nombre de HP et rendement.

[etsimonogn]

Si tu as fais un branchement en série, c'est normal : tu consommes deux fois moins de puissance sur ton ampli et tu as donc la même pression sonore. Si tu mets en parallèle, tu gagneras 6dB : 3dB grâce au doublement de HP, 3dB parce que tu tireras 2 fois plus de puissance sur l'ampli (par rapport à un seul HP).

Dans les deux cas, c'est l'addition de deux sources sonores corrélées, +6 dB. On considère la tension appliquée aux HP pas la puissance tirée de l'ampli.
Siméon 

[LeChacal619]

Si tu as fais un branchement en série, c'est normal : tu consommes deux fois moins de puissance sur ton ampli et tu as donc la même pression sonore. Si tu mets en parallèle, tu gagneras 6dB : 3dB grâce au doublement de HP, 3dB parce que tu tireras 2 fois plus de puissance sur l'ampli (par rapport à un seul HP).

Dans les deux cas, c'est l'addition de deux sources sonores corrélées, +6 dB. On considère la tension appliquée aux HP pas la puissance tirée de l'ampli.
Siméon

Justement non.

[etsimonogn]

Si tu as fais un branchement en série, c'est normal : tu consommes deux fois moins de puissance sur ton ampli et tu as donc la même pression sonore. Si tu mets en parallèle, tu gagneras 6dB : 3dB grâce au doublement de HP, 3dB parce que tu tireras 2 fois plus de puissance sur l'ampli (par rapport à un seul HP).

Dans les deux cas, c'est l'addition de deux sources sonores corrélées, +6 dB. On considère la tension appliquée aux HP pas la puissance tirée de l'ampli.
Siméon

Justement non.

La relation de la pression acoustique émanant du HP à la tension qu'on lui applique est directe. Si à la place de la tension c'était la puissance, on ferait des courbes de réponse en puissance et ce serait une drôle de partie de plaisir de calculer des filtres passifs.
Siméon

[LeChacal619]

Non et non et re non. Qu'est-ce qui met en mouvement la bobine, le champ magnétique généré par le courant qui y circule ou la tension aux bornes du HP ?

Indice : le Bl est donné en Newton / Ampère.

[LeChacal619]

Je vais donner quelques explications.... attention le post va être long !!!

[gils]

Avec mes baffles plan, j'ai installé un second 30cm pour la basse. Aux mesures, je n'ai absolument rien de plus qu'un seul 30cm en terme de rendement.

Je pense qu'il faut réellement un environnement idéal pour avoir cette addition ou bien cela ne s'applique pas tellement pour les dipôles ?

Bonjour,

Si votre HP est accordé en fréquence aux autres HPs, vous ne gagnez rien normalement, vous étendez la bande et confort d'écoute.

cdt.Gilles

[LeChacal619]

La relation de la pression acoustique émanant du HP à la tension qu'on lui applique est directe.

Mea culpa : tu as bien raison ! Si la membrane à déjà la bonne accélération, il ne faut pas lui en fournir. La tension est l'image de l'accélération de la membrane, par conséquent en contrôlant la tension on contrôle effectivement la membrane et donc la puissance acoustique générée. Je donne une explication plus détaillée néanmoins pour d'autres et pour que vous vérifiez que je ne dise pas de conneries :

Qu'est-ce qui génère le son ? Il faut revenir à la base : une puissance électrique -> une puissance mécanique -> une puissance acoustique.

Parlons de la conversion puissance électrique -> puissance mécanique : une intensité circule dans la bobine. La bobine, c'est un solénoïde (https://fr.wikipedia.org/wiki/Sol%C3%A9no%C3%AFde). Vous faites circuler une intensité, vous générez un champ magnétique (Tesla / mètre). Comme par hasard, il se trouve qu'un aimant est fixé tout proche de la bobine et génère aussi un champ magnétique, mais lui il le génère en permanence et l'aimant ne bouge pas.... Les champs s'opposent et créent une accélération sur la bobine (puisque l'aimant, lui, ne peut pas bouger). La bobine bouge, la membrane + cache noyau + spider + suspension périphérique qui sont fixés à la bobine bouge : tout va bien.

