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Grave rapide

Mise à jour : 14 mai 2017.


Pour écrire ce chapitre en septembre 2010, j'ai au préalable posé la question sur un forum de hi-fi, pour avoir d'autres avis sur ce qu'était réellement un grave rapide.
Ne sachant plus de qui sont les propos exacts, je remercie ici ceux qui ont répondu, Audiophile Lux, Bruno, Cyrille, El84, Éric et Jean-François.
J'ai certainement repris leurs arguments et idées.
La mise à jour au printemps 2017 de ce vieux chapitre utilise les éléments appris depuis.

Le définition du grave rapide est, pour moi, un grave sans traînage, capable de générer un niveau maxi élevé sans tassement de dynamique ni distorsion, avec un impact convainquant sur les percussion, et sans le moindre effet de masque sur les fréquences plus élevées.

Plusieurs points caractérisent un grave rapide :

  • Le choix du Haut-Parleur.
  • L'enceinte, volume, évent et résonateur.
  • Le filtre, ou plutôt la fréquence de coupure et la mise en phase.
  • La correction de la phase acoustique.
  • Les autres haut-parleurs de médium ou d'aigu.
  • L'amplificateur.
  • La pièce d'écoute.


Le choix du haut-parleur :

  • Pour avoir un grave rapide, une membrane « légère » et un gros aimant sont nécessaires. La membrane est caractérisée par sa masse, la puissance de l'aimant par le BL. (Le terme « légère» sera précisé plus loin).
  • Le rapport BL/M est une condition nécessaire, mais pas suffisante.
  • La comparaison du BL/M se fait à diamètre de haut-parleur constant, exactement à surface de membrane identique.

Mais une membrane trop légère n'est pas non plus une bonne chose, ce qui est gagné en rapidité est parfois perdu en impact.
La membrane doit être entraînée par une bobine de diamètre suffisant. 75 ou 100 mm sont les bons compromis avec un grave de 38 cm.

Il n'est pas possible d'avoir de bons résultats avec un haut-parleur de petit diamètre.
Et, a surface de membrane comparable, un grand haut-parleur est préférable à plusieurs petits.
Le sous chapitre « brelong.php » du chapitre « Bass reflex » est explicite sur ce point.


L'inductance de la bobine du haut-parleur :

Une étude (dont le lien ne fonctionne plus) montrait que l'inductance de la bobine du haut-parleur est un paramètre plus important que la masse en mouvement. Il y a deux conséquences directes :

  • Choisir un haut-parleur avec une inductance faible, donc une bobine mobile courte et de petit diamètre.
  • Éviter les filtres passifs pour les coupure basses fréquences car la self en série avec le haut-parleur à vite fait de faire 5 à 10 fois la valeur de l'inductance du haut-parleur.
    Un haut-parleur bagué cuivre est excellent sur ce critère, la remonté de l'impédance dans le médium-aigu est très limité.

Lorsque je recommande dans un autre chapitre de choisir des haut-parleurs linéaires dans le médium pour les utiliser sans self de filtrage, l'intérêt de cette solution trouve ici tous ses arguments.


L'enceinte :

La plupart des graves sont montés en bass-reflex.
Le volume situé derrière le haut-parleur, la surface et la longueur de l'évent sont des paramètres importants.
Les optimisations de la courbe de réponse les plus linéaires, ou qui cherchent à étendre au maximum la réponse dans le grave, ne sont pas les meilleures à l'écoute.
Une courbe de réponse régulièrement descendante, un alignement pseudo BESSEL est souvent bien meilleurs à l'écoute. Pseudo BESSEL parce qu'on est excactement BESSEL que pour un Qts bien précis.
Un accord à l'oreille de l'évent reste encore le meilleur, le seul, moyen d'avoir de bons résultats. C'est la seule méthode validée que je connaisse.

En bass-reflex, le critère Xmax à 92 dB est riche d'enseignement.
Une élongation faible limite les non linéarités de l'enceinte et du haut-parleur.
La conséquence directe d'un Xmax à 92 dB faible est une fréquence de coupure élevée si le volume est faible.

Un haut-parleur moyen parfaitement chargé donnera de meilleurs résultats que le meilleur haut-parleur du monde dans une enceinte inadaptée.
Avant d'investir dans un haut-parleur de rêve, avez vous fait marcher correctement les haut-parleurs actuellement en votre possession ?

Un résonateur permet d'avoir, dans le même volume d'enceinte, des percussions beaucoup plus nettes qu'en simple bass-reflex, mais la solution n'est applicable qu'aux enceintes DIY.
Même si les simulations montrent une tenue en puissance plus faible, vous n'utilisez jamais un haut-parleur à fond : La qualité des percussions passent avant la tenue en puissance...
Les simulations ne montrent pas le gain en qualité sur les percussions, ou alors le critère pertinent à regarder n'a pas été trouvé.


La fréquence de coupure :

Un haut-parleur coupé très bas, et raccordé à un bas médium, peut avoir une membrane plus lourde qu'un haut-parleur appelé à monter dans le médium.
Dans ce cas, la rapidité dans le grave est surtout la rapidité du haut-parleur de bas médium, surtout si celui-ci est à pavillon.

Un grand grave de 55 cm ne sera rapide que s'il est coupé à 50 ou 60 Hz, et s'il est correctement relayé par un 38 cm.
Ceci malgré une membrane trois fois plus lourde que celle d'un 38 cm.
Masse et fréquence de coupure sont en étroite relation.

