nombre de HP et rendement.

[luiscrepy]

Bonjour,
sur un autre fil consacré au FX-AUDIO D802 : http://smf.petoindominique.fr/index.php?topic=3556.msg64605#msg64605 , la question du rendement d'une ligne acoustique de 20 hauts parleurs a été posée et la réponse, qui correspondait à un gain de plus de 12 dB par rapport à un haut parleur seul m'a semblé erronée. Pourtant le gain est bien là, il a été mesuré par le créateur de la ligne acoustique en question.
Très étonné qu'avec une multiplication des hauts parleurs on puisse augmenter l'efficacité de l'ensemble, je me suis livré à quelques mesures pour vérifier tout cela.
C'est ce que je me propose de résumer ici, pour ne pas polluer davantage le fil consacré au FX-AUDIO D802, chose qui a déjà été trop faite par ma faute.

J'ai commencé par placer 4 hauts parleurs identiques de 13 cm en charge close individuelle au plus près les uns des autres et positionné le micro de mesure à 1 m du centre de l'ensemble.

J'ai mesuré un seul HP, puis deux, puis quatre. Chaque HP avait son propre ampli, mes trois mesures correspondaient donc exactement à une source sonore, deux sources identiques, puis 4 sources identiques. J'ai obtenu 3 courbes parfaitement superposables à partir de 1000 Hz et presque superposables en dessous (un léger déplacement du HP dans la pièce modifie sa courbe de réponse) décalées de 6 dB entre elles. soit 12 dB entre 1 HP et 4 HP.
C'est déjà 6 dB de plus que ce à quoi je m'attendais. Ne dit-on pas que doubler une source sonore augmente le son de 3 dB ?

J'ai ensuite utilisé un seul ampli et pratiqué un montage série/parallèle sur les quatre hauts parleur versus un seul. J'ai bien constaté deux courbes très semblables mais décalées de 5 à 6 dB. L'efficacité de l'ensemble a donc fait un bond permettant de gagner 6 dB alors que le voltage aux bornes de l'ampli est resté constant (et la charge aussi)

Il a été évoqué l'effet de couplage.

J'ai donc pratiqué la même expérience avec les 2 tweeters dont les centres émissifs sont écartés de plus de 15 cm. Les courbes sont là encore parfaitement superposables de 4 kHz à 20 kHz (à condition que le micro soit exactement équidistant) avec un gain mesuré de 5 dB.
J'ai écarté les tweeters de plus de 50 cm et refait l'expérience. Les mesures sont quasi identiques à part deux accidents de 1 à 2 dB au-dessus de 10 kHz liés à la directivité mais le gain entre 2 HP et 1HP est toujours de 5 dB.
J'ai aussi écarté les HP de 13 cm de 40 cm dans le sens de la hauteur (2 en haut et 2 en bas) et refait la mesure qui est identique au-dessus de 1000 Hz à celle des 4 HP proches entre eux.

Il semblerait donc que ce gain bien réel par "couplage" n'aie pas besoin de répondre à un critère de proximité fonction de la longueur d'onde.

J'en suis venu à penser que le rendement d'un haut parleur, couramment de 80 à 85 dB pour un 3", de 90 dB pour un 6" et de 95 à 100 dB pour un 15" était un simple calcul dans lequel intervenait le diamètre de sa membrane. J'ai donc calculé les paramètres T&S d'un HP avec une membrane de 130 cm² puis ceux d'un haut parleur ayant la même courbe d'impédance mais possédant une membrane de 260 cm². Hormis le Vas, tous les paramètres sont restés identiques à l'exclusion du rendement qui a gagné 6 dB.

Le simple de fait d'utiliser 2 hauts parleurs au lieu d'un revient à utiliser un haut parleur plus grand de Qts identique, de Fs identique mais de rendement plus élevé. Ma simulation de calcul n'est sans doute pas irréprochable car le mms reste identique alors qu'on sait très bien qu'il est doublé. Il est pourtant force de constater qu'à caractéristiques identiques un accroissement du diamètre provoque une augmentation de l'efficacité.


