Auteur Sujet: Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?  (Lu 518 fois)

dekron

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Bonjour,

Dans le cadre de mes calculs sur le wavecor WF182BD10, différentes simulations closes et bass reflex indiquent que malgré les 80w annoncés de puissance admissible, ce n'est pas le cas sur toute la bande passante (grave en défaut), en cause le xmax rapidement atteint sous 80hz si on mets quelques watts dans l'engin.

Le Xmax est la limite au dela de laquelle des distortions importantes apparaissent, voire meme des dégats pour le HP mais je n'ai pas connaissance du Xlim qui serait la limite mécanique avant dommages.

Ce HP aura vocation à traiter le bas du spectre. Du coup je me demande quoi viser comme équilibre vis à vis aux courbes d'excursions que j'obtiens. Que ce soit clos ou BR ca ne dépasse pas aux memes endroits exactement mais le probleme est identique.

Si j'essaye d'étendre la réponse dans le grave (via un alignement différent par exemple) l'excursion par watt augmente proportionellement j'ai l'impression, ainsi en fait peut importe l'alignement choisi j'ai l'impression que le SPL Max lui n'est pas modifié, est ce exact ?

Ainsi le choix qu'il me resterait pour la partie grave serait d'avoir une courbe de réponde plus élevée mais moins de headroom disponible, ou une plus grande capacité dynamique en démarrant d'un niveau plus bas, est ce bien cela ?

Cependant je suis perturbé par le fait que la courbe d'excursion obtenue part du principe de 1W pour chaque fréquence donnée, je suppose que sur une musique donnée meme actuelle les basses sont quand meme plus limitée ainsi l'excursion réel à volume sonore donné aurait une allure proportionnellement moins dramatique dans le grave ? C'est peut etre davantage vrai en home cinema ?

Une possibilité est un passe haut dans le grave pour protéger le HP c'est cela ? Mais ca rajoute du délai de groupe, n'est ce pas mieux de choisir un alignement limitant davantage le grave pour une meilleure tenue en puissance et ne pas utiliser ce passe haut ??

Bref que vous fixez vous comme contrainte exact vis à vis de l'élongation quand vous faites le design d'une enceinte ?

Merci

Tonipe

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Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #1 le: mai 01, 2019, 20:00:34 pm »
Bonjour

Au niveau du volume, restez entre 20.8 et 32.5 L (avec un filtre actif, s'il y a une self en série je vous dirai les conséquences.)
Au niveau de l'accord, restez entre 26.2 Hz et 31.3 Hz.

Avec un alignement BESSEL, 20.8 L et 26.2 Hz, le meilleur à l'écoute, le HP est capable de 101 dB théorique à 1 m, avec 38 Hz à -3 dB et 29 Hz à -6 dB.

Avec un alignement LEGENDRE, 32.5 L et 31.3 Hz, le HP est capable de 99.6 dB théorique à 1 m, avec 29 Hz à -3 dB et 26 Hz à -6 dB.

Dans les deux cas, c'est l'évent qui limitera le SPL maxi, parce qu'il ne pourra pas être construit en pratique pour passer le SPL maxi.
Une autre façon de formuler les choses est de dire que la vitesse de l'air dans l'évent sera plus grande que ce qu'il est souhaitable au SPL maxi du HP.

Ne vous faites pas trop de noeux au cerveau, ce n'est qu'un 17 cm, le rendu du grave ne sera pas celui d'un 38 cm...

Cordialement, Dominique

dekron

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Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #2 le: mai 02, 2019, 06:13:34 am »
Merci pour ces propositions d'applications, ma question était surtout sur la théorie et le cas général : comment prendre ne compte la contrainte xmax ?
Ne faut il jamais dépasser ? peut on dépasser ? Dans quelles proportions ? sur quelles fréquences ? dans quelles conditions d'utilisation ?
Faut il couplet avec un passe haut imperativement o est il préférable de remonter directement la réponde du HP ?

Vous parliez d'une autre limite dans la conception, celle de la taille de l'event trop longue pour l'enceinte en bass reflex. En clos cette contrainte n'existe pas il faut alors tenir compte des autres.

Tonipe

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Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #3 le: mai 02, 2019, 06:59:47 am »
Bonjour

Le déplacement de la membrane est proportionnel à la tension appliquée aux bornes du HP.
Plus vous augmentez la tension, plus le débattement est important.

Le calcul avec les outils du site cherche la tension qui donne le déplacement maxi.
Avec cette tension, et la sensibilité calculée à 2.83 V, il est possible de savoir le SPL théorique que peut donner le HP.
C'est cette valeur qui est affichée.

L'évent est calculé pour être capable de passer le SPL théorique.
La surface de l'évent est calculée pour cela.
Parfois cela conduit a un évent trop long.
Il est possible de faire un évent avec une surface plus petite, le nouveau SPL théorique est calculé.
Si vous envoyez plus de puissance dans le HP, une tension plus forte, la vitesse de l'air dans l'évent sera plus grande que celle utilisée en référence pour les calculs.

