Comment calculer une enceinte Bass Reflex

[Jeff-]

Bonjour à tous,

Dans le fil traitant de la "Mesure TAD 1601b" avait été évoquée la modélisation Excel de calcul d'une enceinte Bass Reflex disponible sur le site de Francis Brooke.
Dans cette modélisation le paramètre de la vitesse maximale  de l'air dans l'évent était prépondérant quant au dimensionnement du volume de l'enceinte,
de la fréquence d'accord et des évents.
J'avais repris cette application en abondant la base de données HP et en ajoutant deux onglets où l'on pouvait dimensionner ses évents
indépendamment de la vitesse de l'air dans celui ci.

Cyrille Audio avait alors posé cette question :

"Ne serait-il pas possible d'avoir un double garde-fou avec Se fonction de Ve max et SPL utilisateur"

Pour répondre à la question de Cyrille j'ai rajouté au fichier initial quelques fonctionnalités, en particulier un onglet "Synthèse"
qui permet de paramétrer et visualiser les résultats sans avoir à se promener dans les différents onglets du tableur et dans lequel on peut visualiser, entre autre,
le déplacement de la bobine mobile en fonction de la puissance et voir à quelle fréquence il y a un possible "talonnement".
On visualise aussi les courbes d'impédance HP et Bass reflex, les SPL, …

L'utilisation du fichier joint est des plus simples :

En "B3" choix du HP dans une liste déroulante.
En "B2" choix du type de projet Bass Reflex (Event circulaire, rectangulaire, …)
Dans la zone verte "Valeurs d'entrée" on définit ses paramètres (Nbre évents, nbre HP, alignement, …)
A savoir que tout ce qui est en f(Ve) (vitesse air dans l'évent en tant que paramètre imposée) correspond à la vision d'origine de Francis Brooke.
On a en "L6" 4 possibilités d'alignement, Bessel, Legendre, BB4 et QB3 mais on n'a pas la main sur le dimensionnement des évents.
Les paramètres calculés, en particulier volume, fréquence d'accord et dimensions d'évents, sont dans la zone rouge valeurs de sortie.
Selon le choix du type de projet Bass Reflex les paramètres à renseigner et résultats de calculs apparaissent ou sont masqués automatiquement.

Le choix Event Circulaire f(Se) permet de choisir soit même sa section et longueur d'évent ainsi que leur nombre jusqu'à 3.
Le choix Event Rectangulaire f(L,h) permet de choisir soit même sa longueur, largeur et profondeur d'évent mais Francis Brooke n'a travaillé que sur un seul évent, éventuellement 2 HP avec évent vertical central.
Dans ces 2 cas la vitesse de l'air dans l'évent devient un paramètre calculé affiché en "L31", fonction des dimensions de(s) évent(s) et de la puissance.

Selon les paramètres du HP choisi (tous les HP ne sont pas fait pour fonctionner en bass reflex) on peut tomber sur des projets à priori irréalisables
quant aux dimensions de l'enceinte vs celles des évents par rapport à l'alignement choisi.
Pour tous les projets en f(Ve) la vitesse "Ve max" imposée joue énormément sur les dimensions de l'évent.
Pour leur dimensionnement on peut alors jouer sur ce paramètre pour retomber dans les clous.
Pour le dimensionnement de l'enceinte on peut aussi jouer sur le ratio "Hauteur/Largeur" ou "Profondeur/Largeur",
ainsi que "Largeur/Hauteur" de l'évent dans le cas d'un évent rectangulaire.
Les paramètres géométriques de l'enceinte ou des évents qui sont en dépassement s'affichent en rouge.

Avec l'évent Onken Jensen f(Ve) l'alignement Legendre est préférable compte tenu des dimensions des évents.
Dans ce cas on peut aller jusqu'à 8 segments (1, 2, 3 ou 4 de chaque coté)
Attention en quittant cette modélisation Onken le nombre d'évents reste en l'état.
S'il est supérieur à 3 il faut,  pour revenir sur un choix autre que Onken, de nouveau saisir le nombre d'évents correct (1 à 3) sinon les calculs sont faussés.