Une autre constatation que j'ai faite il y a plus longtemps m'amène à me demander si la mesure avec un sweep n'est pas source d'erreurs de jugement si on l'utilise dans certains cas.
Je crée un bruit rose mono et un bruit rose stéréo.
J'envoie le bruit rose stéréo puis le bruit rose mono sur la voie gauche et le mesure avec la méthode du RTA 1/6 oct. Les deux courbes sont presque identiques. Normal et rassurant.
J'envoie le bruit rose stéréo puis le bruit rose mono sur la voie droite et le mesure avec la méthode du RTA. Les deux courbes sont presque identiques également.
Je fais une moyenne des RTA gauche et droite obtenus avec le bruit rose stéréo puis une autre moyenne des RTA obtenus avec le bruit rose mono.

Je mesure le bruit rose stéréo envoyé sur les voies gauche + droite et le compare à la moyenne des voies gauche et droite. Les deux courbes sont quasi superposables avec un gain de 3 dB pour les 2 voies en fonction.

Je mesure le bruit rose mono envoyé sur les voies gauche + droite et le compare à la moyenne des voies gauche et droite. Les deux courbes sont quasi superposables avec un gain de 5 à 6 dB pour les 2 voies en fonction, mais à partir de 4000 Hz, la courbe plonge jusqu'à produire moins d'aigu qu'une voie seule à partir de 15 kHz.

CONCLUSION : deux sons contenant toutes les fréquences parfaitement identiques et synchrones de 90 dB donnent 95-96 dB si on les fait jouer en même temps alors que deux sons quelconques contenant toutes les fréquences de 90 dB donnent 93 dB si on les fait jouer en même temps.

Je serai donc tenté de dire que 2 HP (proches ou pas) jouant comme 2 sources cohérentes et synchrones le même signal produisent 6 dB de plus qu'un seul (c'est le cas d'une ligne acoustique) alors que si les 2 HP jouent 2 signaux aléatoires et différents, ils produiront 3 dB de plus qu'un seul.

Dans le cas de l'utilisation d'un sweep, les courbes obtenues par le calcul proviennent d'une seule source et répondent aux conditions X2 = +6 dB alors que les mesures de courbe de réponse obtenues en utilisant un bruit rose stéréo externe et la méthode RTA de mesure en temps réel répondent aux conditions habituelles  X2 = +3 dB.

Dans le cas de la mesure de la courbe de réponse des 2 voies stéréo simultanées avec un sweep ou avec un bruit rose mono, les résultats dans l'aigu sont difficilement exploitables car un décalage de quelques mm dans la position du micro change les tracés de façon très importante.

Enfin, tout cela pour dire que tant que les signaux arrivent en phase, 1 + 1 = + 6 dB
et que plus la longueur d'onde est courte, moins ils ont de chance d'arriver en phase.

Je pense que peu d'entre vous liront ces lignes autrement qu'en diagonale, mais si il y a une faille dans mon raisonnement qui interpelle quelqu'un, je veux bien qu'il m'en avise.

Cordialement,
Luis

[xnwrx]

Merci Luis pour ces mesures et essais plus que complet, bien au delà de la simple mesure rapide que j'avais réalisé, "pour vérifier".
C'est évidemment très informatif, et je ne vois pas de faille dans le raisonnement.
Ce à quoi je ne m'attendais pas, c'est le fait que quelle que soit la distance entre HP, le phénomène reste présent. Il n'est donc point question de création d'un front d'onde particulier dans ce cas, mais tout simplement comme vous le montrez bien, d'une question de phase : lorsque deux signaux parviennent en phase, quelle que soit la distance des sources au point de mesure, ou quelle que soit la distance entre sources (pour peu qu'ils arrivent avec la même énergie) ils additionnent parfaitement. Finalement c'est bien normal, les pressions acoustiques s’additionnent (2p si "p" est la pression d'une source), la puissance acoustique est le carré de la pression acoustique, on a donc 4p² en puissance. Si les pression sont en phase il n'y a pas d'atténuation et on obtient donc bien le facteur +6dB.

Si j'essaye de comprendre ce qui se passe avec ma ligne acoustique, qui présente bien ce facteur de gain pour les fréquences inférieures à 4 à 5 kHz, mais pas au dessus, j'imagine qu'il y a réellement couplage des sources sous ces 4 à 5 kHz, c'est à dire création d'un front d'onde unique et cohérent issu des multiples sources (lorsqu'on se place à une distance suffisante de la LA, en champ proche il en est tout autrement), alors qu'au dessus de cette fréquence de couplage, les déphasages liés à la distance sources/point de mesure, font que le couplage ne se fait pas, et la mesure voit donc de multiples sources déphasées. Le gain n'est plus présent. Toutefois, il est probable qu'à très longue distance, le gain apparaisse, la différence de trajets entre les multiples sources et le point de mesure devenant inférieur à la longueur d'onde.