Pas plus tard qu'hier, j'ai repris le modèle de haut parleur des applications fournies avec Comsol et j'ai supprimé l'aimant et tout et au lieu d'appliquer une tension, j'applique directement une contrainte mécanique sur la bobine. Qu'est-ce qu'il faut pour créer une pression sonore linéaire en amplitude sur le spectre ? un déplacement en m/s ? une vitesse en m/s ? une accélération en m/s² ? Et bien.... une accélération en m/s².

Maintenant pourquoi il faut contrôler la tension à une bobine de HP pour contrôler la pression acoustique générée ? Et bien vous savez que votre bobine peut fonctionner dans les 2 sens : transmettre de la puissance électrique ==> puissance mécanique, ou transmettre de la puissance mécanique ==> puissance électrique, tout comme un moteur peut fonctionner en dynamo : c'est vieux comme le monde.

(somme des forces) = masse * accélération...

Imaginez que vous appliquez une force sinusoïdale sur votre membrane de HP. Votre membrane et tout ce qui est lié (appelons l'ensemble "équipage mobile") bouge. Cette masse, c'est approximativement la valeur Mms si je ne me trompe pas (Mms pour moi c'est plutôt une masse apparente je dirai...). Donc la bobine reçoit une accélération sinusoïdale d'une certaine amplitude, amplitude d'autant plus grande que la masse est faible puisque accélération = (somme des forces) / (la masse Mms).

Wikipédia encore (solénoïde) :

La notion de flux impose qu'il faut prendre en compte la composante de temps. Ceci permet d'induire l'induction magnétique. En effet, lorsque le flux du champ magnétique qui traverse un circuit conducteur varie au cours du temps, il apparaît dans ce circuit une tension appelée force électromotrice ε {\displaystyle \varepsilon } \varepsilon . Ces phénomène est décrit par la loi de Lenz-Faraday.

Que se passe-t-il si le circuit du bobinage est ouvert ? Une tension est générée mais aucun courant circule.
Que se passe-t-il si le bobinage est en court-circuit ? une intensité se crée, de l'énergie se dissipe en chaleur. Cette énergie dissipée est plus faible que la force électromotrice générée.
Que se passe-t-il si on branche la bobine à un générateur de tension qui émet un signal de 0V continu ? (remarquez bien que je n'ai pas dit ampli car je ne maîtrise pas toutes les classes d'ampli et je suis à peu près sûr qu'il y en a une qui aura un comportement particulier qui me ferait dire des conneries) Et bien le générateur va "forcer" la tension à rester à 0. Pour cela, il va envoyer du courant dans la bobine et générer une force contre-électromotrice qui s'oppose à la force électromotrice : il va donc empêcher la membrane de bouger. Au final, en imposant la tension, il impose le mouvement de la membrane.

Si à la place de la tension c'était la puissance, on ferait des courbes de réponse en puissance et ce serait une drôle de partie de plaisir de calculer des filtres passifs.

Oui puisque par exemple à la fréquence de résonance de l'équipage mobile, la force de rappel est "utile" au déplacement de la membrane : si on impose l'intensité, on impose une même force qu'ailleurs en fréquence, et donc on a un "excès de force", puisqu'on a la force fournie par le générateur + la force fournie par l'équipage mobile du HP en résonance.

[LeChacal619]

Mais est-ce que la pression générée est fonction uniquement de l'accélération ? Normalement si le diaphragme bouge identiquement (en phase) à la force (i.e. pression) qu'il reçoit, il absorbe toute l'énergie ? il n'y a aucun transfert ? c'est pour ça que dans un papier de recherche que j'avais trouvé ou ils voulaient faire d'un HP un absorbeur actif ils avaient récupéré la tension du HP pour commander un générateur de courant et fournir au HP une force en phase à celle reçue : pour supprimer le transfert d'énergie et donc le rebond de l'onde acoustique et donc l'absorber....

