Page affichée à 09:08:39
le jeudi 07 juillet 2022
logo7 Dôme acoustique Compteur pour tout le site : 10 497 799

Nombre actuel de lecteurs : 34.

 

2-2-1-1 : Calcul de la fréquence du court-circuit acoustique

Mise à jour : 30 janvier 2022.

 

Pourquoi faut-il séparer l'onde avant de l'onde arrière d'un haut-parleur ?

En dessous d'une fréquence qui dépend directement de la taille du haut-parleur ou du baffle s'il est ouvert à l'arrière, il y a un court-circuit acoustique.
Ce court-circuit à pour effet de faire chuter rapidement le niveau sonore en dessous de cette fréquence.

En montant le haut-parleur sur un écran plan de dimensions assez importantes la fréquence du court-circuit acoustique descend et il est possible de reproduire les fréquences graves.

Le calcul théorique donne des bases physique de la réponse dans le grave d'un baffle plan.
L'influence de la pièce est non seulement pas négligeable, la pièce d'écoute devient primordiale, et les résultats pratique divergent très fortement des calculs théorique.

image323.jpg

 

Soit D la différence entre le chemin de l'onde avant et le chemin de l'onde arrière en m.
Soit C la vitesse du son = 343.707 m/s à 20° Celsius, 50 m d''altitude et 40% d'humidité relative.
Soit F la fréquence du court-circuit en Hz.
F = C / D / 2
Exemple : Si D = 1.5 m, F = 114.67 Hz.

Dans l'exemple ci dessus, D varie avec la distance :
A 3 m de distance, le circuit direct fait 3 m, le circuit arrière fait 4.23 m. D = 1.23 m.
A 1m de distance, le circuit direct fait 1 m, le circuit arrière fait 2.26 m. D = 1.26 m.
A 0.1m de distance, le circuit direct fait 0.1 m, le circuit arrière fait 1.47 m. D = 1.46 m.

 

Pourquoi un court-circuit acoustique ?

Imaginez le point d'écoute situé à une certaine distance devant le baffle plan.
A certaines fréquences, la différence de chemin parcouru entre l'onde avant et l'onde arrière correspond exactement à la demi longueur d'onde.
Cette opposition entre les signaux acoustiques entraîne une baisse brutale du niveau acoustique résultant.

Suivant la longueur d'onde du signal émit par le haut-parleur, et compte tenu de la différence de chemin parcouru entre l'onde avant et l'onde arrière, il se produit une succession de signaux en phase ou en inversion de phase, dont la conséquence est une succession de bosse ou de creux dans la courbe de réponse.
L'amplitude des bosses et des creux est de moins en moins prononcée avec la fréquence car le court-circuit est de moins en moins prononcé.

Enfin les réflexions du son sur le sol, le plafond et les murs atténuent sensiblement l'importance du court-circuit acoustique.
L'écoute à une distance assez importante des baffles plans permet de ne pas ressentir auditivement les bosses et les creux de la courbe de réponse mesurée à proximité du haut-parleur.

Dans le grave, la longueur d'onde du signal reproduit est plus importante que la distance parcourue par l'onde avant et l'onde arrière.
Les deux signaux vont arriver avec un décalage de plus en plus proche des 180° au fur et à mesure que la fréquence baisse.
L'atténuation sera pas conséquent de plus en plus importante avec les fréquences les plus basses.

 

Faut-il en tenir compte ?

Si vous calculez la fréquence du court-circuit acoustique de votre baffle plan, vous allez vous dire qu'il ne peut pas descendre dans les graves.
Si vous dimensionnez votre futur baffle plan en fonction du court circuit acoustique, vous allez le faire très grand, si grand que vous allez renoncer à votre projet.

Vous ne faites pas un baffle plan pour l'écouter dehors sur un mat à 15 m de haut.
Vous l'écouterez dans votre salon avec un sol, un plafond et des murs.
Sol, murs et plafond ajoutent du grave, avec un gain que je ne me risquerai pas à calculer.
Par contre, la mesure d'une réalisation pratique montre qu'il est tout à fait possible de descendre à 40 Hz à -3 dB avec un baffle plan de taille très raisonnable, a condition de respecter quelques règles simples :

  • Qts du haut-parleur supérieur ou égal à 0.707. La théorie dit qur sur un baffle plan infini, F3 = Fs pour Qts = 0.707.
  • Grave en U-FRAME ou en H-FRAME.
  • Égalisation de la réponse du baffle plan dans la pièce, et boost ou transformée de Linkwitz dans le grave.
  • Ampli très puissant pour supporter le boost.

Il ne sert à rien de se prendre la tête avec le court-circuit acoustique.
Si j'en parle ici, c'est parce que je ne pouvais pas faire un chapitre sur le baffle plan sans aborder le sujet traité partout dans les livres ou Internet, pour rien.

