Auteur Sujet: Puissance active/réactive, correction charge d'ampli par circuit de Boucherot  (Lu 4869 fois)

LeChacal619

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Bonjour,

Après m'être attaqué a l'impédance/capacitance des câbles et les adaptations d'impédance caractéristique de la source et de la charge, voilà que je suis tombé de fil en aiguille sur le très bon site mathématique de Mr Brouchier où j'ai découvert dans la section "Filtres" le circuit de Boucherot (http://static.brouchier.com/livre/node57.html).

Dans un montage ampli (source) ==> câbles (charge1) ==> HP (charge2), la charge équivalente (charge1 + charge2) est équivalent à une résistance + inductance en série.

Pour que la charge "vue" par l'amplificateur soit une résistance pure, on utilise le circuit de boucherot, c'est à dire un deuxième circuit en dérivation du haut-parleur, composé d'une résistance en série avec une capacitance pour que la puissance active soit équivalente a la puissance réactive dissipée par la charge, ainsi l'amplificateur est chargé par l'équivalent d'une résistance pure ce qui améliore apparemment sa stabilité/performance.

Je me suis aperçu que ce circuit est souvent utilisé sur de nombreux sites/forums pour le calcul des filtres passifs. En effet, pour que le filtre passif soit correctement calculé, il faut que le HP soit une résistance pure et non pas une impédance variable en fonction de la fréquence. Il semble donc primordial de réaliser le circuit de Boucherot (ou autre s'il existe d'autres systèmes) avant de calculer/utiliser un filtre passif sur un HP.

Je voudrais savoir si vous connaissez ce circuit, j'ai cherché sur le site de Dominique mais il ne semble pas y avoir d'articles a ce sujet.

Merci !

DJEvol

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A te lire, ca parait fort logique!
Si il existe un moyen fiable et simple de "transformer" ce fichus HP en résistance, pure, ca va aider nos simulations!

LeChacal619

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A te lire, ca parait fort logique!
Si il existe un moyen fiable et simple de "transformer" ce fichus HP en résistance, pure, ca va aider nos simulations!

C'est à dire ? Ce n'est pas moi qui est inventé ce circuit ^^ Mais effectivement le circuit me semble logique, du moins de la façon dont il est expliqué sur le site de Mr Brouchier (lien dans mon premier message).

Après, j'imagine que ca peut être bien plus compliqué : on peut certainement corriger facilement l'impédance de la bobine du HP, mais pour ce qui s'agit des contre-réactions et des mouvements de la membrane et du mouvement du mécanisme dans l'enceinte/local, ca doit être une toute autre histoire.

Si la bobine du HP peut être représentée électriquement comme une simple résistance+impédance en série, il est certainement plus complexe de tenir compte de la membrane/suspension/spider/effet de ressort dans une enceinte acoustique close etc.

petoind

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j'ai cherché sur le site de Dominique mais il ne semble pas y avoir d'articles a ce sujet.

http://www.petoindominique.fr/php/filtreimp.php
Choisissez un HP dans la base, et allez jusqu'à la page 3.
Vous pouvez continuer sur le calcul de filtre en choisissant un tweeter dans la base.

J'ai aussi ce chapitre, courbes mesurées à l'appui : http://www.petoindominique.fr/php/filtrerc.php

LeChacal619

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Merci Dominique pour les liens ! Vous connaissez donc cette correction, que vous appellez d'après ce que j'ai compris "correction RC".

Apparemment, l'impédance n'a lieu d'être corrigée que pour les fréquences aigus. Connaissez-vous un système permettant de corriger l'impédance a la fréquence de résonance ? (la linéariser pour supprimer ou atténuer cette fréquence de résonance).

Enfin, sur les courbes de mesures vous affichez les 2 mesures a des niveaux sonores différents (100dB sans correction, 110dB avec correction), et sans la courbe de distorsion (DHT).

J'ai du mal à comprendre plusieurs points :

- est-ce que le fait de linéariser l'impédance par ce circuit diminue le rendement du HP ?
- quelle est la puissance absorber par la ligne "RC" montée en dérivation sur le HP, pour le choix des résistances et du condensateur (combien doit pouvoir dissiper par exemple la résistance pour un HP de 100W RMS ?).

Merci pour m'éclairer à ce sujet !

petoind

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En terminologie, associer le correcteur RC au terme "Circuit de Boucherot" est possible, et même souhaitable.
Puissance absorbée par le circuit : Je n'en sait rien. Je n'ai jamais eu de soucis avec la résistance cimenté de 10 W.

Correcteur RLC :
http://www.petoindominique.fr/php/filtrerlc.php
Pour les HP de grave, la base de données vous calcule les valeurs dans le cas des baffles plan, et pour les enceintes closes si elle sont de bas médium ou de médium.
Pour les tweeters, il y a des utilitaires.

