Les données calculées dans courbes.xls

Mise à jour : 6 juillet 2017.

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Ce chapitre est totalement dépassé. Les calculs sont justes, mais les outils EXCEL n'existent plus.
Les calculs en base de données.

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Regardons ma feuille de simulation sur un exemple :

Cases L1 à M9, vous avez les volumes calculés avec la formule N * VAS * Qts², avec N = 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11 et 16.
Le Qts est rappelé case I2, avec la valeur de résistance interne de l'ampli ou du filtre passif case H3.
Les cases N1 à N10 ne sont plus utilisées.
La case L10 indique le N du volume en calcul case B5.

Les cases D4 et E4 proposent un alignement qui favorise la linéarité du temps de propagation de groupe dans le grave..
C'est un alignement dans un petit volume, en 2 * VAS * Qts². Il est possible d'aller jusqu'a 2.8 * VAS * Qts².
L'accord en E4 est un accord bas, recommandé par ce type d'alignement.
J'ai rentré le minimum entre les cases B14 et B15.

Les cases D5 à E10 proposent les alignements de THIELE.
Pour un Qts donné, tous les alignements ne sont pas possibles. La valeur "Hors table" est indiquée pour les cas impossibles.

Les cases D11 et E11 proposent un alignement de BESSEL.

La case D13 prend le volume de votre choix. L'accord est calculé pour avoir la meilleure réponse à -3 dB.
Les case D14 et D15 utilisent le volume rentré en D13. Les accords sont le minimum autorisé pour D14 et le maximum pour D15.

Les cases D16 et E16 sont "Open". Vous entrez ce que vous voulez. A vous de savoir ce que vous faites.

Les cases L11 à N14 proposent les volumes conseillés pour un usage en sonorisation.
J'ai retenu les minimums et maximums des volumes donnés par les alignements de THIELE et BESSEL.
Dans le cas d'une utilisation en bas-médium, l'alignement JLMC est aussi possible.

Les cases I3 à I8 donnent une indication du niveau SPL maxi du haut-parleur et de la puissance qui va avec, en fonction de la sensibilité du haut-parleur calculé case B8.
La sensibilité est calculée à partir des données électromécanique du haut-parleur. Elle n'est valable que dans le grave.
Les données constructeur mesurée à 1000 Hz sont plus élevées de 1 à 3 dB avec les constructeurs sérieux.
Le calcul du niveau SPL maxi n'est qu'indicatif, comme indiqué dans "Les limites de la simulation"
Le tableau des cases L15 à N26 indique un peu plus clairement les plages d'utilisations. C'est aussi un calcul arbitraire, mais particulièrement parlant.
Une écoute domestique demande 105 dB.

La case K8 indique le déplacement de la membrane au niveau arbitrairement choisi du 92 dB.

La case K14 indique la distorsion, due à la compression de l'air dans l'enceinte, pour le déplacement maxi de la membrane. Cette distorsion est paraît-il inaudible en dessous de 1.8%.
Je ne contesterai pas ce chiffre.
Je dirai simplement que les 1.8% englobent aussi la non linéarité du circuit magnétique et les non linéarité du à l'échauffement de la bobine mobile, non linéarités qui ne sont pas calculés ici.
Pour que la distorsion totale effectivement en dessous de 1.8%, le chiffre que je calcule doit être lui aussi en dessous des 1.8%.
Si on prend arbitrairement 1/2 pour la distorsion de l'air, 1/4 pour la non linéarité du circuit magnétique et 1/4 pour l'échauffement de la bobine, la distorsion calculée ne doit pas dépasser 0.9%.
La détermination des bons coefficients fera l'objet d'une discussion sur un forum : Peut-on parler de non linéarité du circuit magnétique dans le cas d'un Haut-parleur JBL ou TAD ? Je ne pense pas, ou alors c'est très peu.

Les cases B14 et B15 indiquent les limites possibles pour l'accord du bass-reflex. Ces limites sont comprises entre FB = Fs et FB = 0.39 * Fs / Qts, sauf si un alignement de THIELE autorise un accord encore plus bas. Le cas existe sur les haut-parleurs avec un Qts élevé.

Sur le graphique, la limite mécanique.
Cette limite à pour but d'éviter de dépasser les capacités du haut-parleur dans le cas d'un grand volume et/ou d'un accord bas.
Cette limite s'applique à la courbe de réponse du haut-parleur seul sans l'évent.
La courbe de réponse calculée est celle du haut-parleur plus de l'évent.
Mon calcul est donc particulièrement pessimiste, dans le bon sens, vers les petits volumes.
Je cherche les équations pour le haut-parleur seul et pour l'évent seul, pour avoir une application de la limite mécanique juste.
Quand la limite est dépassée, la case H10 passe en rouge.

La case H13 qui permet de faire une optimisation à "0 dB", ou à "-3 dB", ou a toute autre valeur.
Attention si vous faites une optimisation à "-10 dB" par exemple, que la fréquence d'accord ne soit pas inférieure au minimum calculé.

Courbe de réponse :

L'audiophile avait fait un article dans le numéro 14 de la première série dans lequel il disait que l'optimum était la courbe de réponse qui descendait le plus bas possible, avec une ondulation maximum comprise entre +0.5 dB et -0.5 dB.
Ils ont réussis a calculer une enceinte bass-reflex ainsi.
Pourquoi cette limite de 0.5 dB et non pas 0.3 ou 0.8 dB ? Mystère. Les variations de volumes ne sont pas négligeables en changeant cette fourchette.

Je vous propose un exemple autour du BEYMA 15K200 en filtrage actif, avec une résistance interne de l'ampli faible.
Fs = 27 Hz, VAS = 345 L, Qts = 0.264.
Ces exemples n'ont pas pour but de vous dire comment utiliser ce haut-parleur. Ils sont là pour vous montrer d'un simple coup d'oeil les différentes courbes de réponse obtenues avec trois volumes différents et deux accords par volumes.

		Volume 48.2 L. Accord 27 Hz.
		Volume 48.2 L. Accord 40.6 Hz. A part la petite bosse vers 125 Hz, la différence ne saute pas aux yeux. Accord à l'écoute indispensable, la courbe de réponse permet de ne tirer aucune conclusion.
		Volume 100.6 L Accord 27 Hz. Si la pièce ajoute du grave, c'est le type de volume et d'accord à retenir.
		Volume 100.6 L Accord 40.6 Hz. Ce type de courbe plait beaucoup car elle est linéaire jusqu'a la coupure.
		Volume 250 L Accord 27 Hz La courbe de réponse est moins plongeante que dans un volume de 100 L et accord 27 Hz.
		Volume 250 L Accord 38 Hz. Si la pièce ajoute du grave, vous avez une bosse dans la courbe de réponse.

Quelles conclusions tirer de ces courbes ?
Si l'on veux optimiser une enceinte pour une pièce donnée, pièce qui rajoute un peu de grave, il faut au préalable connaitre la courbe de room gain pour l'intégrer dans la simulation.
Sans la connaissance du room gain, le réglage de l'évent à l'écoute reste encore la meilleure solution, en sachant que la courbe globale de l'enceinte dans la pièce ne sera sans doute pas optimale.

 

Dôme Acoustique