Je rappelle que je n'ai fait que reprendre le travail de Francis Brooke pour l'abonder et  rendre son application Excel un peu plus conviviale.
A minima cela permet de voir si, par rapport à un HP donné, le projet que l'on a tient la route ou pas,
de même que par rapport à la puissance maximale de sortie de son ampli savoir à quelle fréquence on risque de talonner.

Réf : Pierre Loyez, Jean Fourcade, Francis Brouchier, A. N Thiele et R. Small, Jean Marc Plantefeve, …

Cordialement.

Edit:

Bonjour,
Concernant l'impédance du BR je n'avais pas sélectionné les bonnes données pour l'affichage de la phase.
Comme celle-ci à tendance à comprimer l'échelle du graphique je l'ai supprimée dans l'onglet "Synthèse" et mis à jour dans l'onglet "Graphes".

[GG14]

de même que par rapport à la puissance maximale de sortie de son ampli savoir à quelle fréquence on risque de talonner.

C'est bien de le savoir mais un filtre passe haut vers 30 Hz résout radicalement le problème d'autant plus que les fréquences inférieures sont à la fois rares dans la musique et jamais propres si reproduites du fait du local.
Du 35 Hz à peu près convenable est un objectif ambitieux.

[narshorn]

Bonjour,

La pièce jointe et les illustrations ont disparu ?

Cordialement
.

[Cyrille-Audio]

Bonjour,

Développement très intéressant dub travail de Françis BROOKE.

Cyrille Audio avait alors posé cette question :
"Ne serait-il pas possible d'avoir un double garde-fou avec Se fonction de Ve max et SPL utilisateur"

Mon expérience c'est :
- Ve max 8m/s (9m/s on est dans le coude, au delà ce n'est plus linéaire)
- SPL max en domestique 105dBspl/1m (100dBspl PE pour une paire à 2m dans une pièce réelle) pour une écoute déjà très soutenue.

[Notepi]

Une précision : Les 8 m/s sont bien pour le SPL maxi du HP, à Xmax ?

[etmo]

Une précision : Les 8 m/s sont bien pour le SPL maxi du HP, à Xmax ?

Non sauf a prendre un HP totalement inadaptée avec un faible Xmax en général le SPL maxi dépendra que du volume et de la fréquence d'accord.

[Notepi]

Je ne comprends pas la réponse de etmo...
Si j'ai un HP capable de 120 dB, je dimensionne l'évent à 8 m/s à 120 dB/1 m, ou à 8 m/s à 105 dB/1 m ?

[etmo]

Je ne comprends pas la réponse de etmo...
Si j'ai un HP capable de 120 dB, je dimensionne l'évent à 8 m/s à 120 dB/1 m, ou à 8 m/s à 105 dB/1 m ?

l'idéal est bien sur de faire un dimensionnement à 120 dB/m

Maintenant vous ne prendrez pas forcément 8m/s a ce niveau SPL pour le dimensionnement de l'évent.

Francis parle d'une courbe avec une vitesse à ne pas dépasser en fonction du SPL visé pour que le niveau des bruits d'écoulement reste raisonnable en proportion.

Maintenant en fonction de cette courbe si on veut dimensionner un évent de longueur raisonnable par rapport au diamètre, le volume mininal est presque imposé par la fréquence de résonnance visée.

Voir chapitre 5.6.2

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

[etmo]

L'autre phénomène à prendre en compte est la fréquence de résonnance du tube qui dépend de sa longueur.

Toutes ses valeurs sont indiquées clairement dans des outils comme WinISD

[Notepi]

La fréquence de résonnance "en tuyau d'orgue" n'aurait un sens qu'associé au Q à cette fréquence.
Je n'ai pas trouvé le calcul de ce Q.

8 m/s et SPL, c'est la réponse de Cyrille que je voudrai.

[Cyrille-Audio]

Bonjour,

8 m/s et SPL, c'est la réponse de Cyrille que je voudrai.