Une enceinte avec évent c'est un volume et un accord.
Le volume doit rester dans la fourchette des volumes donnés par les alignements courants.
L'accord doit lui aussi rester dans la fourchette donné par les alignements courants, et ne peut être trouvé qu'à l'écoute.
Je suis désolé pour ceux qui croient qu'une enceinte se calcule, se réalise et ça marche, il y a une mise au point à faire sur l'évent et le filtre.

Le calcul ne devrait se faire que sur des HP rodés et mesurés par vous, j'ai une confiance très limité dans les paramètres constructeur : A 10 grandes marques près, les paramètres T&S ne sont pas justes.

Cordialement, Dominique.
« Modifié: mai 02, 2019, 07:01:25 am par Tonipe »

Greg Lagarrigue

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Re : Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #4 le: mai 02, 2019, 08:35:12 am »
Bonjour

Le déplacement de la membrane est proportionnel à la tension appliquée aux bornes du HP.
Plus vous augmentez la tension, plus le débattement est important.
...

Bonjour,
pas vraiment, pour une tension donnée, le déplacement est inversement proportionnel à la fréquence reproduite.
Il sera fortement influencé par les conditions d'amortissement de la membrane.
Exemple ci dessous avec un cas d'école, une charge bass reflex.
« Modifié: mai 02, 2019, 08:38:33 am par Greg Lagarrigue »

luiscrepy

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Bonjour

Le déplacement de la membrane est proportionnel à la tension appliquée aux bornes du HP.
Plus vous augmentez la tension, plus le débattement est important.
...

Bonjour,
pas vraiment, pour une tension donnée, le déplacement est inversement proportionnel à la fréquence reproduite.
Il sera fortement influencé par les conditions d'amortissement de la membrane.
Exemple ci dessous avec un cas d'école, une charge bass reflex.

Greg, ce que vous dites est vrai mais cela n'empêche pas que ce que dit Dominique l'est aussi à condition de ne pas pousser les hauts parleurs dans leurs derniers retranchements, dans leur zone de non linéarité.
Ci-dessous ma courbe de réponse au point d'écoute les 2 canaux G+D en fonction sur un système 4 voies. Mesurée avec le 100 Hz à 82 dB SPL (en rouge), puis à 92 dB (vert) et enfin à 102 dB (bleu). L'échelle est dilatée pour exagérer les défauts. J'ai modifié l'offset des courbes de + 10 et - 10 dB pour les superposer.
Entre 82 et 92 dB SPL, le débattement est proportionnel à un poil près à toutes fréquences. A 102 dB le grave ne l'est plus entre 20 et 34 Hz car le débattement devient très important, mais la distorsion culmine à 1,8 % pour 20 Hz, ce qui est à mon avis une belle performance. Le bas médium (120-450 Hz) n'est pas affecté car reproduit par 8 HP de 17 cm (4 de chaque côté) Le haut médium (450 - 3200 Hz) reproduit par 4 HP (2 de chaque côté) est légèrement affecté (beaucoup moins de 1 dB) aux fréquences les plus hautes et le tweeter voit sa dynamique se tasser de 0,25 à 1,5 dB au fur et à mesure que la fréquence augmente. On remarquera qu'à la fréquence de coupure, (3200 Hz) Il n'y a pas de tassement de dynamique ; probablement parce qu'à cette fréquence, ce sont 6 HP qui s'en chargent (4 haut-médiums et 2 tweeters)

Conclusion, si vous voulez limiter la distorsion et ne pas vous préoccuper des problèmes de Xmax, multipliez le nombre de HP et privilégiez les grands diamètres dans le grave.

Tonipe

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Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #6 le: mai 02, 2019, 10:31:33 am »
Nous sommes d'accord entre nous mais je n'ai pas précisé un point :
Le calcul se fait sur le maximum du déplacement de la membrane, maximum situé au dessus de la fréquence d'accord de l'évent.
Sur votre exemple, Greg, ce serait entre 50 et 55 Hz, à l'oeil.

Un filtre passe-haut permet de ne pas regarder les chose en dessous de FB, sauf si vous voulez vous faire mal avec l'infini.

Cordialement, Dominique
« Modifié: mai 02, 2019, 10:33:22 am par Tonipe »

etsimonogn

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Re : Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #7 le: mai 02, 2019, 11:13:21 am »
Le déplacement de la membrane est proportionnel à la tension appliquée aux bornes du HP.
Plus vous augmentez la tension, plus le débattement est important.
Attention, dans le déplacement de la membrane, il y a trois paramètres à bien distinguer. amplitude, vitesse, accélération. En piston, à niveau sonore constant, l'amplitude quadruple quand la fréquence est divisée par 2. Ce n'est pas directement proportionnel.
Siméon

Tonipe

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Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #8 le: mai 02, 2019, 12:43:53 pm »
Je voulais simplement dire que si vous avez un déplacement de 1 mm à 2.83 V, vous aurez 2 mm avec 5.66 V.
Je ne parlais pas du déplacement en fonction de la fréquence, je parlais du déplacement en fonction de la tension aux bornes du HP, en regardant les choses sur le maximum au dessus de Fb.

