Il y en a beaucoup différents typesémetteurs sonores, mais les plus courants sont les émetteurs de type électromagnétique, ou comme on les appelle aussi, les haut-parleurs.

Les haut-parleurs sont les principaux éléments structurels systèmes acoustiques(COMME). Malheureusement, un seul haut-parleur n’est pas capable de reproduire toute la gamme de fréquences audibles. Par conséquent, pour une reproduction complète dans les systèmes acoustiques, plusieurs haut-parleurs sont utilisés, chacun étant conçu pour reproduire sa propre bande de fréquences. Les principes de fonctionnement des haut-parleurs basse fréquence (LF) et haute fréquence (HF) sont les mêmes ; les différences résident dans la mise en œuvre des éléments structurels individuels.

Le principe de fonctionnement du haut-parleur est basé sur l'interaction d'un champ magnétique alternatif créé par un courant circulant dans le fil d'une bobine magnétique avec champ magnétique aimant permanent.

Malgré la simplicité relative de leur conception, les enceintes destinées à être utilisées dans des systèmes acoustiques de haute qualité ont grand nombre paramètres importants dont dépend le son final du système de haut-parleurs.

L'indicateur le plus important caractérisant un haut-parleur est la bande de fréquences reproduite. Elle peut être indiquée sous la forme d'une paire de valeurs (limite inférieure et fréquence limite supérieure), ou donnée sous la forme d'une réponse amplitude-fréquence (AFC). La deuxième option est plus informative. La réponse en fréquence est une dépendance graphique du niveau pression acoustique, créé par le haut-parleur à une distance de 1 mètre le long de l'axe de travail, de la fréquence. La réponse en fréquence permet d'évaluer les distorsions de fréquence introduites par le haut-parleur dans le signal original, et également, dans le cas de l'utilisation du haut-parleur dans le cadre d'un système multibande, d'identifier la valeur optimale de la fréquence du filtre croisé. C'est la réponse en fréquence qui permet à un haut-parleur d'être classé comme basse fréquence, moyenne fréquence ou haute fréquence.

Sélection d'un caisson de basse

Pour les haut-parleurs LF, en plus de la réponse en fréquence, un groupe d'indicateurs essentiel est ce que l'on appelle les paramètres Thiel-Small. Sur cette base, les paramètres sont calculés conception acoustique pour le haut-parleur (boîtier du système audio). Ensemble minimum de paramètres fréquence de résonance- fs, facteur de qualité total - Qts, volume équivalent - Vas.

Les paramètres Thiel-Small décrivent le comportement du haut-parleur dans la région d'action du piston (en dessous de 500 Hz), en le considérant comme un système oscillant. Avec la conception acoustique (AO), le haut-parleur est un filtre passe-haut (HPF), qui permet d'utiliser des outils mathématiques empruntés à la théorie des filtres dans les calculs.

Une évaluation des valeurs Thiel-Small des paramètres du haut-parleur, et tout d'abord du facteur de qualité total Qts, permet de juger de l'opportunité d'utiliser le haut-parleur dans des systèmes acoustiques avec l'un ou l'autre type de conception acoustique (AO) . Pour les enceintes à conception acoustique à phase inversée, on utilise principalement des enceintes avec un facteur de qualité total allant jusqu'à 0,4. Il convient de noter que les systèmes à phase inversée sont les plus exigeants, du point de vue de la conception, par rapport aux enceintes dotées d'une AO ​​fermée et ouverte. Cette conception sensible aux erreurs commises dans les calculs et dans la fabrication du boîtier, ainsi qu'à l'utilisation de valeurs peu fiables pour les paramètres du woofer.

Lors du choix d'un woofer, le paramètre Xmax joue un rôle important. Xmax indique le déplacement maximum autorisé du cône, auquel un nombre constant de tours de fil de bobine acoustique est maintenu dans l'espace du circuit magnétique du haut-parleur (voir figure ci-dessous).

Pour les systèmes de haut-parleurs satellites, des haut-parleurs avec Xmax = 2-4 mm conviennent. Pour les subwoofers, des haut-parleurs avec Xmax=5-9 mm doivent être utilisés. Dans le même temps, la linéarité de la conversion des vibrations électriques en vibrations acoustiques à des puissances élevées (et, par conséquent, de grandes amplitudes de vibrations) est maintenue, ce qui se manifeste par un rayonnement basse fréquence plus efficace.

Si vous décidez de fabriquer un système d'enceintes de vos propres mains, vous serez inévitablement confronté à la question du choix des composants de marque, notamment de la fréquence des enceintes. Sans expérience dans l’utilisation de produits de différents fabricants, il est parfois difficile de faire le meilleur choix. Il faut se laisser guider par de nombreux facteurs et comparer selon de nombreux paramètres, pas seulement ceux liés aux caractéristiques du passeport. Les enceintes ACTON complèteront avec succès votre système d'enceintes car, en plus d'une haute qualité, elles présentent de nombreux avantages :

• avoir un rapport qualité/prix optimal dans leur segment ;
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• une documentation pour la fabrication des boîtiers a été élaborée pour les enceintes ;
• l'interaction entre le consommateur et le fabricant s'effectue directement sans intermédiaires, ce qui évite les problèmes de disponibilité des pièces de rechange et des composants ;
• support d'information sur la conception des enceintes;
• haute fiabilité des enceintes ACTON.

AVEC gamme de modèles Des enceintes ACTON avec lesquelles vous pourrez vous familiariser.

Choisir un tweeter

Lors du choix d’un tweeter, la réponse en fréquence détermine la fréquence inférieure de la gamme qu’il reproduit. Il est nécessaire que la bande de fréquences du tweeter chevauche quelque peu la bande de fréquences du woofer.

Certains tweeters sont conçus pour fonctionner avec un pavillon. Contrairement aux tweeters à rayonnement direct (ou tweeters, comme on les appelle), les tweeters à pavillon, en raison des propriétés du pavillon, ont une fréquence de coupure plus basse de la plage audio reproduite. La fréquence limite inférieure d'un tel haut-parleur haute fréquence peut être d'environ 2 000 à 3 000 Hz, ce qui permet dans de nombreux cas d'abandonner le haut-parleur médium dans le système de haut-parleurs.

En raison de leur conception, les tweeters ont tendance à avoir une sensibilité plus élevée que les woofers. Par conséquent, au stade de la conception du filtre, un circuit atténuateur (suppresseur) est prévu, ce qui est nécessaire pour réduire l'excès de rayonnement, ce qui amène les valeurs de sensibilité des haut-parleurs haute fréquence et basse fréquence au même niveau.

Lors du choix d’un tweeter, il est important de considérer sa puissance, qui est choisie en fonction de la puissance du woofer. Dans ce cas, la puissance du haut-parleur HF est prise inférieure à la puissance du haut-parleur LF, ce qui résulte de l'analyse de la densité spectrale du signal audio, correspondant au bruit rose (qui présente une décroissance vers les hautes fréquences). Pour un calcul pratique de la puissance dissipée par la dynamique haute fréquence dans les haut-parleurs avec une fréquence de coupure de 3 à 5 kHz, vous pouvez utiliser le calculateur sur notre site Web.

Rappelons que les enceintes HF ne peuvent être utilisées sans filtre passe-haut (HPF), qui limite la pénétration de la partie basse fréquence du spectre.

Facteurs de dommages aux haut-parleurs

En cas de conditions de fonctionnement anormales, des dommages mécaniques et électriques aux enceintes sont possibles. Les dommages mécaniques se produisent lorsque l'amplitude des vibrations du diffuseur dépasse l'amplitude admissible, qui dépend des propriétés mécaniques des éléments du système en mouvement. La zone de fréquence la plus critique pour de tels dommages est proche et inférieure à la fréquence de résonance mécanique du haut-parleur, c'est-à-dire où l'amplitude des oscillations est maximale. Les dommages électriques résultent d'une surchauffe irréversible de la bobine mobile. La bande de fréquence la plus critique pour de tels dommages correspond à la bande située à proximité de la résonance électromécanique du haut-parleur. Les deux types de dommages résultent du dépassement de la puissance électrique maximale autorisée fournie au haut-parleur. Afin d'éviter de telles conséquences, la valeur de puissance maximale est standardisée.

