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Le haut parleur, maillon faible de la chaine hifi ?

Le maillon principal de la chaine.
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6336A
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Le haut parleur, maillon faible de la chaine hifi ?

Message par 6336A »

Bonjour

Puisque nous sommes sur un forum 20tage, nous allons commencer par ceci :

G.A. Briggs, maitre acousticien, père des enceintes Wharfedale et de surcroit anglais (personne n’est parfait :spamafote: ) dont j’ai lu et archi relu les ouvrages, disait dès 1960 à propos des petites enceintes et des petits haut-parleurs :
« Malgré tous les progrès que nous pourrons faire, la longueur d’onde est et restera la même. »
Bravo Mr Briggs ! 2+2 font et feront toujours 4 ! Pas besoin d’avoir inventé l’eau chaude pour sortir une lapalisserie pareille… et pourtant ! Nous l’avons franchement oublié, cette lapalisserie.

Lorsque l’on étudie l’acoustique, une règle en matière d’émission acoustique nous dit que le diamètre de la surface active d’un hp doit au moins être égal à la demi longueur d’onde de la fréquence la plus basse que l’on désire reproduire afin de s’affranchir des problèmes de distorsion… cette règle, vous ne verrez jamais ou quasiment jamais un concepteur de hp ou d’enceintes vous la donner. D’ailleurs, la connaissiez vous ?
Que’s aco, la demi longueur d’onde de la fréquence la plus basse ? Et bien voici :

Nous choisissons 1000 Hz, fréquence médium par excellence. La vitesse du son dans l’air est de 344m/s du moins dans nos conditions d’écoute. 344/1000 = 0,344 soit 34,4cm. Demi longueur d’onde, donc 34/2 = 17cm.
Autrement dit, il faut un hp de diamètre actif de 17cm (donc un 20cm environ) pour être capable de reproduire sans distorsion la fréquence de 1000Hz.
Faites le calcul pour 500Hz : Nous obtenons 34,4cm soit un hp de 36cm. Inutile de vous dire combien il faudrait pour 40Hz, on dépasse les 4m… :aaah: même 2x38cm en parallèle sont ridicules.

Nous sommes donc dans l’impossibilité d’utiliser un boomer de 4m placé dans 100 m3 dans son salon. C’est complètement démesuré, mais acoustiquement, c’est ce qu’il faut… car vous l’aurez compris, la physique se fout bien de votre salon, et même du mien.
Tout n’est alors que compromis, une fois de plus… Mais il y a compromis et con promis, si vous me permettez l’expression. Sachant qu’en rapport avec les autres éléments d’une chaine, c’est le haut parleur qui de très loin distord le plus, nous essayerons de comprendre quelles en sont les causes, en vous faisant (comme le volatile) grâce de calcul matheux fastidieux. Et nous verrons pourquoi un petit hp à beaucoup plus de chances de distordre qu’un grand, et pas que dans les fréquences graves ! C'est une évidence, que beaucoup semblent avoir oublié.
NAN !
Jean-François Robert, apprenant en électronique.
Padawan
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Re: Le haut parleur, maillon faible de la chaine hifi ?

Message par Padawan »

Merci Jean-François pour toutes ces explications, je vais attendre la suite du cours avec impatience. :)
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6336A
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Re: Le haut parleur, maillon faible de la chaine hifi ?

Message par 6336A »

Je vais essayer d'être le plus clair et le plus simple possible, même si les choses ne le sont pas tant que ça.

La distorsion que nous percevons et mesurons également peut être de deux ordres : La linéaire et la non linéaire.

Si par exemple, vous avez une énorme bosse dans la courbe de réponse de votre enceinte, par exemple dans la zone 1kHz- 3Khz, vous allez dire ; Aïe, ça gueule ! Et vous aurez raison.
Si au contraire, vous avez un énorme trou dans cette même zone, vous allez dire : Manque de détail, et de dynamique, là... c'est doux, trop doux... Et vous aurez raison aussi.
Si un (ou plusieurs de vos hp) n'est pas bien calé en phase, vous aurez l'une ou l'autre et parfois les deux impressions ci-dessus. Vous avez toujours raison.
Bref, un changement d'amplitude et/ou de phase se mesurent et s'entendent farpaitement. On appelle ça de la distorsion linéaire.