Cordialement, Dominique

dekron

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Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #9 le: mai 02, 2019, 14:21:04 pm »
Je ne parlais pas spécifiquement du bass reflex, oublions cela et les histoires d'events pour se concentrer uniquement sur l'élongation et Xmax en enceinte close pour etre sur de s'affranchir des events.

Si je reformule ma question :
  • peut on dépasser Xmax sous certaines conditions ou non ? (Distortions, casse, ...).
  • Ou placer la limite ? Soit je considère un SPL maximum à ne pas dépasser et je m'assure qu'à ce niveau le Xmax n'est jamais atteint avec la courbe dans le grave associée. Mais que se passe t'il par rapport à la dynamique éventuelle ? est ce qu'il faut prévoir de la "réserve" entre l'élongation mesurée et la limite Xmax ? est ce que vous vous permettez de dépasser ? Je ne sais pas comment appréhender cette limite.

Etmo

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Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #10 le: mai 02, 2019, 14:53:10 pm »
Bonjour

Dépasser le xmax est dangeureux.
Pour limiter l'amplitude vous pouvez jouer sur deux paramètres en clos. La puissance du HP ou le Volume.
Un petit volume va protéger votre Hp même  à forte puissance. Sur de gros volume vous pouvez fontionner en Br avec un accord tres bas sous les 20hz par exemple.
Votre système sera très similaire a une enceinte close dans les fréquences audibles. L'event servira plus a limiter le débattement a forte puissance.

Winsd permet de contrôler plus facilement des paramètres comme le groupe delay et le débattement. C'est un outil très complémentaire a celui de Dominique pour affiner une solution.

Cordialement
« Modifié: mai 02, 2019, 15:12:11 pm par Etmo »

Tonipe

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Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #11 le: mai 02, 2019, 16:32:16 pm »
La solution la plus simple est de rajouter un filtre passe haut.
Sur mes ALTEC 420-8B en enceinte close, transformée de Linkwitz et filtre passe haut à 12 dB sont à la même fréquence.
Le calcul montrera un déplacement de la membrane qui redescend aux basses fréquences, et donc un maximum quelque part dans le grave.
C'est avec ce maximum que nous pourrons calculer le SPL maxi dont est capable le HP.

Le seul problème est que j'ai fait un passe haut avec un filtre à 12 dB qui a un Q de 0.625, alors qu'aujourd'hui je ne sais calculer la réponse d'un filtre qu'avec un Q de 0.707
Sans aide pour calculer les coefficients A0, A1, A2 et B0, B1 et B2 il n'y aura pas le choix du Q du filtre passe haut.

Cordialement, Dominique

Etmo

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Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #12 le: mai 02, 2019, 21:26:15 pm »
Le filtrage n'est pas une protection physique contrairement a la limitation de puissance en fonction du volume de l'enceinte ou les filtres acoustiques commes les resonnateurs.

dekron

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Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #13 le: mai 06, 2019, 21:00:12 pm »
J'ai continué la simulation. Dans une hypothèse bass reflex, je tente par exemple un filtre passe haut (bessel, butterworth, ou LR peut importe) qui me permet de limiter l'excursion dans l'extreme grave dans les proportions similaires à l'excursion maximale, plus aigue, avant la fréquequence de résonance.

Par exemple, pour ce même HP de puissance annoncée de 80W, j'atteint sur les deux pics d'excursion le 5,5 mm limite avec un signal de 19W.

- Est ce que cela signifie que, si le système était créé tel quel, je devrais m'arranger pour faire de 19W la puissance maximale par HP issu de l'ampli à ne pas dépasser ?
- Quid des signaux crête ? Car quand on parle de puissance d'ampli, il s'agit bien de puissance moyenne et pas de puissance instantanée maximale, ou bien c'est le niveau maximal, ainsi le niveau moyen serait bien plus faible ??
- Corollaire, tenez vous compte de la répartition fréquentielle des signaux à passer ? J'ai tenter d'analyser différents titres sur foobar avec l'outil sommaire d'analyse fréquentielle, les niveaux à 50hz ne dépassent pas les -10db. considérant que le calcul d'excursion donne pour chaque la fréquence le déplacement correspondant à un niveau de 0db ainsi jamais atteint théoriquement, est ce que cela constitue une marge supplémentaire de puissance administrable au HP ?

Etmo

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Re : Quelle courbe cible pour l'élongation par rapport à Xmax ?
« Réponse #14 le: mai 06, 2019, 22:32:21 pm »
C'est effectivement moins importante si le hp à une bande passante large. L'ampli saturera avant que le hp soit en dehors des limites. Éviter dans ce cas de booster les basses fréquences. vous risquez de saturer très vite l'ampli.