Il existe plusieurs normes à l'aide desquelles les fabricants normalisent la puissance de leurs produits. La norme la plus proche du point de vue des conditions réelles dans le cas de l'utilisation d'un système acoustique pour le sondage d'événements publics est la norme AES. La puissance selon cette norme est définie comme le carré de la tension efficace dans une certaine bande de bruit rose que le haut-parleur peut supporter pendant au moins 2 heures, divisé par la valeur d'impédance minimale Zmin. La norme réglemente la présence de l'enceinte en « air libre » sans caisson. Lors des tests, certains fabricants placent l'enceinte dans un boîtier, rapprochant ainsi ses conditions de fonctionnement des conditions réelles, ce qui, de leur point de vue, conduit à des résultats plus objectifs. La puissance nominale connue du haut-parleur sert de guide lors du choix d'un amplificateur dont la puissance doit correspondre à la valeur de puissance du haut-parleur AES.

Il convient de noter que la valeur réelle de la puissance fournie au haut-parleur est difficile à estimer sans mesures spéciales et peut varier considérablement même avec le même réglage du contrôle du volume sur les appareils à chemin sonore.

Cela peut être influencé par de nombreux facteurs, tels que :

• Spectre du signal reproduit (genre musical, fréquence et plage dynamique de l'œuvre musicale, instruments de musique prédominants) ;
• Caractéristiques des circuits de filtrage passif et des crossovers actifs qui limitent le spectre du signal d'origine entrant dans les haut-parleurs ;
• Utiliser un égaliseur et d'autres dispositifs de correction de fréquence dans le chemin audio ;
• Mode de fonctionnement de l'amplificateur (apparition de distorsion non linéaire et d'écrêtage) ;
• Conception de boîtiers de systèmes acoustiques ;
• Dysfonctionnement de l'amplificateur (apparition d'une composante constante dans le spectre du signal amplifié)

Les mesures suivantes augmentent la fiabilité de fonctionnement des systèmes de haut-parleurs :

• Réduire la fréquence limite supérieure du haut-parleur de graves à l'aide d'un filtre passe-bas (LPF). Dans ce cas, la partie du spectre du signal qui contribue de manière significative au chauffage de la bobine est limitée ;
• Limite la bande de fréquence en dessous de la fréquence de réglage bass reflex à l'aide de circuits PASSE-BAS (filtre passe-haut). Cette mesure limite l'amplitude des vibrations du diffuseur en dehors de la plage de fonctionnement des haut-parleurs du côté basse fréquence, évitant ainsi des dommages mécaniques au woofer ;
• Ajuster le haut-parleur haute fréquence à une fréquence plus élevée ;
• Conception d’enceintes offrant les meilleures conditions de convection naturelle des enceintes ;
• Suppression du fonctionnement des enceintes avec un amplificateur fonctionnant en mode distorsion non linéaire et écrêtage ;
• Empêcher l'apparition de clics de commutation forts, « remontage » du microphone ;
• Utilisation d'un limiteur dans le chemin audio.

A noter que les systèmes d'enceintes utilisés pour la prise de son professionnelle (notamment dans les discothèques) sont souvent contraints de travailler à haute puissance. Pendant le fonctionnement, le chauffage de la bobine mobile du haut-parleur peut atteindre 200 degrés et celui des éléments du circuit magnétique - 70 degrés. Un fonctionnement à long terme dans des conditions extrêmes conduit au fait que les haut-parleurs « brûlent ». Cela peut être dû à un dépassement de la puissance électrique autorisée fournie au haut-parleur ou à un amplificateur défectueux. À bien des égards, la sécurité du décor dépend des qualifications du DJ. Pour cette raison, quelle que soit l’enceinte que vous choisissez, vous devez tenir compte de la disponibilité des kits de réparation. Dans le même temps, la situation est encore compliquée par le fait qu'en règle générale, ce n'est pas un haut-parleur qui grille en même temps, mais plusieurs, ce qui désactive l'ensemble. Compte tenu de tout ce qui précède, nous concluons que la question du calendrier et du coût de livraison des kits de réparation est également extrêmement importante au stade de la sélection des haut-parleurs.

Un amplificateur et un haut-parleur sont des maillons d’une même chaîne ; l’un ne peut tout simplement pas fonctionner sans l’autre. Dans le dernier numéro, nous avons examiné en détail la question : « Quelle doit être la puissance de l’amplificateur ? et maintenant nous allons essayer de répondre à la seconde : « Quelle doit être la puissance de l'orateur ? En partie, la réponse à cette question a été donnée dans le document précédent, car, comme mentionné ci-dessus, il est impossible de considérer l'un sans l'autre, mais un certain nombre de détails sont restés intacts et, comme nous l'avons promis, cette fois nous les analyserons plus en détail. détail.

TYPES DE PUISSANCE

De nombreux fabricants de haut-parleurs automobiles utilisent des méthodes de mesure de puissance non standard, qui, d'ailleurs, ne sont pas toujours plus attractives que celles généralement acceptées pour les équipements ménagers - c'est simplement plus pratique pour eux. Cependant, la plupart utilisent des paramètres standardisés, parmi lesquels nous nous intéressons généralement à trois : puissance nominale (RMS), maximale et crête. Le principal de ces paramètres est la puissance nominale, et c’est ce que nous entendrons à l’avenir lorsque nous disons simplement « puissance ». Le rapport numérique est le suivant : le maximum est généralement 2 fois supérieur à la puissance nominale et le pic est 3 à 4 fois supérieur. Cette règle ne peut pas être qualifiée de stricte : il existe certains modèles dont la puissance maximale n'est que légèrement supérieure à celle nominale.

Quoi qu'il en soit, comme la puissance nominale est la plus petite de celles ci-dessus, un certain nombre de fabricants utilisent une petite astuce : sur l'emballage et sur la première page des instructions, des puissances déraisonnablement élevées sont indiquées en grand nombre sans indiquer son type. , et la vérité ne peut être établie qu'en la trouvant dans le document paramètres techniques, ou en regardant à l'arrière de l'enceinte, ou en recherchant une inscription discrète sur l'emballage. Ne tombez pas dans le piège de cette astuce.

Ainsi, la puissance nominale est précisément celle dans laquelle vous pouvez écouter de la musique sur ces enceintes pendant longtemps sans craindre une distorsion non linéaire et, plus encore, une panne des enceintes.

QU'EST-CE QUI EST LE PLUS IMPORTANT : PUISSANCE OU SENSIBILITÉ ?

Dans le dernier article, nous avions constaté que doubler la puissance augmentait le niveau de pression acoustique de 3 dB. Autrement dit, un haut-parleur de faible puissance mais de sensibilité élevée est capable de développer la même pression sonore (le même volume sonore) qu'une tête plus puissante mais moins sensible. Par conséquent, si vous devez choisir entre deux enceintes de qualité sonore égale, dont l’une est plus sensible, mais moins puissante que la seconde, alors mieux vaut choisir la première. Pourquoi payer trop cher pour la puissance de l'amplificateur, si même avec un amplificateur de faible puissance, vous obtiendrez le même volume ?

À propos, en raison de certaines circonstances (par exemple, les caractéristiques des amplificateurs à transistors), des haut-parleurs vraiment très sensibles pour le secteur automobile ne sont pratiquement pas produits. Mais au sein de chaque classe, des écarts de sensibilité importants peuvent être constatés, et c'est la source de toutes sortes de spéculations : nos tests confirment extrêmement rarement la correspondance entre les valeurs déclarées​​et les valeurs réelles, nous vous conseillons donc de payer attention à nos « prix spéciaux », et non aux chiffres donnés.

Parfois, vous rencontrez des haut-parleurs avec une faible sensibilité, mais une puissance nominale très élevée, qui, à faible puissance, jouent non seulement silencieusement, mais aussi avec une qualité pire, mais si vous « tournez bien le bouton », le son devient optimal. Cette option peut être recommandée à ceux qui écoutent uniquement de la musique forte la plupart du temps et sont prêts à acheter un amplificateur d'une puissance d'au moins cent watts par canal.