La base tweeter est renseignée avec les bonnes valeurs : http://www.petoindominique.fr/php/mysql_tweeter.php
Il y a trois cas :
L6, R6 et C6 sont renseignés. Correcteur nécessaire.
L6 et C6 = 0. Correcteur inutile.
L6 et C6 = -1. Impédance torturée, le calcul du filtre est aléatoire.

LeChacal619

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Merci Dominique pour tout ces précieux renseignements ! Il me semblait bien qu'il y avait un moyen pour corriger également la bosse de résonance des HP en plus de la remontée en impédance du a l'inductance de la bobine.

Ce que je ne savais pas c'était que le système de correction était aussi simple qu'un circuit RLC en parallèle au lieu du circuit RC pour la correction dans les fréquences aigus.

Du coup, on doit pouvoir corriger l'impédance sur la bande passante totale du HP en utilisant 2 circuits parallèles : 1 RLC pour la correction autour de la fréquence de résonance (mécanique, du HP dans son enceinte de préférence pas en plein air ;)  et 1 pour la correction d'impédance de la bobine.

Pour ce qui est des simulations et des calculs je ne peux malheureusement pas m'y penché pour l'instant et encore moins utiliser vos bases de données pour plusieurs raisons :

1- je compte corriger un subwoofer 38 (plus précisément 2, je suis en stéréo et surtout en clos ;)) dans un caisson clos donc
2- je n'ai aucune mesures techniques disponibles pour ces HP (y compris mes HP low, qui sont a la base coaxiaux et dont les caractéristiques techniques sont a la limite disponible mais pour le HP en plein air, sachant que la fréquence de résonance mécanique a certainement changé a la hausse avec le caisson clos j'aimerai corriger l'impédance après l'avoir mesurée, HP dans son enceinte).

Il faut donc que je me penche sur les mesures avec LImp, et donc évidemment que je lise le manuel, quand j'aurai le temps pour ça !

En attendant si quelqu'un a des choses a ajouter pour complémenter ce qui a déjà été dit je suis preneur
« Modifié: mars 23, 2011, 21:13:55 pm par LeChacal619 »

LeChacal619

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Bon voilà j'ai fais l'achat de quelques résistances 5W faibles inductance Mundorf : 3,9 - 8,2 - 3x33 - 3x56 Ohms.

Je ferai les mesures je pense directement avec la sortie haut-parleur de ma carte son sans passer par l'amplificateur de puissance, car ça nécessite les ponts diviseurs de tension etc. et je n'ai pas totalement compris comment les réaliser...

Il est préconisé sur le manuel de LIMP d'utiliser une résistance de référence de 100 Ohms dans ce cas là, mais j'imagine qu'une résistance de 3x33=99 Ohms ou 33+56=89Ohms suffiront aussi bien, c'est juste un ordre de grandeur je pense non ?

Ce que je ne comprend pas en revanche c'est pourquoi utiliser une résistance aussi grande ? Le signal récupéré sera d'autant diminué non ? J'aurai pensé plus judicieux de faire une mesure avec la résistance de référence haut-parleur débranché (mais en fermant le circuit) pour mesurer l'impédance du système de mesure (sortie carte son, câbles, résistance de référence, entrée ligne carte son...) et corriger la courbe obtenue en fonction ?

Si vous avez aussi des sites électroniques sur lesquels vous avez achetez vos composants avec peu de frais de ports je suis preneur aussi. J'ai commandé les miens chez audiophonics mais je trouve les frais de ports un peu élevés...

Dominique vous m'avez l'air expérimenté sur ce genre de mesures/montages électriques, quel protocole de mesure me conseillez-vous ?

PS: étant technicien (chauffagiste) j'ai a ma disposition des multimètres (Ohmmètre) pour mesurer la résistance DC du HP....

LeChacal619

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Rebonjour !

C'est bon j'ai reçu les composants, j'ai fais un ptit bricolage vite fait pour faire le circuit avec des dominos et j'ai mesuré avec une résistance de référence de 97,4 Ohms (56+33+8.2 = 99.2, mesuré 99.7 a l'ohmmètre - 0.3 ohms de résistance de l'appareil/câbles de mesure).

J'ai donc réalisé les mesures suivantes et voici les graphes obtenus :

1- Système de mesure (en branchant la sortie de la résistance de référence directement a la masse de la sortie HP de la carte son) : https://picasaweb.google.com/lh/photo/FV2VQRuUua4VuSF0rB84xw?feat=directlink
2- Subwoofer 38cm PINKBULL RSW15100 monté en caisson clos d'environ 110L. (je l'utilise sur 36-80hz) : https://picasaweb.google.com/lh/photo/to_9JCHxNMMEX4TafGwqJg?feat=directlink
3- Haut-parleur elliptique BOSSMAN AUDIO ALX-993GIGA (utilisé sur 80-1000hz en caisson clos très fortement amorti) : https://picasaweb.google.com/lh/photo/MnSQsI4iUTxHmGgzamDsAg?feat=directlink
4- Haut-parleur MONACOR SP-6/100PA MSH-116/4 (utilisé sur 1000-3500hz en caisson clos très fortement amorti) : https://picasaweb.google.com/lh/photo/vke6RslqnePjmzy5rbSk1Q?feat=directlink