La réponse est dans la définition de Ve max.
Ve max défini personnellement par un protocole expérimental en 2016, valeur corroborée depuis par le bureau R&D de Samsung qui a publié ses résultats l'an dernier.
Ve max est encore réduit dans le cas d'un évent coudé, si R < D.

[Notepi]

Ma question est pourtant simple :
8 m/s à un SPL à préciser, ou au SPL maxi du HP.
Pourquoi tourner autour du pot ? Parce que vous ne le savez pas ?

[Cyrille-Audio]

Bonjour,

Ma question est pourtant simple :
8 M/s à un SPL à préciser, ou au SPL maxi du HP.

La question a déjà obtenu réponse.
Une autre réponse serait de dire que ladite question n'a pas de sens, c'est comme demander si le Xmax dépends du SPL ou de Paes...

Pourquoi tourner autour du pot ?

Bien au contraire je rends public, à tort semble t-il, les résultats de mes recherches.

Parce que vous ne le savez pas ?

Doit-on en rire ou en pleurer ?

[Jeff-]

Bonjour,

La pièce jointe et les illustrations ont disparu ?

Cordialement
.

Bonjour,

J'ai du faire une mauvaise manip en voulant éditer.
Je vais la remettre.

Cordialement.

[narshorn]

Bonjour,

La pièce jointe et les illustrations ont disparu ?

Cordialement
.

Bonjour,

J'ai du faire une mauvaise manip en voulant éditer.
Je vais la remettre.

Cordialement.

Merci !

Cordialement
.

[Notepi]

Ve par Francis Audio
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]
Cela ne dit toujours pas quel SPL de référence pour 8 m/s...
Cela ne dit toujours pas , pour les 5 m/s de Mario Rossi, a quel SPL il les prend.
Sur la courbe jaune c'est environ 5 m/s à 95 dB et 8 m/s à 105 dB.

[etmo]

Bonjour,

8 m/s et SPL, c'est la réponse de Cyrille que je voudrai.

La réponse est dans la définition de Ve max.
Ve max défini personnellement par un protocole expérimental en 2016, valeur corroborée depuis par le bureau R&D de Samsung qui a publié ses résultats l'an dernier.
Ve max est encore réduit dans le cas d'un évent coudé, si R < D.

Bonjour,

Pourrais ton avoir les lien vers ton protocole expériemental de 2016 et celui de SamSung.

Cordialement

Etmo

[besk]

;

[Notepi]

Je vois bien les deux courbes de déplacement de la membrane, et de vitesse de l'air dans l'évent, pour 2.83 V aux bornes du HP.
Cela ne répond pas à la question 8 m/s pour combien de dB de SPL.
Je comprends que c'est au SPL maxi du HP, si on veux faire un dimensionnement correct...

[besk]

;

[narshorn]

C'est du 'do it yourself', fais-le toi-même.

.

[Notepi]

C'est un logiciel "bidulique" qui ne sait pas trouver tout seul la tension de calcul à utiliser pour être directement au Xmax du HP, Xmax au maximum du déplacement au-dessus de FB.
Je connais Excel, je sais trouver les formules de calcul !!!
Si je sais trouver, je sais aussi copier pour les courbes que je n'ai pas !!!

[besk]

;

[Notepi]

Visiblement, tu ne sais pas faire la différence entre une feuille de travail élaborée gratuite et un logiciel payant

Les outils de calculs de mon site son gratuits, et n'ont pas le problème indiqué.
Je peux donc me permettre la remarque que j'ai fait sur le caractère "bidulique" sur le point indiqué.

[Ragnarsson]

Visiblement, tu ne sais pas faire la différence entre une feuille de travail élaborée gratuite et un logiciel payant

Les outils de calculs de mon site son gratuits, et n'ont pas le problème indiqué.
Je peux donc me permettre la remarque que j'ai fait sur le caractère "bidulique" sur le point indiqué.

WinISD est lui aussi gratuit.

[moonfly]

Bonjour,

pour le calcul de l'évent Basta par exemple donne de base un max velocity  à 10m/s

[Notepi]

WINISD est gratuit.
Si vous êtes débutant et que vous voulez vous planter, c'est un excellent logiciel.

