Bandpass)


Les enceintes 1/4 d'onde : 0.20 < Qtsb < 0.70 comme pour les enceintes TQWT

Qtsb < 0.20 0.20 à 0.30 0.30 à 0.60 0.60 à 0.70 > 0.70

Avis

         

Il y a un autres critères : 20 <= Fsb >= 70 Hz.
C'est la combinaison des deux critères qui dit si le HP est ou n'est pas utilisable en 1/4 d'onde.
Fsb  est un critères "tout ou rien". Qtsb est un critère "progressif".

Trouver votre HP idéal : Recherche multicritères pour enceintes 1/4 d'onde et calculez votre enceinte 1/4 d'onde avec le HP choisi.

Pour être franc je n'aime pas le TQWT, et ce n'est pas mon site qu'il faut consulter pour le réaliser, bien que les informations minimum y soient.
J'ai indiqué des liens en début du chapitre TQWT vers les sites qui recommandent ce type de charge.
Le TQWT.


L'enceinte close :

Choix avec le Fsb/Qesb Volume exprimé par le QTC
Qtsb Avis 0.500 0.577 0.707 0.800 0.900 1.000 1.100 1.200 1.300 1.414
Médium filtré en passif Parfait                    
Fsb/Qesb < 50 Parfait                    
50 < Fsb/Qesb < 80 Adapté                    
80 < Fsb/Qesb < 120 Possible                    
Fsb/Qesb > 120 Inadapté                    

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

Qtsb = 1.414, associé à un filtre passe haut Linkwitz Riley à 12 dB/octave à F-3 * racine(2) Hz, et à un compensateur d'impédance RLC série branché en parallèle aux bornes du HP.
Cela marche aussi avec des valeurs proches de 1.414. Vérifiez le résultat au calculs
Sans le filtre (et le compensateur d'impédance si le filtre est passif), la case est rouge...

Exceptions : Les haut-parleurs utilisés en bas-médium ou en médium, avec un filtre passe haut.
Dans ce cas, calculez l'enceinte close avec son filtre, car la combinaison de la coupure naturelle du HP dans son volume clos et de la fréquence de coupure du filtre donne un résultat différent de votre souhait initial.
La fréquence de coupure réelle du HP est minime si vous filtrez loin de la fréquence de coupure de l'enceinte close, importante si vous filtrez très près, dans le cas d'une enceinte de bas médium par exemple.

Le QTC est un paramètre qui tient compte des paramètres du haut-parleur, dont Fsb, VAS et Qtsb et ceux de l'enceinte close VB.
La combinaison de ces paramètres donne un nouveau paramètre, le QTC qui caractérise directement la courbe de réponse obtenue.

Cette charge convient pour les haut-parleurs dont le QTC est compris entre 0.5 et 1.1 quand ils sont montés dans leur volume clos.
Il est certes possibles de monter à un QTC de 1.5, mais la bosse dans le grave devient importante.
De même un médium monté en clos avec un QTC de 0.30 ne pose aucun soucis.
Si vous voulez du grave, il faut viser le QTC de 0.707.

L'enceinte close, associé à un boost, permet de descendre aussi bas que l'on veux en fréquence, à condition que le haut-parleur ait un déplacement compatible avec la fréquence et le niveau sonore souhaité, et que l'ampli soit très très puissant.

Il est possible d'associer un 2eme paramètre, le Fsb/Qesb qui normalement devrait être au dessous de 50, et qui marche très bien avec des valeurs supérieures...

L'enceinte close.

Trouver votre HP idéal : Recherche multicritères pour enceintes close.