Augmente sensiblement le volume sonore et réduit l'impédance du haut-parleur à 3, voire à 2 ohms - en dernièrement De tels modèles apparaissent de plus en plus. La seule circonstance. Ce qu’il faut garder à l’esprit, c’est que l’amplificateur doit bien supporter une telle charge. Nous vous déconseillons catégoriquement de connecter des haut-parleurs de 2 à 3 ohms directement à l'amplificateur intégré d'un autoradio ou d'un récepteur CD - même si cela fonctionne, ce sera un test sévère pour l'unité principale et, très probablement, elle finira par échouer. .

RAPPORT PUISSANCE DU HAUT-PARLEUR/PUISSANCE DE L'AMPLIFICATEUR

En principe, il n'y a rien de mal si le RMS de l'amplificateur est inférieur à celui des haut-parleurs, mais dans ce cas, vous devez gérer le contrôle de sensibilité avec encore plus de soin. Le paradoxe est qu'un amplificateur moins puissant, lorsqu'il commence à surcharger, risque plus de griller vos enceintes qu'un amplificateur plus puissant ! Il s'agit d'un phénomène appelé « clipping » - c'est-à-dire fonctionnement en mode limitation, lorsque l'amplificateur produit un signal fortement déformé avec une teneur élevée en harmoniques supérieures. C'est pour cette raison que les tweeters des haut-parleurs grillent le plus souvent. À propos, dans les unités principales, il n'y a en principe pas de régulateurs de sensibilité, il vous suffit donc de déterminer une fois à l'oreille le début de l'apparition de la distorsion lorsque le volume augmente, puis de ne jamais tourner le bouton du régulateur au-delà de ce niveau.

HAUT-PARLEURS PUISSANCE ET GAMME DE FRÉQUENCES

Une autre raison de l’échec des haut-parleurs, en particulier ceux reproduisant les graves/médiums, est l’ignorance de la gamme de fréquences qu’ils reproduisent réellement. De nombreux fabricants indiquent une gamme de fréquences étendue de leurs enceintes pour attirer les acheteurs. Par exemple, pour un haut-parleur coaxial d'une taille standard de 10 cm et d'une puissance de 30 W, la plage de fréquences est de 50 à 20 000 Hz. Ce n’est pas la valeur supérieure qui prête à confusion, mais la valeur inférieure. Si vous mettez un signal de 50 Hz au niveau de puissance indiqué dans ce haut-parleur, non seulement vous n'entendrez pas 50 Hz, mais vous pourriez facilement détruire le haut-parleur. Cela arrive souvent lorsque, emportés par divers schémas d'élévation des basses, ils oublient que le haut-parleur n'est tout simplement pas capable de reproduire le registre grave. Le résultat est un cône déchiré du haut-parleur de grave/médium. Pour éviter que cela ne se produise, la gamme de fréquences reproduites par le haut-parleur doit être limitée à l'aide d'au moins un filtre passe-haut du second ordre. La fréquence de coupure du filtre définie dépend de la taille de l’enceinte. Ainsi, la pratique montre que pour les têtes de 10 cm, elle devrait être d'environ 100 Hz, pour les têtes de 13 cm - 80 Hz et pour les têtes de 16 cm - 60 Hz. Tout ce qui suit doit être reproduit par le subwoofer. De plus, en limitant la gamme de fréquences inférieures des signaux reproduits par les enceintes LF/MF, vous ressentirez immédiatement un meilleur rendu dans le reste de la gamme, leur fonctionnement plus vivant et plus fort. Il existe des haut-parleurs capables de bien fonctionner sans filtre à faible bande passante, mais ils sont minoritaires.

La règle générale est la suivante : plus la gamme de fréquences envoyée au haut-parleur ou à une tête séparée est étroite, plus elle peut supporter de puissance. Par exemple, pour de nombreux haut-parleurs individuels haute fréquence, plusieurs valeurs de puissance sont données à la fois, en fonction de la fréquence de coupure du filtre passe-haut : si le haut-parleur fonctionne à partir de 2000 Hz, c'est une puissance, si à partir de 5000, la la valeur de la puissance est beaucoup plus élevée. La même chose s'applique aux haut-parleurs médiums, aux têtes de graves/médiums et aux subwoofers - la seule différence est qu'ils peuvent faire varier deux limites de la plage de fréquences reproduites à la fois : supérieure et inférieure.

Les rapports typiques entre la puissance des têtes HF, MF, LF/MF et du caisson de basses sont les mêmes que pour les amplificateurs dont ils ont été discutés dans le numéro précédent ;

SUBWOOFERS ET LEURS PARAMÈTRES

Séparément, nous devrions considérer une classe spéciale de haut-parleurs - les subwoofers. Ce type Les haut-parleurs font récemment partie des systèmes audio des voitures, mais du fait qu'ils permettent de reproduire des basses plus profondes, ils sont devenus très populaires parmi les passionnés de voitures. Cependant, un subwoofer de voiture est très différent d’un subwoofer domestique. Ainsi, si pour l'équipement domestique la puissance d'un subwoofer de 300 W est considérée comme « au-dessus du toit », alors pour une voiture, il s'agit d'un paramètre moyen et normal. Pourquoi un tel pouvoir ? Rappelons qu'un subwoofer dans une voiture doit « crier » le bruit de la route, mais à la maison, ce n'est pas nécessaire. De plus, la conception des woofers de voiture a ses propres caractéristiques. Pour obtenir des basses profondes dans de petits volumes, les constructeurs font de nombreux sacrifices dont le principal est une réduction de la sensibilité. Pour obtenir un volume suffisant avec une faible sensibilité, vous devez fournir une puissance sonore élevée. Créer un amplificateur de voiture puissant n'est pas non plus une tâche facile, c'est pourquoi récemment, la conception d'un subwoofer avec deux enroulements de bobine mobile séparés est devenue populaire, et certains fabricants vont encore plus loin, en installant jusqu'à 4 enroulements de bobine mobile. Une telle solution offre une plus grande flexibilité lors de la sélection de la résistance optimale pour un amplificateur spécifique - pour faire simple, elle vous permet d'en « extraire » le maximum de watts. La résistance requise est obtenue grâce à la connexion appropriée des enroulements (série, parallèle, parallèle-série). Certes, la puissance, la résistance et le nombre d'enroulements n'affectent pas la musicalité du subwoofer. Même un subwoofer de faible puissance, mais correctement construit, peut surpasser son monstrueux homologue SPL en termes de qualité sonore. Cependant, pour créer la pression acoustique requise, vous aurez besoin d'au moins deux subwoofers de faible puissance. En fonction de la tâche ou de l'orientation du genre des enceintes, la puissance nominale du subwoofer est choisie 2 à 4 fois supérieure à la puissance des enceintes à large bande. Plus sa puissance est grande, mieux c'est, car vous pouvez toujours le faire jouer plus doucement, mais pas plus fort. Mais il faut tenir compte des possibilités réelles réseau de bord votre voiture (et votre portefeuille, bien sûr).

De plus, le type de conception acoustique du subwoofer est d'une grande importance. En particulier, la réserve de puissance supplémentaire pour la pire option en termes de puissance est particulièrement bienvenue - un écran acoustique sans fin ; le haut-parleur joue dans un volume important, par exemple dans le coffre. Les modèles en boîtier fermé ont une sensibilité plus élevée, mais sont également faibles, et les meilleurs en termes de sortie sont les modèles avec bass reflex, notamment dans un boîtier de type passe-bande.

QUE SE PASSE-T-IL LORSQUE LE NOMBRE DE TÊTES AUGMENTE

Il existe souvent des installations avec des têtes LF/MF doubles ou triples, et il existe de nombreuses options avec deux subwoofers. Qu’est-ce que cela fait et pourquoi est-ce nécessaire ? En doublant les têtes, vous augmentez le niveau de pression acoustique d'au moins 3 dB, cela équivaut à doubler la puissance, à condition que la puissance électrique qui leur est fournie par l'amplificateur double également. Si deux têtes reçoivent la même puissance de l’amplificateur qu’une seule, le niveau de pression acoustique changera peu. Dans ce cas, on ne gagne rien en termes de puissance, mais la zone de rayonnement accrue des diffuseurs donnera des basses plus profondes. Cependant, cet effet dépend de la distance à laquelle les têtes sont séparées et apparaîtra aux fréquences pour lesquelles cette distance est proportionnelle à la longueur d'onde ou la dépasse. Ceux qui sont intéressés par des détails peuvent se référer au livre « Broadcasting and Electroacoustics » édité par Yu.A. Kovalgin, publié par la maison d'édition « Radio et Communications » en 1999. Là, à la page 224, est abordé le problème de l'efficacité des enceintes, qui comprennent plusieurs têtes du même type. En acoustique, ces enceintes sont généralement appelées enceintes. Ils sont utilisés pour augmenter la directivité et augmenter l’efficacité des systèmes de haut-parleurs.

