2-1-1-8 : Résistance en série

Mise à jour : 27 juin 2023, Antimode 11.

 

Ce chapitre n'a pas pour but de vous faire ajouter une résistance en série à votre haut-parleur, mais plutôt de vous faire choisir un haut-parleur dont le Qts sera adapté à la charge envisagée.
Dans de rares cas, une résistance en série vous apportera un réel plus.

Nous allons aborder ici un point fondamental de la réussite d'une enceinte, l'adaptation du Qts du haut-parleur à la charge utilisée.
Nous parlons dans ce cas des haut-parleurs chargés de la reproduction des graves.
Pour le bass-reflex, un Qts convient mieux que les autres, 0.383 en champ libre.

Pour arriver au Qts optimal pour votre charge, il faut partir d'un haut-parleur qui a au départ un Qts plus faible.
La résistance en série va remonter le Qts à la valeur Qts souhaitée.
Voir le chapitre des données haut-parleur juste ?

Un exemple, le FOSTEX FE166E, Re = 7.1 Ohms, Qms = 3.89, Qes = 0.22, Qts = 0.21, pour un montage en bass-reflex avec un Qts de 0.383.
Qes = 0.383 * 3.89 / ( 3.89 - 0.383 ) = 0.425.
Rs = 7.1 * ( ( 0.425 / 0.22 ) - 1 ) = 6.616 Ohms.
(Je vous conseille un volume de 48.4 L, et un évent en PVC de 8 cm extérieurs, 7.4 cm intérieurs, longueur 4.7 cm.)

Rsp est la somme de :

• La résistance du câble entre l'ampli et les enceintes.
• La résistance du filtre passif.
• La résistance que l'on ajoute.

Rsp = Rs - la résistance interne de l'ampli.

La perte de sensibilité due à la résistance en série est :
10 * LOG( ( Re + Rsp ) / Re ).
10 * LOG( ( 7.1 + 6. 616 ) / 7.1 ) = -2.860 dB.
Dans le cas du FE166E, il reste encore 93.0 dB de sensibilité avec la résistance.
Si cette résistance en série est obtenue par la résistance interne de l'ampli, il n'y a pas de chute de sensibilité.

Attention, dans le cas d'une enceinte close et infinie, le calcul est un peu plus complexe.
Prenez la base de données pour vos calculs.

 

Effet de la résistance en image :

Un exemple d'un haut-parleur avec un Qts trop faible sans résistance, en bass-reflex.
Pratiquement -3 dB de creux à 75 Hz.

 

Un accord plus bas ne change rien au problème :

 

Le même haut-parleur avec une résistance de 4.7 Ohms.
Un filtre passif à 18 dB/octave à 145 Hz donne déjà une résistance de 2.3 Ohms.

 

Convaincu de l'utilité d'un Qts adapté ?

La question a se poser n'est pas de savoir s'il faut, ou s'il ne faut pas, ajouter une résistance en série, il ne faut pas.
La question à se poser est de savoir s'il faut rester avec ce haut-parleur pour une charge en bass-reflex avec un volume de 250 L.

 

Faut-il l'utiliser ?

Question embarrassante...

Si vous êtes sur un projet neuf, pour lequel vous n'avez pas acheté le haut-parleur, je vous conseille vivement de choisir un haut-parleur avec le Qts qui convient au départ, ne partez pas avec un handicap...

Si vous avez par contre dans vos cartons un haut-parleur au Qts trop faible, et que vous n'avez pas d'autres solutions que de le monter en bass-reflex, alors vous serez content d'avoir la solution de la résistance en série.
Et là je vous garantis que tous ceux qui l'ont utilisé dans ce cas en sont contents.

Le sujet s'est discuté sur un forum, je me suis permis de recopier le message le plus significatif :

Bonjour,
D'autres l'on dit avec un haut-parleur de si faible Qts, la charge idéale est le pavillon de grave.
Maintenant il existe une solution très hérétique c'est la résistance en série de forte valeur.
Voir le document  de Nelson Pass : http://www.passdiy.com/pdf/cs-amps-speakers.pdf.

Marc Henry a testé la méthode avec des haut-parleurs B&C 10PE26.
Voici la courbe de réponse obtenue sans résistance série :
http://www.musique-concrete.com/pavgrave_fichiers/zerohm.gif.

Et après ajout d'une résistance série de 40 ohms (de fort wattage)
http://www.musique-concrete.com/pavgrave_fichiers/40ohm.gif.

Bien entendu il faudra prévoir un amplificateur très puissant.
Cordiales salutations,
Jean-Michel Le Cléac'h

 

Résistance et volume :

Il est possible d'exprimer le volume d'une enceinte de la forme Vb = N * Vas * Qts².
N doit être compris entre 2 et 16.
Connaissant Vb, Vas et Qts², il est possible de calculer N = Vb / Vas / Qts².

Prenons notre BEYMA 15GT200 :

• Fs = 30.4 Hz.
• Re = 6.0 Ohms.
• Qms = 7.22
• Qes = 0.23
• Vas = 270 L.

Sans résistance en série :
Qts = Qms * Qes / ( Qms + Qes ) = 7.22 * 0.23 / ( 7.22 + 0.23 ) = 0.223
Dans un volume Vb de 250 L, N = 250 / 270 / 0.223² = 18.6

Avec une résistance en série RF de 4.7 Ohms :
Qes = Qes * ( Re + RF ) / Re = 0.410
Qts = Qms * Qes / ( Qms + Qes ) = 7.22 * 0.410 / ( 7.22 + 0.410 ) = 0.388
Dans un volume de 250 L, N = 250 / 270 / 0.388² = 6.15

La conclusion est que la résistance en série diminue le N du volume du haut-parleur.
Si votre haut-parleur est monté dans un volume trop grand, c'est une solution.

 

Résistance et accord du bass-reflex :

La fréquence d'accord optimale est comprise entre Fb = Fs et Fb = 0.39 * Fs / Qts.
Vous pouvez surtout retenir la fourchette des accords mini / maxi donnée par les alignements courants.

Sans résistance en série :
Fb = Fs = 30.4 Hz.
Fb = 0.39 * Fs / Qts = 0.39 * 30.4 / 0.223 = 53.2 Hz.

Avec 4.7 Ohms en série :
Fb = Fs = 30.4 Hz.
Fb = 0.39 * Fs / Qts = 0.39 * 30.4 / 0.388 = 30.6 Hz.

La résistance en série limite la fourchette d'accord possible.
C'est la simulation qui montre beaucoup mieux la zone d'accord utilisable, et cela conduit souvent a faire un accord plus bas.
La résistance en série demande à augmenter la profondeur de l'évent.

 

En 2022, je prends les accords donnés par les minimums et maximums des alignements courants, avec les valeurs calculées en base de données.

Sans résistance en série, entre 28.9 Hz et 50.9 Hz, avec une moyenne à 38.4 Hz.
Avec 4.7 Ohms en série, entre 24.0 Hz et 28.9 Hz, avec une moyenne à 26.3 Hz.

La résistance en série limite la fourchette d'accord possible.
C'est la simulation qui montre beaucoup mieux la zone d'accord utilisable, et cela conduit souvent a faire un accord plus bas.
La résistance en série demande à augmenter la profondeur de l'évent.

 

Dôme Acoustique