Remarquez que si vous utilisez mes outils, sans percuter qu'une case en rouge indique un problème, vous vous planterez aussi.
Si la case est verte, tout va bien.
Vous êtes daltonien ?
Avec mes outils, pour voir la vie en rose, restez dans le vert.

[Cyrille-Audio]

Bonjour,

Pourrais ton avoir les lien vers ton protocole expériemental de 2016 et celui de SamSung.

Merci Etmo pour cette question constructive.
Je propose d'ouvrir un fil sur le sujet spécifique de Ve et Ve max, afin de ne pas polluer outre mesure ce fil dédié à la feuille de Françis/Jeff.

[Gilles]

Ve par Francis Audio
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Cela ne dit toujours pas quel SPL de référence pour 8 m/s...
Cela ne dit toujours pas , pour les 5 m/s de Mario Rossi, a quel SPL il les prend.
Sur la courbe jaune c'est environ 5 m/s à 95 dB et 8 m/s à 105 dB.

C'est trop 5 m/s à 95 db, vous aurez un bruit d'écoulement audible

Demandons à ceux qui savent faire des enceintes ainsi que des HPs !!

Prenons le cas d'une JBL 4344, vitesse d'écoulement moyen à 95 db pour 1,2 W est à 1,8 m/s et à 115 db vous pouvez atteindre les 15 m/s !! à 115 db, on s'en fout, on est déjà sourd !!! donc incapable de détecter un bruit à 70 db !!

Et si votre simulateur était bon, vous ne poserez pas la question !!

Un évent bien dimensionné pour 95 db/W/m

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Bonne nuit

[besk]

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[moonfly]

Bonjour,

en voilà un de calculateur de débit de tuyau
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[besk]

;

[Notepi]

Quand on utilise un logiciel, on se pose certaines questions.
Quand on conçoit un logiciel, on se pose d'autres questions.
Force est de reconnaitre que les premiers ne savent pas répondre aux questions des seconds.

[narshorn]

Mais oui, les utilisateurs ne savent pas répondre aux questions des concepteurs ...
.

[etmo]

Ve par Francis Audio
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Cela ne dit toujours pas quel SPL de référence pour 8 m/s...
Cela ne dit toujours pas , pour les 5 m/s de Mario Rossi, a quel SPL il les prend.
Sur la courbe jaune c'est environ 5 m/s à 95 dB et 8 m/s à 105 dB.

C'est trop 5 m/s à 95 db, vous aurez un bruit d'écoulement audible

Demandons à ceux qui savent faire des enceintes ainsi que des HPs !!

Prenons le cas d'une JBL 4344, vitesse d'écoulement moyen à 95 db pour 1,2 W est à 1,8 m/s et à 115 db vous pouvez atteindre les 15 m/s  !!  à 115 db, on s'en fout, on est déjà sourd !!! donc incapable de détecter un bruit à 70 db !!

Et si votre simulateur était bon, vous ne poserez pas la question !!  

Un évent bien dimensionné pour 95 db/W/m

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Bonne nuit

Tu parles de 5m/s à 95dB, peut-être que la distorsion à beaucoup plus d'importance avec un évent accordé à 40 ou 50Hz. Mais pour un évent à 20 ou 25Hz les harmoniques sont plus basses et le contenu musical beaucoup moins important à ces fréquences. Il y a énormément de facteur qui rentre en jeux. La tenue de la membrane sous cette fréquence d'accord peut être encore plus destructice avec de L'IMD. Allongé un tuyau pour augmenter le diamètre peut provoquer des piques de distorsion à la fréquence de résonnance du tuyau. Les mesures de distorsion montrent très fréquemment ce genre de problèmes avec un coloration très prononcé sur des enceintes Hifi du commerce. C’est bien audible sur un signal sinus glissant.

[etmo]

Là, c'est trop pour un seul homme...
Un premier lui casse les pieds avec une feuille danoise, un deuxième avec un logiciel finlandais, et maintenant, voilà un troisième qui l'envoie au pays des kangourous. Et le quatrième, où va-t-il l'expédier ?