C'est précisément en raison de l'amélioration de la réponse des basses que les têtes doubles sont utilisées uniquement pour les têtes de graves/médiums ou de caisson de basses. Il existe également des options pour les doubles tweeters, mais ils sont rares et ont d'autres tâches, par exemple réduire la directivité des haut-parleurs dans les hautes fréquences. Dans de nombreux cas, l'utilisation de deux têtes LF peut résoudre des problèmes complexes : en particulier, deux têtes de 12" sont plus faciles à installer qu'une tête de 15". Cependant, il convient de considérer que le coût de deux têtes sera nettement plus élevé que celui d'une de la même série, mais de taille standard plus grande.

TYPES DE PUISSANCE DES SYSTÈMES DE HAUT-PARLEURS

Nominal– valeur quadratique moyenne de la puissance électrique limitée par un niveau donné de distorsion non linéaire.

Sinusoïdal maximum– la puissance d'un signal sinusoïdal continu dans une plage de fréquences donnée, à laquelle l'enceinte peut fonctionner longtemps sans dommages mécaniques et thermiques.

Bruit maximal– puissance électrique d'un signal de bruit spécial dans une gamme de fréquences donnée, que le haut-parleur peut supporter pendant une longue période sans dommages thermiques et mécaniques.

Culminer– la puissance maximale à court terme que les haut-parleurs peuvent supporter sans les endommager lorsqu'un signal de bruit spécial leur est appliqué pendant une courte période (généralement 1 s). Les tests sont répétés 60 fois avec un intervalle de 1 minute.

Maximum à long terme – puissance électrique d'un signal de bruit spécial dans une gamme de fréquences donnée que le haut-parleur peut supporter sans dommages mécaniques irréversibles pendant 1 minute. Les tests sont répétés 10 fois avec un intervalle de 2 minutes.

Matériel fourni par le magazine Car&Music, n° 12/2003. Catégorie " Conseils utiles", texte : Edouard Séguin

Théorie harmonique

Compression d'amplitude

Ce qu'il faut faire?

Surcharge (écrêtage) des amplificateurs de puissance- un phénomène courant. Cet article traite de la surcharge provoquée par une augmentation du niveau du signal d’entrée, ce qui entraîne une limitation du signal de sortie.

Après avoir analysé le « phénomène » de ce type de surcharge, qui endommagerait prétendument les haut-parleurs, nous tenterons de prouver que le véritable coupable est la compression d'amplitude (compression) du signal.

POURQUOI LES HAUT-PARLEURS ONT-ILS BESOIN DE PROTECTION ?

Toutes les têtes d’enceintes ont des limites de puissance de fonctionnement. Le dépassement de cette puissance entraîne des dommages aux haut-parleurs (LS). Ces dommages peuvent être divisés en plusieurs types. Examinons-en deux de plus près.

Le premier type est le déplacement excessif du diffuseur GG. Le diffuseur GG est une surface rayonnante qui se déplace sous l’effet d’un signal électrique appliqué. Cette surface peut être conique, bombée ou plane. Les vibrations du diffuseur excitent les vibrations de l'air et émettent du son. Selon les lois de la physique, pour produire un son plus fort ou reproduire des fréquences plus basses, le diffuseur doit osciller avec une plus grande amplitude de déplacement, tout en se rapprochant de ses limites mécaniques. S’il est forcé de se déplacer davantage, cela entraînera une déviation excessive. Le plus souvent, cela se produit avec les GG à basse fréquence, bien que cela puisse arriver avec les GG à moyenne fréquence et même à haute fréquence (si vous ne les limitez pas suffisamment). basses fréquences). Ainsi, un déplacement excessif du diffuseur entraîne le plus souvent des dommages mécaniques à la tête.

Le deuxième ennemi du GG est l’énergie thermique résultant des pertes thermiques dans les bobines acoustiques. Aucun appareil n’est efficace à 100 %. Comme pour le GG, 1 W de puissance d’entrée n’est pas converti en 1 W de puissance acoustique. Presque la plupart des GG ont un rendement inférieur à 10 %. Les pertes causées par un faible rendement se transforment en échauffement des bobines acoustiques, provoquant leur déformation mécanique et leur perte de forme. La surchauffe du cadre de la bobine mobile provoque un affaiblissement de sa structure, voire une destruction complète. De plus, une surchauffe peut faire mousser la colle et pénétrer dans l'entrefer, empêchant ainsi la bobine mobile de bouger librement. Finalement, l’enroulement de la bobine mobile peut simplement exploser comme un fusible. Il est absolument évident que cela ne peut être autorisé.

Déterminer la puissance admissible des haut-parleurs multibandes a toujours été un problème sérieux pour les utilisateurs et les développeurs. Utilisateurs qui remplacent le plus souvent les tweeters endommagés

Ils sont convaincus que ce qui s’est passé n’est pas de leur faute. Il semblerait - puissance de sortie L'amplificateur fait 50 W et la puissance du haut-parleur est de 200 W, et pourtant le tweeter tombe en panne après un certain temps. Ce problème a forcé les ingénieurs à comprendre pourquoi cela se produisait. De nombreuses théories ont été avancées. Certaines d’entre elles ont été scientifiquement confirmées, d’autres restent des théories.

Considérons plusieurs points de vue sur la situation.

THÉORIE DES HARMONIQUES

Des études sur la distribution d'énergie à travers le spectre du signal ont montré que, quel que soit le type de musique, le niveau d'énergie haute fréquence dans signal sonore beaucoup plus faibles que les niveaux d’énergie à basse fréquence. Ce fait rend encore plus difficile la compréhension de la raison pour laquelle les tweeters sont endommagés. Il semblerait que si l'amplitude des hautes fréquences est inférieure, ce sont les haut-parleurs basse fréquence qui devraient être endommagés en premier, et non les haut-parleurs haute fréquence.

Les fabricants d’enceintes utilisent également ces informations lors du développement de leurs produits. Comprendre le spectre énergétique de la musique leur permet d'améliorer considérablement le son des tweeters en utilisant des systèmes mobiles plus légers, ainsi qu'en utilisant des fils plus fins dans les bobines acoustiques. Dans les haut-parleurs, la puissance des haut-parleurs haute fréquence ne dépasse généralement pas 1/10 de la puissance totale du haut-parleur lui-même.

Mais parce que dans la plage des basses fréquences (LF), il y a plus d'énergie musicale que dans la plage des hautes fréquences (HF), ce qui signifie qu'en raison de sa faible puissance, l'énergie haute fréquence ne peut pas endommager les haut-parleurs haute fréquence. Par conséquent, la source des hautes fréquences suffisamment puissantes pour endommager les tweeters se trouve ailleurs. Alors, où se trouve-t-il ?

Il a été suggéré que s'il y a suffisamment de composantes basses fréquences dans le signal audio pour surcharger l'amplificateur, il est probable qu'en raison de la limitation du signal de sortie, la distorsion haute fréquence sera suffisamment puissante pour endommager le tweeter.

Tableau 1. Amplitudes harmoniques Onde carrée de 100 Hz, 0 dB = 100 W

Harmonique	Amplitude	Niveau en dV	Niveau en W	Fréquence
1	1	0	100	100 Hz
2	0	-T	0	200 Hz
3	1/3	-9.54	11.12	300 Hz
4	0	-T	0	400 Hz
5	1/5	-13.98	4	500 Hz
6	0	-T	0	600 Hz
7	1/7	-16.9	2.04	700 Hz
8	0	-T	0	800 Hz
9	1/9	-19.1	1.23	900 Hz
10	0	-T	0	1000 Hz
11	1/11	-20.8	0.83	1 100 Hz
12	0	-T	0	1200 Hz
13	1/13	-22.3	0.589	1300 Hz

Cette théorie s'est largement répandue au début des années 70 et a progressivement commencé à être perçue comme un « dogme ». Cependant, à la suite d'études sur la fiabilité et la sécurité des amplificateurs de puissance dans des conditions typiques, ainsi que de la pratique du fonctionnement des amplificateurs et des haut-parleurs par des utilisateurs typiques, il s'est avéré que la surcharge est un phénomène courant et qu'elle n'est pas aussi perceptible par l'utilisateur. oreille comme la plupart des gens le pensent. La réponse des indicateurs de surcharge de l'amplificateur est généralement retardée et n'indique pas toujours avec précision la surcharge réelle. De plus, de nombreux fabricants d'amplificateurs ralentissent délibérément leur réponse en fonction de leurs propres idées sur le degré de distorsion qui doit se produire pour que l'indicateur s'allume.