Purée mais c'est génial, ca veut dire que si je place une dizaine de micros capable de capter les basses fréquences, que je fais une spectral average en temps réel, et que je connais la fonction de transfert entre ceux que captent les micros et ce que recoit chaque HP d'un mur de HP derrière moi (cette fonction de transfert devrait être causale toutefois....), je pourrais commander en intensité chaque HP pour "épouser" parfaitement le signal de pression qu'ils reçoivent et corriger tout le bas du spectre !!! Causalité..... au pire je ne peux pas corriger les premiers cycles mais en-dessous de 50hz déjà un cycle c'est 20ms ca laisse un peu de marge... au pire en 2-3 cycles c'est parfaitement jouable : RT60 de 0 dans le bas du spectre mouahahaha. Bon..... intéressant 

[LeChacal619]

What do you think of that ?

https://www.audioxpress.com/article/current-driving-of-loudspeakers-book-review

[LeChacal619]

https://asa.scitation.org/doi/abs/10.1121/1.423876

Paraît d'après ce papier qu'en haute fréquence l'intensité sonore est plus représentative du son perçu que la pression sonore..... ça expliquerait pourquoi il faut des pentes différentes en haut du spectre en fonction de l'acoustique de la pièce ?

[etsimonogn]

La relation de la pression acoustique émanant du HP à la tension qu'on lui applique est directe.

Mea culpa : tu as bien raison ! Si la membrane à déjà la bonne accélération, il ne faut pas lui en fournir. La tension est l'image de l'accélération de la membrane, par conséquent en contrôlant la tension on contrôle effectivement la membrane et donc la puissance acoustique générée.

Pas la puissance mais la pression comme dit:

Maintenant pourquoi il faut contrôler la tension à une bobine de HP pour contrôler la pression acoustique générée ?

Imaginez que vous appliquez une force sinusoïdale sur votre membrane de HP. Votre membrane et tout ce qui est lié (appelons l'ensemble "équipage mobile") bouge. Cette masse, c'est approximativement la valeur Mms si je ne me trompe pas (Mms pour moi c'est plutôt une masse apparente je dirai...).

Mms c'est la masse totale déplacée = Mmd masse de l'équipage mobile + Mma masse d'air déplacée.

En effet, lorsque le flux du champ magnétique qui traverse un circuit conducteur varie au cours du temps, il apparaît dans ce circuit une tension appelée force électromotrice ε {\displaystyle \varepsilon } \varepsilon . Ces phénomène est décrit par la loi de Lenz-Faraday.

Tout à fait. Une erreur courante c'est de penser que c'est un courant qui est induit. C'est bien une tension, elle est proportionnelle à la vitesse de la bobine mobile, une force électro-motrice, pour les HP on dit parfois contre-électromotrice parce qu'elle vient en opposition de celle qui créée le mouvement de la bobine.

Que se passe-t-il si le circuit du bobinage est ouvert ? Une tension est générée mais aucun courant circule.
Que se passe-t-il si le bobinage est en court-circuit ? une intensité se crée, de l'énergie se dissipe en chaleur. Cette énergie dissipée est plus faible que la force électromotrice générée.

Les amplis habituels ayant une impédance de sortie pratiquement nulle, si le HP est directement branché  à l'ampli (cas avec les filtres actifs) la bobine est effectivement en court circuit. Le courant dans le circuit est déterminé par la tension délivrée par l'ampli, l'impédance de la bobine mobile, sa résistance en continu + son inductance + sa résistance à cause des courants de Foucault ET la tension ou force contre-électromotrice due au mouvement de la bobine. Si le déplacement de la bobine est important, à la résonance par exemple, cette tension est élevée, comme elle s'oppose à la tension de l'ampli, le courant dans le circuit est faible, c'est comme si l'impédance du circuit avait augmenté. D'où l'idée de modéliser l'augmentation de l'impédance par un circuit qu'on appelle l'impédance motionnelle, representée par un circuit bouchon (Ces, Les, Res)

Que se passe-t-il si on branche la bobine à un générateur de tension qui émet un signal de 0V continu ? (remarquez bien que je n'ai pas dit ampli car je ne maîtrise pas toutes les classes d'ampli et je suis à peu près sûr qu'il y en a une qui aura un comportement particulier qui me ferait dire des conneries)

Les classes d'ampli, c'est autre chose, ça se rapporte à l'intérieur. Vu de l'extérieur, un ampli, c'est une source de tension pure en série avec une impédance. Avec ceux qui sont les plus utilisés, cette impédance est très faible (souvent moins que le câble de liaison). 