[Tonipe]

Bonjour

Belle étude que j'ai lu jusqu'au bout, et que je relirai demain avant de donner un avis.

Ma simulation de calcul n'est sans doute pas irréprochable car le Mms reste identique alors qu'on sait très bien qu'il est doublé

http://petoindominique.fr/php/parallele.php

Cordialement, Dominique

[etsimonogn]

Bonjour

Luiscrepy, vous avez confondu plusieurs fois sensibilité et rendement et pression acoustique et puissance acoustique.

Ne dit-on pas que doubler une source sonore augmente le son de 3 dB ?

Il se dit bien des bêtises... Souvenez-vous, si on double la tension délivrée par un ampli, la puissance est multipliée par 4... +6 dB. Si vous y branchez un haut-parleur, la pression acoustique étant liée à la tension délivrée, c'est aussi +6 dB

Ce que vous mesurez avec un micro, c'est des pressions acoustiques, et vous avez vérifié les lois acoustiques classiques. Entre autres, deux sources émettant le même signal donnent en tout point équidistant une pression acoustique double de celle émise par une seule, les trajets des ondes sonores étant les mêmes. S'ils différent, le résultat est variable selon la phase des signaux et donc selon la fréquence. Ce que dit Xnwrx à propos de sa ligne acoustique en est la conséquence.

Il y a couplage pour les deux ou plusieurs sources si la distance qui les sépare est nettement inféreure à la longueur d'onde du signal considéré.

Pour deux HP, sont doublées la surface de la membrane, la masse en mouvement, la raideur et la longeur l du Bl, 

Hormis le Vas, tous les paramètres sont restés identiques à l'exclusion du rendement qui a gagné 6 dB.

Le rendement ne s'exprime habituellement pas en dB. C'est la sensibilité qui est doublée (+6 dB). En parallèle, il y a deux fois plus de courant consommé. Le rendement n'est que doublé.

Siméon
 

[luiscrepy]

Merci pour vos commentaires.
J'ai commencé par rédiger le résumé avec lequel j'ai ouvert le fil, ça ma obligé à raisonner et à réfléchir au fur et à mesure que j'écrivais. Souvent, mettre un raisonnement sur le papier m'aide à mettre de l'ordre dans mes idées. c'est pour cela que mon texte n'est pas très bien construit et les bases de ma réflexion un peu désordonnées. J'ai mis en vrac toutes les pistes auxquelles j'ai pensé pour expliquer le phénomène.
Dans les prochains jours, j’extrairai des images de mes mesures pour clarifier mes propos et peut-être mettre en place une explication dans laquelle toutes les observations seraient reliées entre elles

Dominique, merci pour le lien qui m'envoie vers des éléments de réflexion. Mais il est vrai que les montages série ou parallèle de plusieurs hauts parleurs sont piégeant car l'impédance est modifiée et le comportement de l'ampli également, rendant les comparaisons incertaines. c'est pour cela que je n'ai exploré que la solution à 1 ampli par haut parleur et le montage à impédance équivalente de 4 HP.

Siméon, je viens de lire votre post au moment où j'allais envoyer le mien.
En ce qui concerne sensibilité et rendement, je sais que je ne suis pas toujours rigoureux dans mon vocabulaire, mais avec l'efficacité, je ne sais plus lequel s'exprime en %.
pression et puissance acoustique : j'ai certainement des lacunes

vos autres commentaires : je n'ai pas vraiment de réponse, mon étude a justement pour but de comprendre pourquoi un groupe de 4 HP en montage série parallèle gagne 6 dB par rapport à un seul haut parleur alors que la puissance dissipée dans le circuit est identique (P= ZI² où I ne varie pas puisque Z est rendue identique et U n'a pas bougé)
et de constater aussi que les 6 dB sont gagnés que les HP soient proches ou éloignés, que ce soit un médium ou un tweeter.

Pour le couplage, j'ai bien compris son intérêt sur une réponse impulsionnelle mais je ne comprends toujours pas sa relation avec le gain en efficacité (je veux dire %) au vu de mes essais.

Le montage en parallèle ne m’intéresse pas, pas plus que le montage série. Seuls les montages présentant la même charge pour l'ampli conviennent pour mes expériences.