Des amplificateurs plus avancés et de meilleure qualité, incl. Les amplificateurs à écrêtage doux endommageront également les tweeters. Cependant, des amplificateurs plus puissants causent moins de dommages aux tweeters. Ces faits renforcent encore la théorie selon laquelle la source des dommages causés aux haut-parleurs haute fréquence est toujours la surcharge de l'amplificateur (écrêtage). Il semblerait qu'il n'y ait qu'une seule conclusion : l'écrêtage est la principale raison des dommages causés aux haut-parleurs haute fréquence.

Mais continuons à explorer ce phénomène.

COMPRESSION D'AMPLITUDES

Lorsque l'amplitude d'un signal sinusoïdal est limitée, l'amplificateur introduit d'importantes distorsions dans le signal d'origine et la forme du signal résultant ressemble à la forme d'un rectangle. Dans ce cas, un rectangle idéal (méandre) a le plus haut niveau harmoniques supérieures. (voir Figure 1). Une onde sinusoïdale moins écrêtée présente des harmoniques de mêmes fréquences mais à un niveau inférieur.

Jetez un œil à la composition spectrale d'un signal d'onde carrée avec une fréquence de 100 Hz et une puissance de 100 W présentée dans le tableau 1.

Comme vous pouvez le constater, la puissance atteignant le tweeter après le passage de ce signal à travers un crossover idéal avec une fréquence de coupure de 1 kHz est inférieure à 2 W (0,83 + 0,589 = 1,419 W). Ce n'est pas grand-chose. Et n'oubliez pas que dans ce cas, une surcharge sévère et idéale d'un amplificateur de 100 watts est simulée, capable de transformer un sinus en méandre. Une nouvelle augmentation de la surcharge n'augmentera plus les harmoniques.

Riz. 1. Composantes harmoniques d'une onde carrée de 100 Hz par rapport à une onde sinusoïdale de 100 Hz

Les résultats de cette analyse indiquent que même si un haut-parleur haute fréquence faible d'une puissance de 5 à 10 W est utilisé dans un haut-parleur de 100 W, les dommages harmoniques sont impossibles, même si le signal prend la forme d'un méandre. Cependant, les haut-parleurs sont toujours endommagés.

Cela signifie que nous devons trouver autre chose qui pourrait provoquer de tels échecs. Alors, quel est le problème ?

La raison en est la compression d'amplitude du signal.

Par rapport aux anciens modèles d'amplificateurs, les amplificateurs modernes de haute qualité ont une plus grande plage dynamique et un meilleur son lorsqu'ils sont pilotés. Par conséquent, les utilisateurs sont plus tentés de surcharger les amplificateurs et de les écrêter aux pics dynamiques des basses fréquences, car dans ce cas, de grandes distorsions audibles ne se produisent pas. Il en résulte une compression des caractéristiques dynamiques de la musique. Le volume des hautes fréquences augmente, mais pas celui des basses fréquences. Ceci est perçu à l’oreille comme une amélioration de la luminosité sonore. Certains peuvent interpréter cela comme une augmentation du volume sans modification concomitante de l’équilibre sonore.

Par exemple, nous augmenterons le niveau du signal à l’entrée d’un amplificateur de 100 watts. Les composants basse fréquence seront limités à 100 W en raison de la surcharge. À mesure que le niveau d'entrée augmente encore, les composantes haute fréquence augmentent jusqu'à atteindre également le point d'écrêtage de 100 W.

Regardez la fig. 2, 3 et 4. Les graphiques sont gradués en volts. Sous une charge de 8 ohms, 100 W correspondent à une tension de 40 V. Avant la limitation, les composants basse fréquence ont une puissance de 100 W (40 V), et les composants haute fréquence n'ont qu'une puissance de 5- 10 W (9-13 V).

Supposons qu'un signal musical comportant des composantes basse et haute fréquence soit envoyé à un amplificateur de 100 watts (8 ohms). Nous utilisons un mélange d'un signal sinusoïdal HF de bas niveau avec un signal LF de haut niveau (voir Fig. 2). Niveau de composants RF fournis à tweeter, au moins 10 dB en dessous du niveau des composants basse fréquence. Augmentons maintenant le volume jusqu'à ce que le signal soit limité (+3 dB de surcharge, voir Fig. 3).

Riz. 2. Une onde sinusoïdale de bas niveau et haute fréquence mélangée à une rafale d'onde sinusoïdale de haut niveau et basse fréquence

Riz. 3. Sortie d'un amplificateur de 100 watts avec 3 dB de surcharge

Riz. 4. Sortie d'un amplificateur de 100 watts avec 10 dB de surcharge

Veuillez noter qu'à en juger par la forme d'onde, seules les composantes basse fréquence étaient limitées et le niveau des composantes haute fréquence a simplement augmenté. Bien entendu, l’écrêtage génère des harmoniques, mais leur niveau est nettement inférieur à celui du méandre dont nous avons parlé plus haut. L'amplitude des composantes HF a augmenté de 3 dB par rapport aux LF (cela équivaut à la compression d'amplitude du signal de 3 dB).

Lorsque l'amplificateur est surchargé de 10 dB, l'amplitude des composantes HF augmentera de 10 dB. Ainsi, chaque augmentation de 1 dB du volume entraîne une augmentation de l'amplitude des composantes HF de 1 dB. La croissance se poursuivra jusqu'à ce que la puissance des composants RF atteigne 100W. Pendant ce temps, le niveau de crête des composants basse fréquence ne peut pas dépasser 100 W (voir Fig. 4). Ce graphique correspond à presque 100% de compression, car... il n'y a presque aucune différence entre les composants HF et LF.

Il est désormais facile de voir à quel point la puissance du signal RF dépasse la puissance d’un tweeter de 5 à 10 watts. Il est vrai qu’une surcharge générera des harmoniques supplémentaires, mais celles-ci n’atteindront jamais le niveau des signaux haute fréquence d’origine amplifiés.

On pourrait penser que la distorsion du signal serait insupportable. Ne vous trompez pas. Vous serez étonné d’apprendre à quel point est élevée la limite de surcharge, au-delà de laquelle il ne sera plus possible d’écouter quoi que ce soit. Éteignez simplement l'indicateur de surcharge de l'amplificateur et voyez à quel niveau vous tournez le contrôle de volume de l'amplificateur. Si vous mesurez le niveau du signal de sortie de l'amplificateur avec un oscilloscope, le niveau de surcharge vous surprendra. Un niveau de surcharge de 10 dB sur les composants basse fréquence est courant.

CE QU'IL FAUT FAIRE?

Si nous pouvons protéger les amplificateurs contre les surcharges (écrêtage), nous pouvons utiliser les haut-parleurs plus efficacement. Pour éviter la surcharge et la compression d'amplitude qui en résulte, tout amplificateur moderne doit utiliser ce qu'on appelle. limiteurs de glissement. Ils empêchent la compression d'amplitude susmentionnée car Lorsque la valeur seuil est atteinte à n’importe quelle fréquence, le niveau de toutes les fréquences diminue du même montant.

Dans les limiteurs externes, le seuil de réponse (seuil) est défini par l'utilisateur. Affiner

Ce seuil pour limiter les amplificateurs est assez difficile. De plus, le niveau d’écrêtage des amplificateurs n’est pas une valeur constante. Cela change en fonction de la tension d'alimentation, de la résistance alternative et même de la nature du signal. Le seuil du limiteur doit surveiller en permanence ces facteurs. La solution la plus correcte serait de lier le seuil au signal de surcharge de l'amplificateur.

