Calculateur en ligne du dimensionnement d'un ampli

[tron_ic]

Bonjour, bonsoir à tous

Voici une page intéressante qui vous permettra d'effectuer divers calculs selon certains paramètres. Les Les explications données vous permettrons je pense de mieux comprendre les différentes interactions.

Page de calcul du dimensionnement d'un ampli audio



Les explications

Salutations. Tony

[maxitonus]

Bonjour Tony,

ce calculateur est très bien fait.
Nous l'avons "décortiqué" dans "Haute fidélité" sujet: "musique live...." page 4, avec Jean Philippe et Cagliostro.
Le seul point criticable du calcul est que, de façon néanmoins compréhensible car il faut bien coller à un principe théorique cohérent, il considère que les HP's sont "en champ libre", et par voie de conséquence l'affaiblissement pour une onde sphérique, est de 6dBSPL chaque fois que la distance d'écoute double.
Or la réalité c'est que le sol est là, et donc que l'onde sphérique ne peut se dilater librement comme en champ libre, elle se transforme plutôt en quelque chose qui ressemble à une demi-sphère déformée; donc la surface de l'onde sonore s'expand moins facilement que si on était en champ libre.. Il s'en suit que l'affaiblissement quand on double la distance est probablement plus faible que 6dBSPL, à mon avis plutôt compris entre 3 et 6 selon la disposition des drivers dans les enceintes par rapport au sol.
Nous avons aussi conclu que quand on a calculé la puissance de pointe nécessaire, (de l'ampli),il faut au moins doubler cette puissance pour choisir l'ampli, de façon à disposer d'une marge de sécurité suffisante.
Bien cordialement
Jean Claude

[jimbee]

Bonjour Tony,

Voici une page intéressante qui vous permettra d'effectuer divers calculs selon certains paramètres.  

IL me semble qu'il fait une confusion entre les crêtes de niveaux (C.F.) et les niveaux crête au sens "électronique". (faisant intervenir racine de 2 dans Veff/ Vpeak) ce qui donne des résultats en puissance de moitié de ce qu'il devraient être.

4 Veff + 15 dB => (4x 5,623) = 22,5 Veff  => 63 W / 8 ohms
ou en puissances : 2W + 15 dB = 2. 10^(15/10) = 63W

crd.

[tron_ic]

Bonjour Jimbee,

Et merci pour cette remarque pertinente.

Ceci étant dit je remarque que les résultats sont calculé et donné pour une seule enceinte ! Cela pourra prêter à confusion quand on demande à un utilisateur le niveau d'écoute souhaité à la distance x. En effet, on écoute rarement en mono et en stéréo le niveau sonore ne sera pas le même.

Salutations. Tony

[jimbee]

  on écoute rarement en mono et en stéréo le niveau sonore ne sera pas le même.

Oui, mais si on évacue l'incertitude des niveaux en valeurs pour ne garder que celui du rapport de niveaux, la mnémo est simple, +10dB donne x10 en puissance, +20dB = x100 ...

La valeur de +3dB pour la stéréo n'est qu'une valeur type, mais dépendra de la prise de son, sur une stéréo au "pan pot" des années 60 avec la voix centrée mono et les instruments distribués large très droite/gauche c'est +6dB pour la voix et pas grand chose pour les instruments.

[maxitonus]

les résultats sont calculé et donné pour une seule enceinte !

Sauf erreur, plus bas dans la feuille, il rajoute en dernière ligne la 2° enceinte, en rajoutant 3dBSPL.

La question fréquente, mal traitée par les divers articles disponibles, est:

- 1/ Pourquoi quand on rajoute une deuxième enceinte bien couplée avec la première, par ex un 2° sub collé au premier, on augmante la puissance d'un facteur X2, et on nous dit +6dB (et non +3)

- 2/ Or, mathématiquement parlant, ce qui est absolument indiscutable c'est qu'un DOUBLEMENT DE LA PUISSANCE augmente en moyenne le niveau SPL de +3dBSPL !!! et jamais +6 !!

-Il y a donc une <APPARENTE incompatibilité entre 1/ eet 2/ ..... c'est 3 ou c'est 6???

Certains "baratinent" en prétendant que dans le cas 1/ on "augmente le rendement énergétique des HP'S de 3dB en collant une enceinte à l'autre", ce qui parait complètement idiot, ce n'est pas possible..
Il faut bien trouver une explication!!!!

Je vous soumets la mienne!= Quand on double la PUISSANCE ELECTRIQUE, que ce soit avec deux enceintes accolées, ou non accolées, en stéréo ou en mono, même combat: on "injecte" en moyenne 3dB de pression acoustique en plus dans la sphère.
Mais ce +3dB est une moyenne sphérique !!! ça ne peut pas être PLUS ni MOINS car celà résulte du bilan énergétique: énergie électrique/ énergie sonore.
Quand les deux enceintes sont accolées en mono, les ondes sont exactement en PHASE, et par conséquent TANT QU'ON NE CONSIDERE PAS LE HORS AXE-HORS PHASE, mais donc dans l'axe, il y a doublement de la pression acoustique, soit +6dBSPL,et non 3.
Mais ce résultat est au détriment du hors axe qui est hors phase, ou dans ce cas, hors axe,ou même derrière, il y a chute importante de la pression SPL, ..
Le +3dBSPL EN MOYENNE SPHERIQUE est respecté dans tous les cas, même si dans l'axe en phase, on peut aller jusqu'à +6dBSPL.