Cordialement,
Luis
 

[etsimonogn]

En ce qui concerne sensibilité et rendement, je sais que je ne suis pas toujours rigoureux dans mon vocabulaire

La terminologie est précise. Si vous manquez de rigueur sur les notions assez simples qu'elles recouvrent, beaucoup de choses vont vous échapper.
La sensibilité exprime la pression acoustique (qui s'exprime en Pascal, Pa, en audio on convertit en dB SPL avec une référence pour 0 dB SPL) à une distance donnée et pour une tension donnée appliquée au haut-parleur.
Le standard, c'est 1 m et 2.83 Vrms pour ces deux valeurs, la pression acoustique étant prise dans la zone où la courbe de réponse du HP est sensiblement plane.
La sensibilité se mesure facilement.
Ce que capte votre micro, c'est la pression acoustique.
 

mais avec l'efficacité, je ne sais plus lequel s'exprime en %.

L'efficacité, c'est la traduction du terme anglais efficiency, remplacé par rendement en français. Recommandation rare : oubliez l'efficacité !
Toujours dans le contexte des haut-parleurs le rendement est le rapport entre la puissance acoustique délivrée et la puissance électrique qui leur est appliquée. Ces deux puissances ne sont pas des valeurs qui se mesurent directement, elles sont obtenues par calcul. Dans un contexte hifi, elles n'offrent qu'un intérêt secondaire, tout comme le rendement. 

pression et puissance acoustique : j'ai certainement des lacunes

Le net devrait pouvoir vous fournir toutes les explications nécessaires

Le montage en parallèle ne m’intéresse pas, pas plus que le montage série. Seuls les montages présentant la même charge pour l'ampli conviennent pour mes expériences.

Le montage parallèle de deux HP identiques sur un ampli, c'est équivalent aux mêmes deux haut-parleurs, chacun piloté par son propre ampli avec la même tension que l'ampli qui alimente les HP en parallèle.
Le montage en série, c'est comme précédemment sauf que la tension de chaque ampli est moitié de celle de l'ampli qui alimentait le montage parallèle.

mon étude a justement pour but de comprendre pourquoi un groupe de 4 HP en montage série parallèle gagne 6 dB par rapport à un seul haut parleur alors que la puissance dissipée dans le circuit est identique (P= ZI² où I ne varie pas puisque Z est rendue identique et U n'a pas bougé)

Vous vous intéressez à un montage série-parallèle mais n'êtes par intéressé par un montage parallèle, ni par un montage série... C'est pas très cohérent .

Reprenons.
Si vous doublez la tension de sortie d'un HP, c'est +6 dB en tension (ne jamais oublier que le dB exprime toujours un rapport !)
Le HP traduira cette augmentation par une pression sonore double, soit +6 dB  en pression acoustique (je répète : ne jamais oublier que le dB exprime toujours un rapport !).
La raison en est que physiquement, le parcours de la membrane a doublé et en conséquence le volume de l'air déplacé aussi.

Revenez à la tension de départ délivrée par l'ampli. Et disposez un deuxième haut-parleur à côté du premier (avec le respect des longueurs d'onde pour qu'il y ait couplage à la fréquence considérée), branché en parallèle. A eux deux, les haut-parleurs déplacent autant d'air qu'un seul quand il est alimenté par le double de la tension de départ.
Conclusion +6 dB de pression acoustique.
Contrepartie : le courant consommé est doublé, la puissance électrique aussi.
Considérez cette paire de deux HP comme si c'en était qu'un nouvel HP, ses caractéristiques sont celles qui viennent d'être déterminées.

Prenez une deuxième paire identique à la première, considérez-la de la même façon comme si ce n'était qu'un nouvel HP et mettez-le en série avec la précédente.
Je vous laisse développer la suite, vous allez trouver ce que vous avez constaté avec vos mesures, à savoir que les 6 dB sont gagnés

que les HP soient proches ou éloignés, que ce soit un médium ou un tweeter.

Sous les conditions déjà exposées.

Pour le couplage, j'ai bien compris son intérêt sur une réponse impulsionnelle

Là vous faites référence au cas où les trajets des ondes jusqu'au point de mesure diffèrent.

mais je ne comprends toujours pas sa relation avec le gain en efficacité (je veux dire %) au vu de mes essais.