Il est tout à fait logique de construire un limiteur à l'intérieur de l'amplificateur. Dans les amplificateurs modernes, il est facile de déterminer avec une grande précision le moment où une surcharge se produit. C'est à cela que réagissent les amplificateurs dits intégrés. limiteurs de glissement. Dès que le signal de sortie de l'amplificateur atteint le niveau de surcharge, le circuit de commande active l'élément de commande du limiteur.

Le deuxième paramètre, après le seuil de réponse, inhérent à tout limiteur, est le temps de réponse et de relâchement. Le temps de récupération après une surcharge (temps de relâchement) est plus important.

Il existe deux options pour utiliser des amplificateurs :

• travailler dans le cadre d'un complexe d'amplificateurs multibandes,

• travailler sur des haut-parleurs à large bande.

Dans le premier cas, soit seule la bande basse fréquence, soit les bandes moyennes et hautes fréquences peuvent être fournies à l'amplificateur. Lors du réglage d'un temps de relâchement long et du fonctionnement de l'amplificateur dans les bandes de fréquences moyennes-hautes, les « queues » de récupération du limiteur peuvent être perceptibles à l'oreille. Et, à l’inverse, avec un temps de relâchement court et un fonctionnement dans la bande des basses fréquences, des distorsions de forme du signal peuvent se produire.

Lorsque vous utilisez un amplificateur sur un haut-parleur large bande, vous devez rechercher une valeur de compromis pour le temps de récupération.

À cet égard, les fabricants d'amplificateurs empruntent deux voies : soit un temps de déclenchement compromis est sélectionné, soit un commutateur de temps de déclenchement (SLOW-FAST) est introduit.

CONCLUSIONS :

Si vous me demandez pourquoi cela est nécessaire, je ne vous répondrai pas - alors cet article n'est pas pour vous. Si tout est en ordre avec votre motivation, alors je vous propose quelques résultats que j'ai obtenus avec les modestes moyens et connaissances dont je dispose.

Pour commencer, le cobaye, qui est-il ?

Notre patient est un haut-parleur haute fréquence doté d’un diaphragme conique 3GD-31. Le principal reproche à son encontre est l’irrégularité et l’inégalité significatives de la réponse en fréquence. Ceux. En plus de l'irrégularité d'environ 10 dB entre le pic et le creux maximum, il existe de nombreuses irrégularités plus petites, ce qui fait que la réponse en fréquence est similaire à celle d'une forêt. J'ai décidé de ne pas présenter les caractéristiques mesurées au début de l'article, car... Il sera plus clair de les placer à côté des derniers obtenus après toutes les modifications de conception.
L'idée principale de mes actions, ou plutôt deux idées principales, est, d'une part, d'ajouter des éléments insonorisants à l'intérieur du volume de l'enceinte afin de supprimer les résonances qui surviennent dans un volume fermé avec des parois solides qui réfléchissent facilement le son sans absorbant sensiblement son énergie, qui est le corps dudit haut-parleur. La deuxième idée est de traiter le matériau du diffuseur lui-même (non, pas avec le liquide de A. Vorobyov ;-)), mais avec du vernis, ce qui donne un matériau composite supérieur à l'original (papier) en rigidité, mais non inférieur à il amortit ses propres résonances, ce qui réduit la déformation par flexion du diffuseur pendant son fonctionnement et contribue ainsi à réduire les pics et les creux de résonance dans la réponse en fréquence.

Qu'est-ce qui me passe par la tête ?

Le fait est que je mène des expériences similaires depuis longtemps et que j'ai reçu de nombreuses confirmations de l'exactitude et de l'utilité de mon approche, mais tous les résultats étaient plutôt dispersés. Cela était en partie une conséquence d'un manque d'expérience dans les mesures acoustiques (et plus encore dans l'interprétation des résultats obtenus), en partie une conséquence du développement incomplet de l'idée elle-même et du plan d'action général. Et ainsi, lorsque toute cette mosaïque s'est formée dans ma tête en une image plus ou moins complète, j'ai décidé de mener l'expérience du début à la fin, en effectuant simultanément toutes les mesures.

Alors qu’a-t-on fait ?

Pour commencer, l'enceinte a été démontée. Pour ce faire, les fils de la bobine du haut-parleur ont été dessoudés des bornes du boîtier, puis, après trempage dans l'acétone, la bague d'étanchéité en carton a été séparée et le diffuseur lui-même a été décollé de « l'entonnoir » métallique du boîtier de la même manière. . Ensuite, le diffuseur a été retiré du boîtier et mis de côté pour l'instant.
Tout d'abord, le boîtier du haut-parleur a été traité. Des secteurs ont été découpés dans du tissu d'environ 3 mm d'épaisseur, recouvrant précisément la surface interne du corps, qui était un cône tronqué. En bas (la plus petite base du cône tronqué), un cercle a été découpé dans le même matériau avec un trou au milieu pour la bobine. Après cela, la surface intérieure du corps et la surface des flans de tissu ont été enduites d'une couche de colle Moment et presque immédiatement (car elle sèche très rapidement et lorsque j'ai fini d'étaler les motifs de tissu, la couche sur le corps avait déjà séché ) pressés les uns contre les autres. Voici une photo du produit semi-fini obtenu.

À ce moment-là, l'idée m'est venue que non seulement les résonances dans le volume du boîtier, mais aussi dans les murs eux-mêmes, pouvaient être à l'origine d'une réponse en fréquence cassée. le corps est une sorte de cloche en tôle emboutie. Pour mesurer ses résonances, j'ai utilisé la technique suivante. Après avoir placé le boîtier sur une base souple, avec l'aimant vers le bas, j'ai installé le microphone directement au-dessus, j'ai activé l'enregistrement sonore et j'ai frappé plusieurs fois l'extérieur du boîtier avec le manche en plastique d'un tournevis. Ensuite, j'ai sélectionné le signal le plus réussi (en termes de niveau) de l'enregistrement et je l'ai importé dans LspLab pour analyse. Résultats un peu plus tard. Ensuite, afin d'amortir la carrosserie, celle-ci a été recouverte à l'extérieur de caoutchouc provenant d'une ancienne chambre à air de vélo, en utilisant la même technologie que le revêtement en tissu précédent. Puis, après séchage complet - un jour plus tard, des tests ont été refaits, en utilisant la même méthode que ci-dessus. Cependant, le son de l'impact était beaucoup plus faible, j'ai donc automatiquement frappé un peu plus fort que lors de la première mesure - de ce fait, le niveau du signal lors de la deuxième mesure, à mon avis, s'est avéré quelque peu surestimé, mais cela ne ne joue pas un rôle significatif dans cette affaire. Voici donc les premiers résultats comparatifs - la réponse transitoire de l'enceinte (sous forme d'échographie). Ci-dessous la version originale.

Il est bien visible qu'après la modification, toutes les résonances supérieures à 3 kHz ont été supprimées d'un niveau de plus de 20 dB ! D'après cette image, il semble que la résonance principale à 1 200 Hz (d'ailleurs, fait intéressant, la résonance principale du cône du haut-parleur est située exactement à la même fréquence) est devenue beaucoup plus forte. Ce n'est pas vrai, parce que le programme normalise les niveaux sur l'échographie pour que les signaux « les plus forts » deviennent rouges, mais cette échelle n'est valable que dans un seul graphique, et il y en a deux dans l'image, donc le rouge sur le graphique du haut est 20 dB plus faible que le rouge sur le graphique du bas ! Voici un autre graphique - déjà plus familier - la réponse en fréquence des deux mesures.

On peut voir que l'efficacité d'amortissement augmente avec la fréquence et que la suppression aux fréquences de 3 kHz et supérieures dépasse 30 dB ! Et ce malgré le fait que, comme je l'ai déjà dit, dans la deuxième dimension, je frappe plus fort le corps ! A vous, ceux qui aiment « calmer » les enceintes, un mot : je vous le donne !

Le diffuseur était recouvert (non imprégné, mais enduit) de vernis nitro (de tous les matériaux testés à cet effet, celui-ci avait le meilleur effet sur les propriétés des enceintes). À l’intérieur, il n’y a qu’une seule couche, à l’extérieur il y en a trois. Mais, bien sûr, ce n’était pas le genre de couches qui ne sont pas peintes sur les murs ! Lors de l'application de la première couche avec un pinceau doux, la surface est seulement humidifiée, et pas beaucoup. Les deuxième et troisième couches sont un peu plus épaisses, mais au total, les trois couches sont si fines que la structure fibreuse du papier est encore visible en dessous.