[Gilles]

Ve par Francis Audio
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Cela ne dit toujours pas quel SPL de référence pour 8 m/s...
Cela ne dit toujours pas , pour les 5 m/s de Mario Rossi, a quel SPL il les prend.
Sur la courbe jaune c'est environ 5 m/s à 95 dB et 8 m/s à 105 dB.

C'est trop 5 m/s à 95 db, vous aurez un bruit d'écoulement audible

Demandons à ceux qui savent faire des enceintes ainsi que des HPs !!

Prenons le cas d'une JBL 4344, vitesse d'écoulement moyen à 95 db pour 1,2 W est à 1,8 m/s et à 115 db vous pouvez atteindre les 15 m/s  !!  à 115 db, on s'en fout, on est déjà sourd !!! donc incapable de détecter un bruit à 70 db !!

Et si votre simulateur était bon, vous ne poserez pas la question !!  

Un évent bien dimensionné pour 95 db/W/m

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Bonne nuit

Tu parles de 5m/s à 95dB, peut-être que la distorsion à beaucoup plus d'importance avec un évent accordé à 40 ou 50Hz. Mais pour un évent à 20 ou 25Hz les harmoniques sont plus basses et le contenu musical beaucoup moins important à ces fréquences. Il y a énormément de facteur qui rentre en jeux. La tenue de la membrane sous cette fréquence d'accord peut être encore plus destructice avec de L'IMD. Allongé un tuyau pour augmenter le diamètre peut provoquer des piques de distorsion à la fréquence de résonnance du tuyau. Les mesures de distorsion montrent très fréquemment ce genre de problèmes avec un coloration très prononcé sur des enceintes Hifi du commerce. C’est bien audible sur un signal sinus glissant.

On est d'accord, d'où aussi d'utiliser un HP de bonne constitution, si tu prends un vieux Altoc dont la membrane se tortille dans tout les sens, on rajoute la "tortilla sonore" dans le tube et même celle de la boite !!

Cette semaine, j'ai refait des essais et comparé une ligne transmission et un BR, c'est purement pour le fun et l'adaptabilité au local et à l'ampli, conclusion, j'ai un meilleur niveau entre 50 Hz et 200 Hz + 6 db avec la ligne transmission, une distorsion à 2 m de 0,5 % à 100 db, le BR bien plus modeste avec une disto plus élevé se révèle meilleur à l'écoute ! grave plus propre et plus précis.

Conclusion: je vais partir sur un BR charge 130 L 2 tubes de 96 mm sur 20 cm de long bien adapté et changer d'ampli !! un délais de 15 ms à 30 Hz

Le spectro n'est pas mal aussi.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Il y a un peu de trainage en bas mais n'est pas très grave     d'autant que dans ma pièce à mon PE, il n'y a rien sous 50 Hz avec une enceinte dite "classique " (mauvais couplage ou longueur d'onde ? ; seul l'infraflex est capable de me donner au moins 2 octaves de plus dans le grave.

[Vacuum]

Ve par Francis Audio
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Cela ne dit toujours pas quel SPL de référence pour 8 m/s...
Cela ne dit toujours pas , pour les 5 m/s de Mario Rossi, a quel SPL il les prend.
Sur la courbe jaune c'est environ 5 m/s à 95 dB et 8 m/s à 105 dB.

C'est trop 5 m/s à 95 db, vous aurez un bruit d'écoulement audible

Demandons à ceux qui savent faire des enceintes ainsi que des HPs !!

Prenons le cas d'une JBL 4344, vitesse d'écoulement moyen à 95 db pour 1,2 W est à 1,8 m/s et à 115 db vous pouvez atteindre les 15 m/s  !!  à 115 db, on s'en fout, on est déjà sourd !!! donc incapable de détecter un bruit à 70 db !!

Et si votre simulateur était bon, vous ne poserez pas la question !!  