Le rendement... On a vu le gain de 6 dB en pression acoustique obtenu par la mise en parallèle de deux HP. Dans la zone de fréquences où ils sont couplés, l'ensemble est isotrope (= omnidirectionnel , la puissance acoutique est quadruplée
L'impédance ayant été divisée par 2, le courant électrique dans la bobine du HP est doublé, et donc la puissance électrique consommée aussi.
Le rapport de ces puissances est de 2, le rendement a doublé. 

Siméon

[etsimonogn]

Voici une autre approche plus simple de la combinaison série-parallèle à 4 HP identiques pour les conditions où ils sont en couplage.
 
Posons que  pour une tension U, un HP délivre 1 Pa. Avec le montage série-par, la tension appliquée à chaque HP est U/2, la pression qu'il délivre alors est 0.5 Pa. Les pressions acoustiques s'ajoutent , les  4 HP ensemble délivrent 2 Pa, soit le double d'un HP seul, autrement dit +6 dB en SPL, la puissance acoustique quant à elle quadruple.
L'impédance électrique du circuit série-par est égale à celle d'un seul HP, la puissance électrique est identique dans les deux cas. Le rendement, rapport de la puissance acoustique à la puissance électrique, quadruple.
Cette propriété ne permet pas pour autant de faire une machine ayant un rendement supérieur à 100%, c'est à dire produisabt plus d'énergie qu'elle n'en consomme. En effet en augmentant encore le nombre de HP, le couplage escompté se heurte rapidement aux limites dimensionnelles dans lesquelles il peut se  produire.

Siméon

[xnwrx]

Simeon,
il n'y a aucun lien avec le fait que la ou les sources soit isotrope ou non.

[luiscrepy]

Tout d'abord, Siméon, merci d'avoir pris le temps de me consacrer le pavé ci-dessus.

Le but de ma manip est de visualiser l'augmentation du rendement d'une enceinte acoustique par la multiplication des hauts parleurs.

Au départ, je pensais de façon intuitive que quel que soit le nombre de haut-parleurs utilisés, pour une énergie donnée dépensée par un ampli, la pression acoustique obtenue serait identique.
or, xnwrx m'a fait prendre conscience qu'il n'en est rien, j'ai donc voulu essayer de le mesurer et de faire quelques manips autour de ce thème.
Pour ces manips, j'ai voulu préserver les conditions d'expérience autant que faire se peut pour que les comparaisons soient les plus fiables. Pour cette raison j'ai exclu les montages modifiant l'impédance de l'enceinte et par conséquent l'intensité débitée par l'ampli et donc l’énergie qu'il fournit (même si le terme d'énergie est lui aussi mal utilisé il correspond bien à ce que je veux dire)

Devant cette "génération spontanée" de décibels, j'ai essayé de trouver une explication. La première qui a été évoquée est le phénomène de couplage de hauts parleurs qui fait que deux HP identiques collés l'un à l'autre se comportent comme un seul jusqu'à une fréquence dont la longueur d'onde correspond au double de l'entraxe des hauts parleurs.
Les mesures d'impulsion faites par xnwrx sur ses LA m'ont bluffé, montrant un pic isolé parfaitement net là où je m'attendais à voir une multitude de petits pics espacés de la différence de temps que mettent les impulsions produites par chaque HP à parvenir au micro.

Mes essais ont montré que quelque soit l'entraxe entre deux hauts parleurs, qu'il s'agisse de fréquences grave, médium ou aigu, le gain en rendement est constant, n’obéissant donc pas à la règle de la demi longueur d'onde.

J'ai donc cherché d'autres explications à ce phénomène.
La première est partie de la constatation que plus un haut parleur est grand et plus son rendement est important (en traçant une courbe statistique sur 1000 HP rendement = f(diamètre), je suis persuadé qu'on pourrait trouver une ligne plus ou moins droite allant de 0,1 à 3%)
Il se trouve que si on calcule les paramètres de deux hauts parleurs dont les courbes d'impédance sont identiques avec et sans masse additionnelle, si l'un des deux a une surface double, il a un rendement de 6 dB supérieur. (Je ne suis pas sûr qu'il soit possible que deux HP de diamètres différents ayant la même courbe d'impédance obtiennent aussi une courbe d'impédance identique avec masse additionnelle, il y a peut-être une impossibilité physique à mon postulat de base, rendant alors mon raisonnement nul)
La deuxième concerne la constatation que 2 HP émettant un bruit blanc strictement identique produit un bruit blanc 6 dB plus fort alors que si les bruits blancs provenant des deux HP sont de même niveau mais d'origine différente, les 2 HP produisent un bruit blanc 3 dB plus fort seulement.
Bien que cette constatation soit singulière au premier abord, je n'ai pas trouvé de relation avec l'explication de notre gain en rendement car le sweep source est le même pour 1 HP et pour 4 HP.