Un filtre actif, qui permet d'avoir le haut-parleur branché en direct sur l'ampli et de profiter de l'amortissement électrique de celui-ci, permet d'avoir un grave plus rapide qu'avec un filtre passif dont la self en série désamorti le haut-parleur.
L'amortissement électrique du haut-parleur sera d'autant plus important le BL sera élevé.

Un filtre passe-haut, dont la fréquence d'action est placée un peu en dessous de la fréquence d'accord du bass-reflex, et dont la pente est assez importante : 24 dB/octave minimum, permet de limiter le déplacement de la membrane aux très basses fréquences, quand le haut-parleur ne passe plus rien. La fréquence de coupure se règle facilement à l'écoute sans autre critère que la meilleure qualité d'écoute possible.
Ce filtre permet d'augmenter sensiblement la puissance acoustique du haut-parleur.
Ce point est aussi valable pour les bas-médium, ou pour tout les haut-parleurs complétés par un caisson de grave.
Bien sur vous prendrez la précaution élémentaire d'utiliser un filtre numérique FIR pour ne pas faire tourner la phase acoustique en même temps.

La mise en phase acoustique des différents HP entre eux, les délais entre les différentes voies, doivent être parfaitement ajustés.
Certaines solutions vendues dans le commerce, les caissons avec un réglage de phase en continue de 0 à 180°, ne sont capable d'y arriver que si vous n'avancez le caisson de 1 ou 2 m devant les haut-parleurs principaux.
La phase devrait être remplacée par un délai, et le délai devrait être placé sur les enceintes principales.
Il y a des solutions commerciales, les plus courantes, qui ne sont simplement pas capable d'obtenir un bon résultat avec le placement habituel du caisson.
Avancez vos caissons !!!


La correction de la phase acoustique :

Sans rien changer à votre système, si vous ajoutez trois corrections de la phase acoustique, la première à la fréquence de coupure électrique avec les enceintes principales, la seconde à la fréquence de coupure acoustique en passe haut du caisson de graves, la troisième à la fréquence de coupure électrique en passe haut de l'ampli du caisson de graves, vous allez immédiatement avoir un grave beaucoup plus rapide, sans partir dans les solutions moins faciles décrites dans ce chapitre.
Si vous vous équipez pour corriger la phase au niveau du grave, profitez en pour corriger aussi jusqu'à l'aigu, vous ne le regretterez pas.
Ces corrections par convolution se font en numérique avec un mini DSP ou un PC.


Les autres haut-parleurs :

La rapidité d'un grave est surtout assurée par les harmoniques qui sont reproduites par le haut-parleurs de médium ou d'aigu.
La linéarité globale de l'ensemble est une condition indispensable pour pouvoir parler de grave rapide.

Si vous faites monter votre 38 cm jusqu'à 2000 Hz, le médium ne sera pas bon, et vous n'aurez pas le grave aussi rapide qu'avec le même haut-parleur coupé à 500 ou 800 Hz.

Aussi bizarre que cela puisse paraître, à la mise au point d'un système si l'aigu n'est pas bon il faut régler le grave (évent ou volume ou résonateur), si le grave n'est pas bon, il faut régler l'aigu (fréquence coupure ou niveau relatif ou mise en phase).


L'amplificateur :

Tous les amplificateurs ne donnent pas le même grave.
Certain tronque gentiment l'extrême grave, d'autre n'ont pas la pêche et l'impact.
Un bon ampli de sono réputé, ou un ampli FDA sont souvent préférables à un ampli audiophile, prétentieux et hors de prix.

Yvan présente remarquablement bien les choses :

L'association Enceinte ( haut-parleur + caisse ) / Amplificateur est très importante, on ne l'oublie que trop.
Je passe rapidement sur les classes d'amplification (A, B A/B, D,...) et sur les types d'ampli (Tubes, Transistors, hybride) ainsi que sur les types de tubes (Diode, Triode, Pentode,...) et de transistors (Bipolaire, Mos-fet, Hex-fet,...), pour dire que plus le HP de grave est important (10", 12", 15", 18",...) plus il est important d'avoir un ampli dont la capacité en courant est importante.

En effet, outre le F.C.E.M ( Force Contre-Electro-Motrice ) renvoyée par le HP vers l'ampli, il est primordial que l'ampli puisse débiter un très fort courant lorsque le HP le demande.
Il est donc nécessaire que l'ampli possède une alimentation surdimensionnée ( capacité réservoir de grande capacité ) et que sa capacité en courant soit très importante.

C'est pour cela que si l'on retourne vers les années 50 ou 60, on s'aperçoit que le couple mythique était JBL / Mcintosh.
JBL faisait à l'époque des HPS de 38 cm dans ses enceintes et Mcintosh faisait des amplis capables de débiter plus de 50 ampères de courant.

C'est pour cela qu'un excellent ampli de sono, pour alimenter 1 ou plusieurs HP de grand diamètre, peut-être considéré comme une solution pérenne dans le cadre d'un système multi-amplifié.


La pièce d'écoute :

Des haut-parleurs, mal placés dans la pièce d'écoute, vont exciter les fréquences de résonance de celle-ci.
Comment parler de grave rapide si les résonances cachent une partie du registre grave et médium par effet de masque ?
Ce point concerne aussi bien les haut-parleurs de grave que bas-médium, les résonances pouvant être exciter par les deux haut-parleurs, et les effets être ressentis sur les deux registres.


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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.