J'ai trouvé un truc sympa sur le net qui va vous faire comprendre :
Voici un signal sans distorsion (du moins considéré tel):

https://my.nti-audio.com/support/fx/dow ... Signal.mp3

Voici un signal avec de la distorsion linéaire :

https://my.nti-audio.com/support/fx/dow ... Signal.mp3

Même avec votre pc, vous entendez qu'il manque quelque chose (dans le médium) à ce signal. Il y a un énorme creux: si vous l'entendez pas, il faut vous faire appareiller, je suis sérieux.

Puis il y a la distorsion non linéaire, que nous appelons tous d'ailleurs la distorsion. Elle se produit quand de nouvelles fréquences s'ajoutent au signal original.
Il s'agit de la distorsion par harmoniques dont vous avez tous entendu parler, qui sont des multiples entiers (x2 x3,x4,x5) de la fréquence de base, pairs ou impairs. Les harmoniques pairs sont agréables, les impairs désagréables. Pour vous en convaincre, faite un do avec n'importe quel instrument, et faite le do un octave au dessus (harmonique 2). Ça sonne juste. Maintenant, faite un do puis un sol # à l'octave au dessus. Pas harmonieux du tout... c'est la H3.
La THD, total harmonic distorsion, est la somme de la H2, H3, H4, H5... donc paire et impaire.

Il peut aussi s'agir de la distorsion par intermodulation qui elle, vient ajouter au signal des multiples non entiers. Alors là, ça sonne franchement dégueu :

https://my.nti-audio.com/support/fx/dow ... Signal.mp3

Là aussi, si vous n'entendez pas la distorsion, direction l'ORL.

Et bien vouala. Tout ceci s'entend très bien, et se mesure également très bien. Et nous allons voir que les hp sont les plus doués, et particulièrement les petits pour le reproduire.
NAN !
Jean-François Robert, apprenant en électronique.
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m3uh04
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Re: Le haut parleur, maillon faible de la chaine hifi ?

Message par m3uh04 »

Je plussoie ! :yes!:
Voilà un sujet très intéressant à explorer.

Je me contenterais d'être un volatile et de suivre la formation que tu nous propose :jap: .
Vincent

"La bonne taille c'est quand les pieds touchent par terre" Coluche

Du coup c'est valable pour des enceintes ?
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6336A
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Re: Le haut parleur, maillon faible de la chaine hifi ?

Message par 6336A »

Je ne vais pas vous faire l’affront de vous expliquer comment fonctionne un hp électrodynamique. Tout ceci a été vu et revu ici, pleins d’articles de différentes sources ont été postés.

Nous savons pour résumer la chose que la membrane d’un hp quelle que soit sa nature, (papier, alu, polypro, Kevlar, etc…) son profil (expo, conique, etc…) est mue par le principe de la bobine électro aimant sur laquelle on applique une tension (ou un courant) alternative nécessaire pour créer les mouvements aller-retour. Suivant la polarité créée dans la bobine mobile la membrane va avancer ou reculer par rapport à sa position de repos, lorsque elle n'est soumise à aucun déplacement, et que l'électro-aimant ne reçoit rien de l'amplificateur.
Ce mouvement d’aller retour de la membrane (notre jeune biologiste Pas d’avoine vous expliquera que la vie est impossible sans aller–retour, mais je m’égare), est appelé l’excursion de la membrane. L’augmentation de la tension appliquée à la bobine va entrainer une augmentation de son excursion.
Donc, plus on applique de la puissance à un hp afin d’obtenir du niveau sonore, par l’intermédiaire de l’ampli, plus grands seront les débattements de la membrane.
Mais jusque où ?
Lorsque vous observez les paramètres constructeur d’un hp, vous avez indiqué Xd: max linear excursion exprimée en mm. Comme par exemple, 6mm peak-peak. Ce qui signifie que la membrane pourra au maximum avancer de +-3mm. Au delà de cette amplitude, attendez vous à ce que le son devienne franchement très mauvais (vous savez, la distorsion dont nous avons parlé) si vous allez au delà, vous risquez carrément de casser la suspension, bien qu'en principe la bobine fondra avant.
Mais ce que l'on oublie de dire, c'est que la distorsion d'un hp est toujours proportionnelle à l'excursion de sa membrane. Autrement dit, plus un haut parleur bouge, plus grande est sa distorsion. Pourquoi ?
Lorsque l'on applique une forte tension ou courant à notre bobine, celle-ci chauffe, c'est inévitable. Et en chauffant, sa propre résistance augmente, ce qui va réduite la puissance de l'amplificateur. Donc, il faudra encore augmenter le volume de ce dernier, ce qui fera encore plus chauffer la bobine... C'est sans fin, du style "Plus on pédale moins fort, moins on avance plus vite".
JBL fait parti des constructeurs ayant développé avec brevet je crois, des bobines spécialement étudiées afin de résoudre partiellement ce problème. Nous y reviendrons.