Avant l'assemblage, un « beignet » de coton a été en outre inséré dans la cavité entre le corps et le diffuseur afin d'obtenir si possible une absorption acoustique maximale dans le volume. L'image suivante montre la carrosserie préparée pour l'assemblage.

Une autre modification a été apportée aux bornes de la bobine. Initialement, les fils fins du bobinage lui-même étaient soudés à des rivets en cuivre sur le diffuseur (et de grosses gouttes de soudure ont été soudées !), ce qui devrait créer un nouveau système de résonance à partir de la masse de tout ce métal et de la rigidité de la partie de le diffuseur sur lequel tout était collé. Je n’aimais pas du tout cet état de fait, alors j’ai décidé de tout refaire. J'ai dessoudé les fils de la bobine des rivets, les ai percés et soudé les fils reliant la bobine aux bornes externes directement aux fils de la bobine mobile. La photo suivante, bien que de mauvaise qualité, montre la nouvelle situation. Les trous restants sont scellés avec des cercles de papier.

Je vais maintenant donner le résultat récapitulatif.

Pour commencer, voici la réponse en fréquence de l'enceinte d'origine et celle après modification. Les lignes en gras montrent la réponse en fréquence et la réponse en fréquence après modification.

À première vue, je n’ai pas eu beaucoup de succès. Eh bien, le creux à 4 kHz a diminué d'environ 3 dB, le pic à 9 kHz a diminué de quelques dB et la réponse en fréquence s'est stabilisée de 12 à 20 kHz. Cela peut être attribué à des phénomènes aléatoires : les résonances dans le diffuseur ont été redistribuées avec succès. Cependant, il faut dire que cette enceinte n'a pas eu beaucoup de succès aux fins de mon expérience - elle avait au départ presque la qualité maximale pour sa conception. À titre de comparaison, je donnerai une paire de réponses en fréquence similaire pour un autre échantillon - pire.

C’est là que se trouvent tous les effets miraculeux de l’amélioration sur le visage ! Cependant, je n'utilise pas cette enceinte comme base pour cet article car dans ce cas, ce sont toutes les données que j'ai reçues, mais j'ai collecté plus d'informations sur l'enceinte décrite ci-dessus.

Je veux maintenant donner les caractéristiques transitoires du locuteur. Ce sont les mêmes que pour le corps - sous forme d'échographies, à mon avis c'est plus clair.

Il est clairement visible que le haut-parleur d'origine présente des résonances retardées de l'ordre de 5 et 10 kHz, atteignant une durée allant jusqu'à 1,3 ms. Après modification, d'une part, ils sont raccourcis de 1,5 fois, et d'autre part, ils s'effondrent en de nombreux plus petits, tant en intensité qu'en durée. Au-dessus de 10 kHz, ils ne sont plus du tout là, ils ont disparu. En général, la réponse impulsionnelle s'est améliorée beaucoup plus sensiblement que la réponse en fréquence.
Sur la base de cette expérience, ainsi que de plusieurs précédentes, je suis arrivé à la conclusion que le revêtement de vernis affecte principalement les performances du haut-parleur dans la plage de fréquences la plus élevée et que divers matériaux insonorisants fonctionnent dans la plage des fréquences moyennes.
L’amortissement du corps ne semble pas avoir d’effet significatif sur les résultats.

En conclusion, je voudrais dire que cet article a été écrit principalement dans le but de présenter aux personnes qui ne disposent pas de moyens d'évaluation instrumentale des paramètres objectifs des locuteurs l'influence que des actions spécifiques ont sur un échantillon spécifique de locuteur.
À la suite de ces expériences, une autre idée est née pour améliorer encore les paramètres. Ce sera la base d'autres expériences et, si elles réussissent, le sujet du prochain article de ce type.

J'ai pensé que ce serait utile et intéressant pour beaucoup. Informations tirées d'Internet.

Le haut-parleur haute fréquence est aussi un tweeter, c'est aussi un tweeter, le plus petit de votre voiture. Généralement installé dans les montants de porte. Taille environ 5 cm de diamètre.

Le haut-parleur médium est un haut-parleur milieu de gamme.

Haut-parleur basse fréquence LF (bidbass)

L'une des étapes obligatoires de la configuration du son dans une voiture consiste à sélectionner la séparation de fréquence optimale entre toutes les têtes émettrices : LF, LF/MF, MF (le cas échéant) et HF. Il existe deux manières de résoudre ce problème.

D'une part, la restructuration, et souvent une refonte complète du crossover passif standard, et d'autre part, la connexion des enceintes à un amplificateur fonctionnant en mode d'amplification multi-bandes, ce qu'on appelle les options d'activation Bi-amp (amplification bidirectionnelle) ou Tri -amp (amplification à trois voies).

La première méthode nécessite de sérieuses connaissances en électroacoustique et en génie électrique, donc pour une utilisation indépendante, elle n'est disponible que pour les spécialistes et les ingénieurs radio-électroniques amateurs expérimentés, mais la seconde, bien qu'elle nécessite un plus grand nombre de canaux d'amplification, est également accessible à un public moins formé. passionné d'automobile.

De plus, la grande majorité des amplificateurs de puissance vendus sont initialement équipés d'un filtre actif intégré. Dans de nombreux modèles, il est tellement développé qu'il est réussi et assez haute qualité vous permet de mettre en œuvre une connexion multibande d'enceintes avec un grand nombre d'enceintes. Cependant, l'absence d'un crossover développé dans un amplificateur ou une unité principale n'arrête pas les fans de cette méthode de sonorisation de l'intérieur, car il existe de nombreux crossovers externes sur le marché qui peuvent résoudre ces problèmes.

Tout d’abord, il faut dire que nous ne vous donnerons pas de recommandations universelles à 100%, puisqu’elles n’existent pas. En général, l’acoustique est un domaine technologique dans lequel l’expérimentation et la créativité jouent un rôle important et, en ce sens, les fans d’ingénierie audio ont de la chance. Mais pour réaliser une expérience, afin qu’elle ne se déroule pas comme celle de ce professeur fou - avec des explosions et de la fumée - il faut suivre certaines règles. La première règle est de ne pas nuire, et d’autres seront abordées ci-dessous.

La partie la plus difficile est l’inclusion de composants de milieu de gamme et/ou de haute fréquence. Et le point ici n'est pas seulement que ces plages portent la charge d'information maximale, étant responsables de la formation de l'effet stéréo, de la scène sonore, et sont également très sensibles à l'intermodulation et à la distorsion harmonique si la fréquence de croisement est mal réglée, mais aussi que cette fréquence affecte directement la fiabilité des haut-parleurs médiums et tweeters.

Allumer la tête HF.

Le choix de la fréquence limite inférieure de la gamme de signaux fournis à la tête HF dépend du nombre de bandes du système d'enceintes. Lorsqu'un haut-parleur bidirectionnel est utilisé, dans le cas le plus typique, c'est-à-dire Lorsque la tête grave/médium est située dans les portes, afin d'élever le niveau de la scène sonore, il convient de sélectionner la fréquence de coupure la plus basse possible. Les tweeters modernes de haute qualité avec une faible fréquence de résonance FS (800-1 500 Hz) peuvent reproduire des signaux aussi bas que 2 000 Hz. Cependant, la plupart des haut-parleurs HF utilisés ont une fréquence de résonance de 2 000 à 3 000 Hz. Il ne faut donc pas oublier que plus la fréquence de croisement est proche de la fréquence de résonance, plus la charge exercée sur le haut-parleur HF est élevée.

Idéalement, avec une pente d'atténuation du filtre de 12 dB/octave, la séparation entre la fréquence de croisement et la fréquence de résonance devrait être supérieure à une octave. Par exemple, si la fréquence de résonance de la tête est de 2 000 Hz, alors avec un filtre de cet ordre, la fréquence de coupure doit être réglée sur 4 000 Hz. Si vous souhaitez vraiment choisir une fréquence de coupure de 3 000 Hz, alors la pente de la caractéristique d'atténuation du filtre doit être plus élevée - 18 dB/oct, ou mieux encore - 24 dB/oct.