Un évent bien dimensionné pour 95 db/W/m

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Bonne nuit

Tu parles de 5m/s à 95dB, peut-être que la distorsion à beaucoup plus d'importance avec un évent accordé à 40 ou 50Hz. Mais pour un évent à 20 ou 25Hz les harmoniques sont plus basses et le contenu musical beaucoup moins important à ces fréquences. Il y a énormément de facteur qui rentre en jeux. La tenue de la membrane sous cette fréquence d'accord peut être encore plus destructice avec de L'IMD. Allongé un tuyau pour augmenter le diamètre peut provoquer des piques de distorsion à la fréquence de résonnance du tuyau. Les mesures de distorsion montrent très fréquemment ce genre de problèmes avec un coloration très prononcé sur des enceintes Hifi du commerce. C’est bien audible sur un signal sinus glissant.

On est d'accord, d'où aussi d'utiliser un HP de bonne constitution, si tu prends un vieux Altoc dont la membrane se tortille dans tout les sens, on rajoute la "tortilla sonore" dans le tube et même celle de la boite !!

Cette semaine, j'ai refait des essais et comparé une ligne transmission et un BR, c'est purement pour le fun et l'adaptabilité au local et à l'ampli, conclusion, j'ai un meilleur niveau entre 50 Hz et 200 Hz + 6 db avec la ligne transmission, une distorsion à 2 m de 0,5 % à 100 db, le BR bien plus modeste avec une disto plus élevé se révèle meilleur à l'écoute ! grave plus propre et plus précis.

Conclusion: je vais partir sur un BR charge 130 L 2 tubes de 96 mm sur 20 cm de long bien adapté et changer d'ampli !! un délais de 15 ms à 30 Hz

Le spectro n'est pas mal aussi.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Il y a un peu de trainage en bas mais n'est pas très grave     d'autant que dans ma pièce à mon PE, il n'y a rien sous 50 Hz avec une enceinte dite "classique " (mauvais couplage ou longueur d'onde ? ;  seul l'infraflex est capable de me donner au moins 2 octaves de plus dans le grave.

Essais avec ça :
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

[Jeff-]

Bonjour,
La pièce jointe et les illustrations ont disparu ?
Cordialement
.

Bonsoir Narshorn,
Avec un peu de retard le fichier effacé par erreur.
Pour une meilleure lisibilité sur petit écran je n'ai conservé dans l'onglet synthèse que le déplacement de la membrane et le SPL à Xmax.

Mon expérience c'est :
- Ve max 8m/s (9m/s on est dans le coude, au delà ce n'est plus linéaire)
- SPL max en domestique 105dBspl/1m (100dBspl PE pour une paire à 2m dans une pièce réelle) pour une écoute déjà très soutenue.

Le 38 cm sélectionné dans le fichier joint est le mien ainsi que les paramètres d'évents.

A 9 Watts j'ai :
SPL max 105 dB - Ve  4,6 m/s -  Fmin 18 Hz - SPL Xmax 102,8 dB

A 26,5 Watts j'ai :
SPL max 109,7 dB -  Ve 8 m/s - Fmin 23 Hz - SPL Xmax 107,5 dB

Mon ampli classe A ne sortant que 15 Watts je serai limité à :
SPL max 107,2 dB -  Ve 6 m/s - Fmin 21 Hz - SPL Xmax 105 dB

Je suis dans la fourchette de Cyrille.

Si je ne résonne pas par rapport à mes évents actuels mais que j'impose Ve maxi = 8m/s j'aurai, selon l'approche de Francis Brooke,
une fréquence d'accord plus basse mais des évents plus longs (trop long), ...
Pour retrouver des dimensions réalistes et à peu près similaires il faut imposer Ve max = 12 m/s.
Avec 15 Watts la Ve réelle est alors # de 3,5 m/s pour une Fmin de 19 Hz et un SPL Xmax de 104,3 dB.

Je reste dans la fourchette de Cyrille.

Cordialement.

Fichiers joints

Calcul_Bass-Reflex_FB-Bleu-v5.xlsx Vous n'avez pas la permission de télécharger les fichiers joints.(5.8 Mo) Téléchargé 19 fois

[besk]

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