Il semblerait donc que comme l'a mentionné Siméon, l'augmentation de la surface rayonnante soit la seule explication.

Luis

[etsimonogn]

Bonjour

Simeon, il n'y a aucun lien avec le fait que la ou les sources soit isotrope ou non.

Je préfère parler de couplage où les dimensions en jeu sont petites par rapport aux longueurs d'onde en jeu. Ca couvre à la fois les cas où les haut-parleurs ou les associations de haut-parleurs ont une émission hémisphérique (en 2 pi, montés sur un grand baffle) et une émission sphérique (4 pi, théoriquement isotrope) sans qu'il y ait à préciser.

Encore une autre approche pour le montage série-parallèle à quatre haut-parleurs déjà analysé.
Considérons que leur ensemble constitue un nouveau haut-parleur.
La surface d'émission est multipliée par 4.
La masse mobile est multipliée par 4.
La longueur du fil plongé dans le champ magnétique B est mutlipliée par 4, le Bl de même, donc.
Et la compliance (élasticité, souplesse) de la suspension, que devient-elle ? Ce n'est pas une notion en soi très intuitive. On parle plus souvent d'elle parce qu'elle facilite les calculs mais ce n'est que l'inverse l'inverse de la raideur, qui est quelque chose qui parle beaucoup mieux à l'esprit. Quatre ressorts appliqués à une masse entraînent une force de rappel quatre fois supérieure. La raideur est multipliée par 4. En conséquence:
La compliance de notre nouveau 'haut-parleur' est divisée par 4.
L'impédance de la combinaison série-par ne change pas.
Si je n'oublie rien, ça donne tous les éléments pour calculer la sensibilité et le rendement du 'nouveau'
haut-parleur. La formule du rendement à employer est



l'autre, de type 'industriel' est équivalente. Elle fait appel au Qes et au Vas qui physiquement n'interviennent pas, ce qui mène à de monumentales mauvaises interprétations.

Siméon

[etsimonogn]

Il semblerait donc que comme l'a mentionné Siméon, l'augmentation de la surface rayonnante soit la seule explication.

La clé, c'est, pour une fréquence donnée, la valeur du volume d'air déplacé, produit de la surface rayonnante par son déplacement.

Quelques précisions.
La puissance acoustique est l'énergie totale émise par la source. Son environnement ne rentre pas en ligne de compte.
La pression acoustique est donnée pour un endroit précis de l'espace par rapport à la source.
Pensez à une source lumineuse. Elle émet la même energie qu'elle soit équipée d'un abat-jour ou d'une lentille de Fresnel mais ça ne donne pas idée de l'éclairement exact qu'elle va donner à un endroit précis de l'espace autour d'elle.

Siméon

[luiscrepy]

Il semblerait donc que comme l'a mentionné Siméon, l'augmentation de la surface rayonnante soit la seule explication.

La clé, c'est, pour une fréquence donnée, la valeur du volume d'air déplacé, produit de la surface rayonnante par son déplacement.

Quelques précisions.
La puissance acoustique est l'énergie totale émise par la source. Son environnement ne rentre pas en ligne de compte.
La pression acoustique est donnée pour un endroit précis de l'espace par rapport à la source.
Pensez à une source lumineuse. Elle émet la même energie qu'elle soit équipée d'un abat-jour ou d'une lentille de Fresnel mais ça ne donne pas idée de l'éclairement exact qu'elle va donner à un endroit précis de l'espace autour d'elle.

Siméon

Sympa, votre analogie. Elle me parle bien. La photographie est ma formation, le son un loisir. Je suis donc plus à l'aise avec la photométrie ou l'optique qu'avec l'acoustique.

Luis

[luiscrepy]

Voici donc les quelques mesures qui sont la compile de mes expériences récentes.