Je pense que les mesures ne sont pas très cohérentes vu le graphe obtenu sur le (4) et la courbe annoncée par le constructeur (http://www.monacor.de/typo3/index.php?id=84&L=4&artid=2121&spr=FR&typ=full). Ok la fréquence de résonance est plus haute a cause du caisson clos, mais la résistance trouvée est beaucoup trop faible (ca descend carrément jusq'à 2.1 Ohms !, la résistance au courant continu semble d'ailleur tendre vers 1,6-1,7 alors que je mesure 3,6-0,3=3.3 Ohms avec l'Ohmmètre  :refl:. Qui plus est la valeur de résistance DC annoncé par le constructeur est de 3,2 Ohms (qui correspond encore a 0.1 Ohms près !) :O, et Z=4 Ohms !!! Est-ce la précision de cette mesure est très approximative ou c'est moi qui me suis planté dans le protocole expérimental ?  :?: :refl:

Est-ce qu'il est possible a partir de ces mesures uniquement de déterminer le/les circuit(s) correcteur(s) RLC a utiliser ?

Je ne pense pas que la correction RL soit nécessaire vu la bande passante d'utilisation des HP qui tend beaucoup plus vers la fréquence de résonance mécanique que vers l'inductance électrique de la bobine...
« Modifié: mars 28, 2011, 19:34:01 pm par LeChacal619 »

petoind

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A partir des mesures ARTA vous pouvez essayer les composants R et C qui linéarise l'impédance.
Lorsque la phase est plate, la correction est bonne.

LeChacal619

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Donc j'essaye au pif et je mesure pour voir si c'est mieux ? Un ordre de grandeur pour les composants a utiliser ? Je n'ai besoin que d'une correction RC ? Je croyais que c'était RLC pour corriger la bosse ?

LeChacal619

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Bon je crois avoir trouvé j'ai faussé la résistance de référence dans ARTA en trouvant la valeur appropriée pour une mesure correcte d'une résistance de calibre 3,9 Ohms et 33 Ohms (en privilégiant la précision sur la résistance de 3,9 Ohms). J'ai trouvé, avec une résistance utilisée de 33 Ohms, qu'il fallait indiquer au logiciel la valeur 123 Ohms pour que la valeur mesurée sur une résistance pure corresponde sur l'intervalle 100-5000 Hz environ, a la valeur de la résistance pure utilisée.

J'ai ensuite fais une mesure du HP, j'ai séparé le circuit électrique en 2 :

1- La contre-réaction de la membrane du HP entraîne une résonance augmentant l'impédance a la fréquence de résonance. Il suffit donc d'utiliser, en parallèle, un circuit RLC avec la même fréquence de résonance, la même résistance et une valeur de L et C telle que le facteur de qualité (facteur Q) soit le même que celui que l'on doit corriger

2- L'induction de la bobine.

Lorsqu'on monte dans les fréquences aigus, la contre-réaction de la membrane n'influe presque pas sur l'impédance du HP : seule l'induction de la bobine influe. J'ai alors calculer la variation d'impédance en fonction de la variation de fréquence, et j'ai trouvé pour une variation de 1000hz une variation d'impédance de 9, ce qui correspond donc a une self de 9 mH. J'ai calculé qu'il faut utiliser un condensateur de 516 micro fahrad. J'ai commandé des condensateurs autour de cette valeur (470, 220, 100, 47) pour avoir une marge d'erreur. J'essaierai notamment avec 470+47 en parallèle pour avoir l'équivalent d'un condensateur de 517 micro fahrad.

Si la correction de l'induction de la bobine fonctionne, il me restera alors l'équivalent de l'inverse d'un circuit RLC, que je compenserai donc par l'ajout d'un circuit RLC en parallèle, ce qui aura pour effet d'annuler la bosse d'impédance. La résistance que j'utiliserai correspondra a la résistance minimale mesurée, c'est à dire 3.9 Ohms environ. Quant à l'inductance/capacitance, j'ai trouvé un delta F de 11hz environ pour la bande passante de résonance, ce qui me donne avec la formule delta F = Rt/L, où Rt = résistance totale du circuit (DC) = 3.9, j'obtiens L= Rt/Delta F = 3.9/11 = 350 mH environ, ce qui est apparemment énorme, mais pas impossible vu le poids de la membrane et sa vitesse de déplacement !

Si la correction de la bobine fonctionne (circuit 2), je verrai pour me lancer peut-être dans la correction de la contre-réaction mécanique (circuit 1), en investissant pour pouvoir tester plusieurs combinaisons de valeurs L/C.
« Modifié: mars 30, 2011, 18:18:12 pm par LeChacal619 »