De plus, car ce n'est pas tout, lorsque l'excursion de notre membrane augmente, nous avons une variation du facteur force appelé BL, qui n'est autre que le champ magnétique dans lequel est plongé la bobine. Celui-ci va chuter d'autant plus que l'excursion est importante. Ce BL est lui aussi donné dans les paramètres des hp. A chaque déplacement important de la membrane, sa valeur baisse, entrainant le ralentissement des mouvements, et affaiblissant sa linéarité. Des mesures effectuées sur un 17cm ont montré une chute de sa valeur de 40% pour un débattement de +-4mm. Vous vous imaginez ce que ça peut donner sur un 11cm... dont celui de la robert, qui peut encaisser +-3mm maxi.
Le facteur d'accélération du hp étant le rapport entre le BL du moteur et la masse de l'équipage mobile (membrane+ bobine), ça va ramer sec !


Ceci est donc un énorme avantage pour les hp à haut rendement, qui ont donc besoin de moins de puissance pour une efficacité donnée. Mais aussi pour les hp de grand diamètre, dont la membrane aura à moins bouger pour reproduire les fréquences graves.

La plupart des audiophiles ne connaissent pas les chiffres de distorsion des haut parleurs, les constructeurs sont très avares à ce sujet. Souvent, ils rétorquent :
" La distorsion des hp ? Mais vous allez mesurer celle de votre micro, celle de votre ampli, et celle de votre générateur."
Je leur réponds très simplement. - Moi, je n'ai jamais vu de micro, d'ampli, ou de générateur dignes de ce nom dont le THD dépasse les 3%, et peuvent même atteindre 10%. Mais des haut-parleurs, oui. Et je vous le prouve quand vous voulez.

P.S. Parfois, il y a des constructeurs de hp "honnêtes". La marque allemande Accuton, spécialisée dans le haut de gamme, donne la distorsion : Voici celle d'un boomer médium de 17cm, étudié pour pouvoir descendre (fs = 27Hz) qui possède un énorme moteur avec un équipage mobile lourdingue. Son Xmax est monstrueux, soit +- 8mm. Il encaisse 250W. Voici la distorsion pour environ 105db. Le résultat est excellent pour un hp électrodynamique, puisque on dépasse les 1% 0 60Hz. Mais le 16cm coute tout de même environ 500€...
https://accuton.com/en-home/produkte/la ... 9-470-CELL
NAN !
Jean-François Robert, apprenant en électronique.
Padawan
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Re: Le haut parleur, maillon faible de la chaine hifi ?

Message par Padawan »

Excellent tout ça, très instructif...

Pour les aller-retour ... Tout dépend de quelle espèce on parle ;)
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fayaman37
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Re: Le haut parleur, maillon faible de la chaine hifi ?

Message par fayaman37 »

Merci Jean-François pour cette "vulgarisation" .
... Les calembours m'ont beaucoup aider a y voir plus claire !

Néanmoins, la notion abstraite de la distorsion est maintenant un phénomène physique clairement défini.

Plus qu'à trouver 60kg de neodyn, 120m de cuivre,13m2 de papier, et un circuit de frigo pour ce faire LE boomer parfait !
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banzai
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Re: Le haut parleur, maillon faible de la chaine hifi ?

Message par banzai »

Ahhhhhhhhhhh ..... encore un post qui va en contrarier plus d'un campé dans ses certitudes.... :+1: On peux faire des copié/collé pour répandre sur les autres forums ? :mdr2:

J'adoreeeeeeeeeee :love:
Lenco L75, Goldring 1042; Thorens TD 166 MKII, Linn K5 ; Nec P350E, Ortophon 2M mono;
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Petitloup54
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Re: Le haut parleur, maillon faible de la chaine hifi ?

Message par Petitloup54 »

Merci Jean-François pour ces explications à « notre portée » :-D
Très intéressant
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Kikook
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Re: Le haut parleur, maillon faible de la chaine hifi ?

Message par Kikook »

Merci Jean-François :yes!:
banzai a écrit : jeu. 26 sept. 2019 07:05 Ahhhhhhhhhhh ..... encore un post qui va en contrarier plus d'un campé dans ses certitudes.... :+1: On peux faire des copié/collé pour répandre sur les autres forums ? :mdr2:

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