Et bien le générateur va "forcer" la tension à rester à 0. Pour cela, il va envoyer du courant dans la bobine et générer une force contre-électromotrice qui s'oppose à la force électromotrice : il va donc empêcher la membrane de bouger. Au final, en imposant la tension, il impose le mouvement de la membrane.

La membrane n'est pas complètement paralysée mais fortement freinée par l'amortissement électrique du circuit.

Si à la place de la tension c'était la puissance, on ferait des courbes de réponse en puissance et ce serait une drôle de partie de plaisir de calculer des filtres passifs.

Oui puisque par exemple à la fréquence de résonance de l'équipage mobile, la force de rappel est "utile" au déplacement de la membrane : si on impose l'intensité, on impose une même force qu'ailleurs en fréquence, et donc on a un "excès de force", puisqu'on a la force fournie par le générateur + la force fournie par l'équipage mobile du HP en résonance.

L'imposition d'intensité, c'est ce qu'on appelle la commande en courant des HP. Il faut un ampli à forte impédance de sortie mais sans perte par effet Joule. C'est facile à construire avec des puces de puissance. Ca a un certain intérêt, les câbles n'ont plus d'impact sur ce qui arrive au HP, mais il n'y a plus d'amortissement électrique à la résonance.
Siméon 

[LeChacal619]

Merci pour les corrections. Je n'ai pas trop le temps pour commenter désolé, peut-être plus tard ^^

Voici ce que je mesure avec Comsol en imposant l'accélération sur la membrane d'un haut parleur :


Voici ce que je mesure avec Comsol en imposant la vélocité sur la membrane :


Le modèle est celui repris des modèles livrés avec les modules acoustiques, modèle auquel j'ai simplement supprimer la physique lié à l'électromagnétisme et auquel j'ai supprimé l'aimant etc. pour ne garder que le "tube" sur lequel est entourée la bobine :


Il s'agit d'un haut parleur dans un baffle-plan infini entouré par un PML, donc en champ libre.

Remarque: les amplitudes ne sont pas significative, j'ai imposé d'un côté 1m/s et de l'autre 1m/s², le SPL est complètement différent mais ce qui compte, c'est d'avoir une courbe plate.... Et elle l'est (si on tient compte de la baisse de SPL dans le haut du spectre à cause de l'impédance de la bobine) lorsque l'accélération de la membrane du HP est parfaitement maîtrisée. J'en conclu que c'est l'accélération de la membrane qui permet de générer la pression sonore souhaitée. La simulation commence à 10Hz.... on a donc de la marge pour descendre à 20Hz à plat. Je vais essayer de faire le lien avec l'intensité et la tension : je dois potasser les schémas électriques des documents scientifiques pour cela, j'en aurai bien pour quelques jours je pense....

[LeChacal619]

Je reviens quand même là-dessus :

Si tu as fais un branchement en série, c'est normal : tu consommes deux fois moins de puissance sur ton ampli et tu as donc la même pression sonore. Si tu mets en parallèle, tu gagneras 6dB : 3dB grâce au doublement de HP, 3dB parce que tu tireras 2 fois plus de puissance sur l'ampli (par rapport à un seul HP).

Dans les deux cas, c'est l'addition de deux sources sonores corrélées, +6 dB. On considère la tension appliquée aux HP pas la puissance tirée de l'ampli.
Siméon 

Je ne suis toujours pas d'accord avec ça. En série, la tension aux bornes du montage est la même que celle d'un montage en parallèle car c'est l'ampli qui impose cette tension (normalement elle ne change pas trop si l'ampli est capable de supporter 4 et 8 ohms).

