Pic d'impédance et comportement ampli-enceinte.

[invite010c7199]

Bonjour à tous , je suis nouveau sur ce forum et mes connaissances en électrotechnique sont basiques. Voilà, souvent la courbe d'impédance d'un haut-parleur présente 1 à 2 pics d'impédances pouvant atteindre plus de 40 ohm!
Que se passe t il alors pour l'ampli(généralement prévu pour une charge de 4 à 8 Ohm) à ce moment là (perte de puissance P=U2/R)?
Et pour le haut parleur (baisse de niveau)?
La tension U maxi aux bornes de sortie de l'ampli est elle affectée par ses variation d'impédance ?
Merci
-----

[gienas]

Bonsoir chachaboy74 et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

... souvent la courbe d'impédance d'un haut-parleur présente 1 à 2 pics d'impédances pouvant atteindre plus de 40 ohm!
Que se passe t il alors pour l'ampli ... Et pour le haut parleur (baisse de niveau)?
La tension U maxi aux bornes de sortie de l'ampli est elle affectée par ses variation d'impédance? ...

Oui il y a baisse de niveau HP, et, peut-être pas (trop) de variation de la tension de sortie ampli, mais elle est rarement fixe.

Sans un exemple concret, on parle dans le vide.

Peux-tu donner un lien vers le HP auquel tu penses?

Est-il le seul en sortie ampli? N'est-ce pas un baffle multi HP pour compenser les "trous" de bande passante.

[PIXEL]

hello ,

les pics d'impédance correspondent à des résonances mécaniques des hauts-parleurs

les fabricant corrigent le rendement par le comportement de l'enceinte.

c'est une science complexe et passionnante.

[Tropique]

Bonjour à tous , je suis nouveau sur ce forum et mes connaissances en électrotechnique sont basiques. Voilà, souvent la courbe d'impédance d'un haut-parleur présente 1 à 2 pics d'impédances pouvant atteindre plus de 40 ohm!
Que se passe t il alors pour l'ampli(généralement prévu pour une charge de 4 à 8 Ohm) à ce moment là (perte de puissance P=U2/R)?
Et pour le haut parleur (baisse de niveau)?

Pour l'ampli, il y a une baisse de puissance, c'est clair. Pour le HP, c'est moins évident: à cette fréquence, le rendement et le couplage à l'air augmentent énormément, et avec moins de puissance d'entrée, il se peut que le SPL reste comparable, ou diminue un peu ou augmente

La tension U maxi aux bornes de sortie de l'ampli est elle affectée par ses variation d'impédance ?
Merci

Avec un ampli moderne, "normal", non. Avec des amplis à tubes ou classe A ou single-ended et similaire, cela peut changer.

[A voir en vidéo sur Futura]

[futurscience]

Bonjours,
Je suis aussi nouveau et mon niveau en électro est également petit. Cela dit, ça fait depuis pas mal de temps que je m'intéresse au fonctionnement du Haut parleur électro-dynamique à bobine mobile, alors ça m'oblige a me documenter sur le sujet d'année en année, par passion surtout. J'espère que je répondrai a tes questions assez précisément.


Pour commencer, la résonance électrique provient de la résonance mécanique lié au système Masse-ressort-amortisseur (comme dit par PIXEL) et le pic d'impédance se calcule par la relation:

Ret = Re + Rem (à la fréquence de résonance, la valeur de l'impédance est de Ret).

où Rem = (BL)²/Rms est la valeur de la résistance électrique dû au circuit purement mécanique, "Rms" est la Résistance mécanique (amortissement) "B" est la densité de flux magnétique qui reigne dans l'entrefer et "L" est la longueur du fil enroulé qui baigne dans "B". Le terme BL est plus communément appelé "facteur de force" car la Force de Laplace s'écrit F=B.L.I.sin(phi) où I est le courant électrique (Ampère), mais il est parfois appelé "coupleur électro-mécanique". Le sin(phi) n'est pas important, il est égale à 1 (casiment). Le magnétisme est un pont pour passer de l'électricité à la mécanique, vice et versa.

Cette résistance (aussi parfois appelé motionnelle il me semble, car si tu bloque le mouvement de la bobine mobile, il n'y aura plus de mouvement et les 3 composantes électro-mécanique vont disparaitre) est en parallèle avec 2 autres composantes que sont:

L'inductance Lem et la capacitance Cem également causé par le circuit mécanique à travers le circuit magnétique et peuvent s'écrire simplement par les relations:

Cem = Mms/(B.L)² où Mms est la masse dynamique totale du système vibrant (masse d'air et le reste tel que bobine support, bobine, les colles etc...), donnée en kg.

Lem = Cms * (B.L)² où Cms est la souplesse équivalente de l'ensemble (suspension périphérique et suspension centrale aussi appelé spider, et si une enceinte close est utilisé, il faudra ajouter la souplesse de l'air contenu dans l'enceinte qui est donnée par la relation Cmb = Vb/K*Sd² où Vb est le volume d'air contenu dans la boîte (m3), K est le module de compressibilité adiabatique de l'air K=141855 Pa et Sd est la surface d'émission de la membrane (m²) ), Cms est donnée en m/N (mètre par newton). La souplesse est une valeur hautement non linéaire avec le déplacement. L'enceinte close permet de diluer la non-linéarité de Cms car l'air utilisé en grand volume est plus linéaire en valeur. Tu peux évaluer la non-linéarité de la souplesse de l'air Cmb par une relation très simple qui s'écrit : Delta Cmb = 120 * (Vd/Vb) où Vd est le volume d'air déplacé par la membrane et Vb est le volume de l'enceinte close (boîte). C'est en %.
La relation de la souplesse totale est Cmt = 1/[(1/Cms)+(1/Cmb)]. Cmt représente la souplesse de l'ensemble "boîte close + HP".