La charge avant à pavillon : Qts faible

Qts < 0.25 : Très bien adapté
0.25 < Qts < 0.35 : Adapté
Qts > 0.35 : Inadapté
( ou cas particulier )

Plus le Qts du haut-parleur est bas, plus la bande passante sera large.
La bande passante est centrée sur la fréquence de résonance du haut-parleur dans le volume clos arrière.
Quelques exemples :

  • Choisissons un volume clos tel que FC = 150 Hz.
    Pour un haut-parleur avec un Qts = 0.125, Fb = 18.4 Hz, Fh = 1220 Hz.
    Pour un haut-parleur avec un Qts = 0.250, Fb = 35.4 Hz, Fh = 636 Hz.
    Pour un haut-parleur avec un Qts = 0.500, Fb = 62.1 Hz, Fh = 362 Hz.
    Pour un haut-parleur avec un Qts = 0.810, Fb = 83.3 Hz, Fh = 269 Hz.
     

  • Choisissons un volume clos tel que FC = 100 Hz.
    Pour un haut-parleur avec un Qts = 0.125, Fb = 12.3 Hz, Fh = 813 Hz.
    Pour un haut-parleur avec un Qts = 0.250, Fb = 23.6 Hz, Fh = 422 Hz.
    Pour un haut-parleur avec un Qts = 0.500, Fb = 41.4 Hz, Fh = 241 Hz.
    Pour un haut-parleur avec un Qts = 0.810, Fb = 55.9 Hz, Fh = 179 Hz.

Le pavillon est pratiquement la seule charge possible pour les haut-parleurs à Qts faible.

Pavillon avant.

Trouver votre HP idéal : Recherche multicritères pour pavillon qu'il soit avant ou arrière


La charge arrière à pavillon replié ou toboggan : Qts faible

Qts < 0.25 : Très bien adapté
0.25 < Qts < 0.35 : Adapté
Qts > 0.35 : Inadapté
( ou cas particulier )

C'est exactement comme un pavillon avant, si ce n'est qu'il n'y a pas de volume clos.
La conséquence est que FC est remplacé par la Fs du haut-parleur à l'air libre.
D'autre part, comme le haut-parleur rayonne en direct, le besoin de bande passante dans les fréquences élevées est moins critique, le système est réglé pour faire couper le pavillon assez bas.

Le pavillon est pratiquement la seule charge possible pour les haut-parleurs à Qts faible.

Pavillon arrière.

Trouver votre HP idéal : Recherche multicritères pour pavillon qu'il soit avant ou arrière.


Les pavillons pour chambre de compression ou trompe :

D'une description d'un Pavillon. de ma réalisation, nous évoquerons le calcul et surtout le tracé des pavillons.


Choisir un haut-parleur :

La base de données haut-parleurs vous permet de trouver ou vérifier votre haut-parleur, de voir ses paramètres THIELE et SMALL, et de connaitre le domaine d'utilisation du haut-parleur.
Cette base contenait 3090 références en début octobre 2010. En hausse journalière.
Si votre HP n'y est pas, et si vous avez les données THIELE et SMALL, contactez moi, il sera rajouté rapidement.

Si vous avez votre haut-parleur, inutile de vous poser des questions sur l'interprétation des tableaux et critères ci-dessus.
Il y a trois colonnes pour -10% Fs, Fs et +10% Fs.

  • Si c'est vert dans les trois colonnes, le haut-parleur est parfaitement utilisable dans l'enceinte prévue.

  • Si c'est rouge dans les tris colonnes, je vous déconseille l'utilisation, sauf si vous savez parfaitement ce que vos faites.

  • Entre les deux il y a jaune et orange. Ce sont des cas ou l'enceinte convient aussi, sans être idéale...

Le HP de l'exemple ci-dessous est idéal en bass-reflex, possible en clos ou en pavillon, déconseillé en baffle plan.
La base de données payante affiche trois colonnes comme ci-dessous, pour Fs - 10%, Fs, Fs + 10%.
La base de données n'indique les valeurs que pour Fs, ce qui est plus simple pour les débutants.

image793.jpg

 

Si vous cherchez les haut-parleurs adaptés à votre cahier des charges, les recherches multicritères permettent de trouver les haut-parleurs qui répondent exactement à votre besoin, si votre demande est possible.
Il y a cinq recherches multicritères et un catalogue :


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


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