En série : tension divisée par deux sur chaque HP = puissance divisée par 4 sur chaque HP = puissance totale divisée par 2 = -3dB mais on gagne +3dB grâce au fait qu'il y a 2 HPs : +0dB.

En parallèle, sans changer le gain de l'ampli ("le volume"), la tension en sortie d'ampli est inchangée et donc on a la même tension que pour un seul HP aux bornes des deux HPs donc on a la même puissance sur chaque HP que dans le cas avec un seul HP mais comme il y a 2HPs on tire deux fois plus de puissance sur l'ampli : +3dB auquel on ajoute toujours les +3dB grâce au fait qu'il y a 2HPs : +6dB.

Dans un cas +0dB, dans l'autre +6dB.

Qu'on raisonne en puissance ou en intensité, le résultat est le même : le SPL change selon le branchement. La sensibilité en puissance non : on a +3dB à puissance équivalente avec 2 HPs quel que soit le montage comparé à un seul HP branché sur l'ampli. La différence, c'est qu'avec un montage on tire deux fois plus de puissance, avec l'autre deux fois moins....

[etsimonogn]

En général, la sensibilité donnée par les constructeurs est simplement tirée de la courbe de réponse en fréquence. C'est le niveau SPL à 1 m à la fréquence au dessus de la résonance où l'impédance présente un creux, est minimale, résistive, elle y est inférieure à l'impédance nominale du HP. Comme les courbes d'impédance et de réponse en fréquence figurent la plupart du temps sur le même graphique c'est facile à déterminer ou à vérifier. La courbe de réponse est relevée pour une tension fixe, la sensibilité au stade de la mesure est donc d'abord et avant tout une affaire de tension. Cette tension est le plus souvent de 2.83 V RMS. Parce que convertie en puissance sur une résistance de 8 Ohm qui est la valeur de l'impédance nominale du HP la plus courante, ça fait 1 W tout rond. Pour des raisons obsolètes, des constructeurs exprimer la sensibilité pour ce W. Ca reflète pas vraiment la réalité car l'impédance nominale est différente de l'impédance minimale au dessus de la résonance. Souventes fois, les constructeurs enwattés conservent la même valeur de tension de 2.83 V pour l'essai  alors que l'impédance nominale du HP est 4 ou 16 Ohms. Leur 1 W de l'expression de la sensibilité  c'est alors en fait 2 ou 0.5 W, c'est la confusion totale. Avec la sensibilité en tension, il n'y a aucune de ces pirouettes, on reste dans le monde réel.
Siméon

[LeChacal619]

En général, la sensibilité donnée par les constructeurs est simplement tirée de la courbe de réponse en fréquence. C'est le niveau SPL à 1 m à la fréquence au dessus de la résonance où l'impédance présente un creux, est minimale, résistive, elle y est inférieure à l'impédance nominale du HP. Comme les courbes d'impédance et de réponse en fréquence figurent la plupart du temps sur le même graphique c'est facile à déterminer ou à vérifier. La courbe de réponse est relevée pour une tension fixe, la sensibilité au stade de la mesure est donc d'abord et avant tout une affaire de tension. Cette tension est le plus souvent de 2.83 V RMS. Parce que convertie en puissance sur une résistance de 8 Ohm qui est la valeur de l'impédance nominale du HP la plus courante, ça fait 1 W tout rond.

Je suis d'accord jusque là !

Pour des raisons obsolètes, des constructeurs exprimer la sensibilité pour ce W. Ca reflète pas vraiment la réalité car l'impédance nominale est différente de l'impédance minimale au dessus de la résonance.

Ok je vois : https://lyceehugobesancon.org/btssn/IMG/pdf/Puissances.pdf

On utilise pas la puissance active (W) car elle n'est pas connue et n'est pas constante pour toutes les valeurs de fréquence. La seule chose qu'on connaît facilement par mesurage et qui est constant pour toutes les fréquences tant qu'on ne tire pas trop d'intensité, c'est la valeur réelle de la tension en sortie d'ampli. Right ? Mais on donne quand même la puissance d'un ampli en W.... parce que c'est cool : super !