EN CONCLUSION de ce débat= Il faut parler EN MOYENNE, et appliquer, en moyenne, +3dB dans tous les cas, stéréo ou mono. Le cas particulier du couplage parfait dans l'axe en phase, finalement ne nous intéresse guère, car il se paye par ailleurs, hors axe.

Voilà mon analyse, que je soumets, ..Cordialement JC

[jimbee]

Certains "baratinent" en prétendant que dans le cas 1/ on "augmente le rendement énergétique des HP'S de 3dB en collant une enceinte à l'autre", ce qui parait complètement idiot, ce n'est pas possible..

Si. En considérant ( aux longueurs d'ondes grandes par rapport à l'entraxe des deux hp ) les paramètres T&S du hp équivalent formé par la mise en // ( ou série) des deux, il y a +3dB de rendement qui, en montage //, ajouté aux +3dB de puissance, donne +6dBspl. C'est lié au doublement de surface. http://forums.melaudia.net/showthread.php?tid=7518

soit in fine:

[tron_ic]

Bonjour Jimbee,

Merci pour ces nouvelles explications, illustrations qui complètent de fort belle manière le sujet.

Salutations. Tony

[maxitonus]

Bonjour Jimbee et Tony=
Débat intéressant, car il n'est pas évident ..
J'ai lu à cette occasion les discussions auxquelles Jimbee a participé sur Melaudia.

Le croquis de Jimbee (ci-dessus) , ne correspond pas au cas de deux enceintes , mais au cas d'une seule avec HP's reliés de façon unique.

Je confirme que mon choix de + 3dBSPL avec deux enceintes est déjà le bon, si les deux enceintes ne sont PAS accolées, et ce conformément eu croquis ci-dessous:



Ce croquis correspond à la référence suivante:
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjp_bvG_dHjAhXvyIUKHU-mB7EQFjACegQIBhAB&url=http%3A%2F%2Fwww.bnoack.com%2Faudio%2Fmutualcoupling.html&usg=AOvVaw3CIZS793H0eO2UpKeeYmHo

Il reste à justifier sur le plan théorique pourquoi le rendement "nu" augmenterait de 3dBSPL quand les HP's indépendants sont proches.
Celà me parait effectivement vraisemblable et même quasi certain, mais soumis a certaines limites définies par KEELE, avec abaissement de la fréquence à laquelle le dipole (2hp's) commence a chuter en amplitude, cette fréquence clé baissant quand on rajoute un deuxième HP..La règle n'est donc PAS applicable en dessus de cette fréquence en BAISSE.

Les explications données sur le Forum Mélaudia ne sont pas claires, le sujet mérite qu'on défriche jusqu'à ce que ça devienne très simple ..

Le simple examen de la formule donnant "nu" en fonction des paramètres de Thiele&Small , version de la formule avec Sd= surface  membrane HP et Mms= masse de l'équipage mobile , ne suffit pas à expliquer une telle hausse de rendement "nu", du fait que "nu" est proportionnel au carré de la fraction Sd/Mms et que si on met deux HP's, eh bien on double la surface Sd mais on double AUSSI la masse de l'équipage mobile Mms..  

Je crois quand même qu'il y a effectivement augmentation de rendement de 3dB avec certaines limitations en fréquence (cf Keele), comme le défend Jimbee, même si les HP's sont séparés et non pas raccordés entre eux, mais je ne serai satisfait que quand j'aurai pu établir la formule réellement applicable au cas précis de deux hp's indépendants, ainsi que l'influence de leur distance respective. Je continue de clarifier et vous tiendrai au courant.

Cordialement à vous deux  JC

[jimbee]

Je crois quand même qu'il y a effectivement augmentation de rendement de 3dB avec certaines limitations en fréquence  

Une manière prosaïque est de comparer les situations 1hp et 2 hp ( accolés, alimentés par le même signal)
A une fréquence donnée, le niveau spl est fonction du volume décrit par le mouvement du/des hp, surface x élongation.
Pour avoir +6dB avec un seul hp, il faut doubler son élongation en doublant la tension fournie, donc le courant, ce qui coutera x4 en puissance.
Avec deux hp, on doublera la surface, à élongation constante, ce qui ne coutera que x2 en puissance, seul le courant est double ( en //)

Pour la stéréo, deux signaux de spectres semblables mais non corrélés en phase ne donneront bien que + 3 dB.
Comme la mise en série de deux électroniques ayant chacune un rapport s/b de par exemple 93 dB et au spectre de bruit identique
donneront un rapport s/b global de 90 dB.

[maxitonus]

@Jimbee=
Je viens de passer commande de "Normalized Mutual Coupling of Multiple Pistons" par John Eargle.

En effet je n'ai pas pigé l'explication de S Linkwitz, basée sur l'impédance et la surface...Je te tiendrai au courant
Cordialement JC

[maxitonus]

COUPLAGE DE PLUSIEURS HP's

Voici le résultat donné par John Eargle :



La fréquence de transition f est calculée en fonction de ce qui suit:



L'explication du phénomène complexe sera détaillée dans mon message suivant..

[maxitonus]

L'étude théorique la plus complète figure dans le bouquin "Loudspeakers and headphones handbook" de John Borwick (2001)



Le couplage entre les membranes qui "s'aident l'une l'autre" est expliqué ci-dessous:



J'éssaierai plus tard de clarifier le cas important de la stéréo.

Bien cordialement JC