 

Fréquence de coupure à -3 dB sur un baffle plan infini :

C'est un calcul purement théorique, mais qui donne quelques indications intéressantes.
Il suffit juste de connaitre Fs et Qts du haut-parleur.
Un petit calculateur va grandement nous aider et éviter les erreurs de calculs.

Cliquez sur la formule pour avoir la source, auteur J. Fourcade.

Fréquence de coupure à -3 dB d'un baffle plan infini

 

Fs (en Hz) : 
Qts : 

 

 

 

Fréquence de coupure à -3 dB sur baffle plan infini pour Fs = 30 Hz et Qts = 0.8 : F3 = 26.9 Hz

 

Conclusion :

Pour Qts < 0.707, F3 > Fs.
Pour Qts = 0.707, F3 = Fs.
Pour Qts > 0.707, F3 < Fs.

 

Transformée de Linkwitz pour baffle plan :

Au départ, La transformée de Linkwitz était faites pour les enceintes closes.
Vous partez d'un HP qui a Fs et Qts.
Monté dans le volume clos de l'enceinte les valeurs deviennent Fc et Qtc, avec Fc > Fs et Qtc > Qts.
La transformée de Linkwitz permet d'avoir Ft et Qt, vous choisissez le Qt de votre choix, je n'ai jamais pu valider à l'écoute Ft < Fc / 1.32 sur une enceinte close.
Enfin vous choisissez comme vous voulez la pente du filtre passe-haut, si une enceinte close de base a une pente à 12 dB/octave, pour moi à l'écoute une coupure à 30 dB/octave marche mieux.

Rien n'interdit d'utiliser une transformée de Linkwitz sur un baffle plan.
Pour un baffle plan, vous n'aurez pas Fc et Qtc, vous allez conserver Fs et Qts en mesurant la courbe d'impédance.
Pour un U-FRAME ou un H-FRAME, vous aurez Fc < Fs à cause de la masse d'air qui sera plus importante.
Dans les deux cas, vous allez pouvoir choisir le Qt de votre choix.
Comme pour les enceintes closes, vous allez aussi pouvoir baisser raisonablement Fs (limite de 1.32), et choisir la pente de coupure électrique en passe-haut.

 

Imaginez un baffle plan avec un 38 cm EMINENCE ALPHA 15 A et son Qts de 1.263.
Avec un Qts aussi élevé vous aurez du grave, vous aurez aussi du traînage parce que la valeur est trop élevée.
La transformée de Linkwitz va vous permettre de trouver à l'écoute le Qt à utiliser, 0.707 < Qt < 1.263, pour avoir du grave sans le traînage.
Je regrette aujourd'hui de ne pas avoir fait l'essai quand j'avais les HP sur baffle plan, je ne maîtrisais pas la transformée de Linkwitz comme aujourd'hui non plus, et les forumeurs "savants" n'encouragent pas ce genre d'expériences.

Le 38 cm ou le 46 cm qui traîne dans votre placard, et si vous l'utilisiez en U-FRAME ou H-FRAME ?
Le Qts trop faible n'est plus une raison, la transformée de Linkwitz va vous permettre de le remonter à la valeur idéale dans votre pièce.

 

La transformée de Linkwitz, utilisée sur baffle plan, vous donne des possibilités de réglages de plus dont il ne faut pas se priver.
Tous les gains à l'écoute sont bons à prendre !!!

 

Un grand merci pour votre visite. --- Retour direct en haut de la page ---

Logo Dôme acoustique

Un grand père facécieux disait à ses petits enfants que le grand truc blanc tout en haut du Puy de Dôme était un thermomètre géant : Quand il deviendra tout rouge il faudra vite se sauver, parce que le volcan va se réveiller !!!

Malgré les apparences, ce site internet n'est que celui d'un amateur passionné Auvergnat.
"Amateur" doit être compris dans le sens "non professionnel", dans l'aspect financier de l'approche : Je ne vis pas des revenus de cette passion.
"Amateur" doit être compris dans le sens ou rien ne m'oblige à vous répondre, si vous êtes désagréable. C'est rare mais le cas arrive de temps en temps.

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.
Je vous donnerai l'accord, demandez-le simplement pour être en règle. Sont exclues les demandes extravagantes.


Contrôle de validation W3C du code HTML 5 de la page, copiez l'adresse de la page avant de cliquer sur le lien.
Contrôle de validation W3C des CSS de la page, copiez l'adresse de la page avant de cliquer sur le lien.
Ce sont deux outils de contrôle pour le webmaster du site Dôme Acoustique, c'est inutile pour les utilisateurs.
Avoir le lien dans chaque page est plus simple pour les retrouver.