Il y a un autre problème à considérer lors du réglage de la fréquence de croisement d’un tweeter. Le fait est qu'après avoir fait correspondre les composants pour la gamme de fréquences reproduite, vous devez également les faire correspondre en niveau et en phase. Ce dernier point, comme toujours, est une pierre d'achoppement : il semble que tout a été fait correctement, mais le son n'est « pas correct ». On sait qu'un filtre du premier ordre produira un déphasage de 90°, un filtre du second ordre produira un déphasage de 180° (antiphase), etc., donc lors de la configuration, ne soyez pas paresseux pour écouter les enceintes avec des polarités de commutation différentes.

L'oreille humaine est très sensible à la gamme de fréquences de 1 500 à 3 000 Hz, et afin de la transmettre aussi clairement et aussi clairement que possible, il faut être extrêmement prudent. Il est possible de briser (diviser) la gamme sonore dans cette zone, mais vous devez réfléchir ultérieurement à la manière d'éliminer correctement les conséquences du son désagréable. De ce point de vue, un système d'enceintes à trois voies est plus pratique et plus sûr à installer, et le haut-parleur médium utilisé permet non seulement de reproduire efficacement la gamme de 200 à 7000 Hz, mais aussi de résoudre plus facilement le problème. de construire une scène sonore. Dans les enceintes à trois voies, le haut-parleur HF est activé à des fréquences plus élevées - 3 500-6 000 Hz, c'est-à-dire évidemment au-dessus de la bande de fréquence critique, ce qui permet de réduire (mais pas d'éliminer) les exigences d'adaptation de phase.

Allumer la tête médium.

Avant de discuter du choix de la fréquence pour diviser les gammes de fréquences moyennes et basses, tournons-nous vers les caractéristiques de conception des haut-parleurs de milieu de gamme. Récemment, les haut-parleurs médium dotés de diaphragmes en forme de dôme sont devenus très populaires parmi les installateurs. Par rapport aux haut-parleurs médium à cône, ils offrent un diagramme polaire plus large et sont plus faciles à installer car ils ne nécessitent pas de conception acoustique supplémentaire. Leur principal inconvénient est leur fréquence de résonance élevée, comprise entre 450 et 800 Hz.

Le problème est que plus la fréquence limite inférieure de la bande de signal fournie au haut-parleur médium est élevée, plus la distance entre les têtes médium et basse fréquence doit être petite et plus il est critique de savoir où se trouve exactement le woofer et où il se trouve. orienté. La pratique montre que les haut-parleurs médiums à dôme peuvent être allumés avec une fréquence de coupure de 500 à 600 Hz sans aucun problème d'adaptation. Comme vous pouvez le constater, pour la plupart des exemplaires vendus, il s'agit d'une plage assez critique, donc si vous décidez d'une telle séparation, l'ordre du filtre de séparation doit être assez élevé - par exemple, 4ème.

Il convient d'ajouter que récemment, des haut-parleurs à dôme avec une fréquence de résonance de 300 à 350 Hz ont commencé à apparaître. Ils peuvent être utilisés à partir d'une fréquence de 400 Hz, mais pour l'instant le coût de tels spécimens est assez élevé.

La fréquence de résonance des enceintes médium à diffuseur conique se situe dans la plage de 100 à 300 Hz, ce qui permet de les utiliser à partir d'une fréquence de 200 Hz (en pratique, on utilise plus souvent 300 à 400 Hz) et avec une faible -ordre filtre, tandis que le woofer/haut-parleur médium est complètement libéré de la nécessité de travailler dans les médiums. La reproduction de signaux avec des fréquences de 300-400 Hz à 5000-6000 Hz sans séparation entre les haut-parleurs permet d'obtenir un son agréable et de haute qualité.

Allumer le woofer/haut-parleur médium.

Petit à petit, nous avons atteint la gamme des basses fréquences. Les haut-parleurs médium/grave modernes vous permettent de fonctionner efficacement dans la gamme de fréquences de 40 à 5 000 Hz. La limite supérieure de sa plage de fréquences de fonctionnement est déterminée par l'endroit où le tweeter (dans une enceinte 2 voies) ou le haut-parleur médium (dans une enceinte 3 voies) commence à fonctionner.

Beaucoup de gens s'inquiètent de la question : vaut-il la peine de limiter sa gamme de fréquences par le bas ? Eh bien, découvrons-le. La fréquence de résonance des haut-parleurs LF/MF modernes d'une taille standard de 16 cm se situe dans la plage de 50 à 80 Hz et en raison de la grande mobilité de la bobine acoustique, ces haut-parleurs ne sont pas si critiques pour fonctionner à des fréquences inférieures à la fréquence de résonance. . Néanmoins, la reproduction de fréquences inférieures à la fréquence de résonance nécessite un certain effort, ce qui entraîne une diminution de la puissance dans la plage de 90 à 200 Hz et, dans les systèmes bidirectionnels, également de la qualité de la transmission des médiums. Étant donné que l'énergie principale des frappes de grosse caisse se produit dans la gamme de fréquences de 100 à 150 Hz, la première chose que vous perdez est un coup de poing clairement défini. En limitant la gamme de signaux reproduits par la tête basse fréquence à 60-80 Hz à l'aide d'un filtre passe-haut, vous lui permettrez non seulement de fonctionner beaucoup plus proprement, mais également d'obtenir un son plus fort, c'est-à-dire un meilleur rendu.

Caisson de basses.

Il est préférable d'attribuer les signaux dont les fréquences sont inférieures à 60-80 Hz à un haut-parleur séparé - un subwoofer. Mais rappelez-vous que la plage sonore inférieure à 60 Hz n'est pas localisée dans une voiture, ce qui signifie que l'emplacement du subwoofer n'est pas si important. Si vous avez rempli cette condition et que le son du subwoofer est toujours localisé, vous devez tout d'abord augmenter l'ordre du filtre passe-bas. Il ne faut pas non plus négliger le filtre de suppression des infra-basses fréquences (Subsonic, ou FINCH). N'oubliez pas que le subwoofer possède également sa propre fréquence de résonance et qu'en coupant les fréquences en dessous, vous obtenez un son confortable et un fonctionnement fiable du subwoofer. Comme le montre la pratique, la recherche de basses profondes augmente considérablement le coût d'un subwoofer. Croyez-moi, si le système audio que vous avez assemblé a bonne qualité reproduit la plage sonore de 50 à 16 000 Hz, c'est largement suffisant pour écouter confortablement de la musique dans la voiture.

Méthodes d'appariement des têtes.

Assez souvent, la question se pose : faut-il avoir le même ordre de filtres passe-bas et passe-haut ? Ce n’est pas du tout nécessaire, et ce n’est même pas nécessaire du tout. Par exemple, si vous avez installé une enceinte avant bidirectionnelle avec une grande séparation entre les enceintes, afin de compenser les creux de réponse en fréquence à la fréquence de coupure, la tête basse fréquence/médium est souvent incluse avec un filtre d’ordre inférieur. De plus, il n'est même pas nécessaire que les fréquences de coupure du filtre passe-haut et du filtre passe-bas coïncident.

Disons que pour compenser l'excès de luminosité au point de séparation, la tête grave/médium peut fonctionner jusqu'à 2000 Hz, et le tweeter - à partir de 3000 Hz. Il est important de se rappeler que lors de l'utilisation d'un filtre du premier ordre, la différence entre les fréquences de coupure du filtre passe-haut et du filtre passe-bas ne doit pas dépasser une octave et diminuer avec l'ordre croissant. La même technique est utilisée lors de l’association d’un subwoofer et d’un midwoofer pour atténuer les ondes stationnaires (boom des basses). Par exemple, lors du réglage de la fréquence de coupure du filtre passe-bas du caisson de basses sur 50-60 Hz et du filtre passe-haut de la tête basse fréquence/médium sur 90-100 Hz, selon les experts, des harmoniques désagréables provoquaient par l'augmentation naturelle de la réponse en fréquence dans cette région de fréquence due à propriétés acoustiques salon

Ainsi, même si la règle du passage de la quantité à la qualité fonctionne dans l'audio automobile, elle n'est confirmée que par rapport au coût des composants individuels et des années-homme, qui déterminent l'expérience et la compétence de l'installateur qui fera révéler au système sa sonorité. potentiel.