La fréquence de résonance peut se calculer aussi bien avec les composantes mécaniques que les composantes électrique (même fréquence de résonance), d'ailleurs, lorsque la valeur de la suspension devient non linéaire et se raidie par exemple, la fréquence de résonance électrique augmente. De même, lorsque la fréquence de résonance augmente ou baisse en chargeant un HP en enceinte close, la valeur de Ret est modifié car la "Résistance mécanique Rms" varie avec la fréquence. La valeur de Rms dépend beaucoup de la manière dont s'écoule l'air au niveau de la bobine/entrefer, où la fente constitue l'équivalent d'une résistance acoustique et dépend de la fréquence.

Le circuit électrique simplifié équivalent d'un HP nu peut se faire avec:
Re-Le en série, puis Lem//Rem//Cem en parallèle

La tension est toujours considéré constante sur les amplis modernes. Tu pourras simuler la courbe d'impédance avec ces 5 composantes.

Juste pour finir, le rendement est Maximum à la résonance, et le courant électrique est minimum (sauf en enceinte bass-reflex où l'évent est accordé sur la résonance mécanique du HP ou une fréquence proche). Donc, finalement, l'impédance à la résonance mécanique principale du HP dépend du type de charge (bass-reflex, charge close ...)
Mais c'est un sujet très vaste.

P.S.:
Pour répondre plus précisément:
1/ Oui, il y a une "chute" de puissance en terme uniquement électrique.
2/ Pour le HP, le niveau chute ou non suivant les réglages imposé par le HP et l'enceinte. Le facteur de Qualité Qts rend compte directement de la chute de puissance acoustique à la résonance par la relation:
Gain = 20.LOG(QTS) , c'est extrêmement pratique ce petit coefficient, ça donne -3 dB pour QTS = 0,707 ; -6 dB pour QTS = 0,5 ; -9 dB pour QTS = 0,35 à la fréquence de résonance.
Si enceinte close utilisée, tu peux faire:
QmT = RACINE[Mms/(Rmt²*Cmt)]
où Rmt représente la somme des résistances mécaniques (Rme+Rms+Rmr), Rme correspond par analogie, à une résistance mécanique (amortissement si on préfère) causé par le circuit électrique tel que Rme = (BL)²/Re et Rmr est négligeable à la résonance (f0), mais il s'agit de la composante qui donnera naissance à un gain acoustique (perte mécanique cependant). Elle augmente en fonction du carrée de la fréquence et donnera naissance à une puissance qui s'écrira Pa = Rmr * v² où v est la vitesse de déplacement de la membrane couplé à l'air ambiant et Rmr est la Résistance mécanique de rayonnement acoustique qui donnera naissance à une puissance acoustique. Le fait que le HP résonne à la fréquence de résonance (f0) permet un pic de vitesse sur cette fréquence, et en dessous de cette fréquence, la vitesse chute de manière proportionnel à la fréquence, et au dessus de la résonance, cette vitesse chute également de manière proportionnel. En gros :
- En dessous de f0, v est propotionnel à f , ou mieux encore, en dessous de f1' = f0*QmT : v = (B.L.I)*(j.2.PI.f*Cmt)
- A f0, v est Maximum : v = (B.L.I)/Rms
- Au dessus de f0, ou mieux encore, au dessus de f1 = f0/QmT : v est proportionnel à l'inverse de la fréquence du signal, c'est à dire qu'elle chute quand la fréquence augmente et ceux de manière proportionnelle. v = (B.L.I)/(j.2.PI.f*Mmt)

La valeur de Rmr peut être simplifié par la relation : Rmr = 0,00056 * Sd² * (2.PI.f)²

Grâce à la vitesse et à cette résistance, tu pourra calculer la puissance acoustique rayonné par le diaphragme, avec Pa = Rmr * v². Cependant, la fréquence valide Maximale est situé à une fréquence de coupure acoustique "en puissance" de f2 = 344/(PI.Dd) où Dd est le diamètre du diaphragme. Enfaite c'est pas tout à fait vrai car la forme du diaphragme modifie cette fréquence, mais ça reste valide à +/- une demi-octave près.

Toutes les résistances mécaniques sont en ohms mécanique ou en kg/s, Pa est en Watt, v est m/s.

3/ Théoriquement, non. C'est le facteur d'amortissement en principe qui guide le mode d'attaque. L'attaque en tension, en principe, se fait quand le facteur d'amortissement électrique de l'ampli est grand (résistance interne faible), dans la pratique, il y a les câbles ampli/enceinte cependant. Enfin, je laisse les spécialistes en électricité répondre.


Je te donne un petit lien intéressant, http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...41248874,d.ZG4


A+