Ci-dessous la courbe de réponse de ma voie médium filtrée et égalisée (pour le point d'écoute) mesurée à 1 m du centre des 4 HP de médium de 13 cm de la photo.
la courbe bleue pour 1 HP, la verte pour 2 HP cote à cote disposant chacun de leur ampli et la rouge pour les 4 HP disposant également chacun de leur ampli. On remarque un gain de 6 dB pour 2 HP et de 12 dB pour 4 HP et que ce gain est à peu près constant sur toute la bande de fréquences reproduite par le HP. Chaque HP a une courbe qui lui est propre davantage à cause de son positionnement dans la pièce qu'à cause de disparités entre hauts parleurs. Il y a donc de petites différences dans la forme des 3 courbes.


Comme on pourrait rétorquer que les HP sont suffisamment proches pour que le couplage se fasse, j'ai refait la mesure en remontant les HP du haut de 40 cm
Les courbes bleue, verte et rouge sont toujours pour 1,2 et 4HP disposant chacun de leur ampli. Nous avons toujours le gain de 6 dB pour 2 HP et de 12 dB pour 4.
La courbe noire montre le montage de 4 HP en série/parallèle alimenté par un seul ampli. La forme de la courbe est logiquement similaire à celle du haut mais perd 6 dB car chaque HP ne reçoit plus que la moitié du voltage. Le gain par rapport à 1 HP est de 6 dB sur tout le spectre. Les différences sont liées au room gain qui n'est pas identique au 4 emplacements des HP.
La proximité des HP inférieure à la demi longueur d'onde n'a pas besoin d'être respectée pour que le gain de 6 dB ait lieu.


J'ai étendu l'expérience aux 2 tweeters dont le rôle est de restituer les fréquences au-dessus de 5 kHz et le constat est identique :
en rouge 1 seul tweeter, en bleu 2 tweeters l'un au-dessus de l'autre éloignés de 15 cm avec chacun son ampli. Le gain est de 5 dB mais constant de 6kHz à 15 kHz


Pour bien voir ce qu'il se passe en absence de couplage, j'ai refait les mesures avec plus de 50 cm entre les deux tweeters :
On voit apparaître l'effet de la directivité, les tweeters n'étant plus mesurés dans l'axe, mais le gain est toujours de 5 dB constant de 6 à 15 kHz.


Enfin une dernière mesure en RTA, donc à partir d'un bruit rose externe à REW, pour mettre en évidence la différence entre la mesure d'un bruit rose en stéréo, la source étant mono et celle d'un bruit rose toujours en stéréo, la source étant stéréo. La différence à l'écoute est colossale, la source mono vient d'un point central, la source stéréo vient de partout.
Les courbes gauche stéréo et mono sont identiques et les courbes droite stéréo et mono sont également identiques. à part un creux étroit à droite à 60 Hz, les courbes gauche et droite sont très proches et s'enroulent l'une autour de l'autre à 2 dB près. Ce qui fait qu'il est envisageable de créer une courbe moyenne des quatre et qui serait qualifiée de courbe de réponse d'un haut parleur seul, que le bruit rose soit stéréo ou mono. C'est la courbe verte.
La courbe bleue est la courbe obtenue avec gauche et droite en même temps avec le bruit rose stéréo en source
La courbe rouge est celle obtenue avec un bruit rose mono en source.
on constate dans un cas : 2 voies au lieu d'une = + 3dB
et dans l'autre cas : 2 voies au lieu d'une = +5 à 6 dB

J'ai au préalable tenté de mettre le micro très exactement à même distance des tweeters en utilisant l'impulsion comme méthode de mesure (1 seule impulsion visible = OK)
Je ne suis pas sûr d'y être arrivé avec une précision inférieure au cm. La chute de niveau progressive après 4 kHz du bruit rose mono restitué en stéréo peut donc avoir 2 origines :
1) un décalage de 8 mm mettrait le 20000 Hz en opposition de phase à gauche par rapport à droite et mettrait donc le niveau de cette fréquence à zéro. Un décalage de la moitié, soit 4 mm pourrait occasionner ce que l'on voit sur le tracé ci-dessous.
2) les deux tweeters étant écartés d'un peu plus de 3 mètres, l'effet du gain objet de mes essais ne se produit plus à cette distance.
Je serai quand même tenté par la première explication, faire mieux que 4 mm dans la précision de positionnement du micro me parait difficile et le passage de la courbe rouge en-dessous de la verte me fait plus penser à un problème de phase.