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Les amplificateurs intégrés ( pré-ampli + ampli de puissance dans 1 seul appareil )

Facteur d'amortissement max ou impédance de sortie variable?

Message » 03 Nov 2010 19:20

Robert64 a écrit:En attendant , pour les curieux, un peu de lecture :

J12 DISTORTION REDUCTION IN MOVING-COIL LOUDSPEAKER SYSTEMS USING CURRENT-DRIVE TECHNOLOGY, Mills, P.G.L., Hawksford, M.O.J., JAES, vol.37, no.3, pp.129-148, March 1989

J14 TRANSCONDUCTANCE POWER AMPLIFIER SYSTEMS FOR CURRENT-DRIVEN LOUDSPEAKERS, Mills, P.G.L., Hawksford, M.O.J., JAES, vol.37, no.10, pp.809- 822, October 1989


Hawksford : bien, ma lecture de chevet!

Mais il est hors sujet je crois, il parle de l'utilisation de haut parleur sans filtres non?
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Nexus.6
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Message par Google » 03 Nov 2010 19:20

Publicite

 
Encart supprimé pour les membres HCFR

Message » 03 Nov 2010 19:36

Nexus.6 a écrit:...
Mais il est hors sujet je crois, il parle de l'utilisation de haut parleur sans filtres non?

Il est vrai qu'il ne traite pas exactement le sujet mais les particularités du pilotage en courant sont clairement décrites, ce qui peut constituer une petite introduction, pour ceux qui ne connaissent pas .
Robert
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Robert64
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Message » 03 Nov 2010 19:48

J'espère que la discussion en Stand By reprendra.

J'observe à ce stade que le Brevet semble être à l'étape de la publication de la demande, ce qui signifie qu'elle est accessible à tous mais que le brevet ne semble pas encore être délivré ni - sur la documentation jointe - que l'on dispose d'éléments sur la brevetabilité. Ce n'est pas une critique d'ailleurs puisqu'on est dans les délais normaux d'instruction d'une demande de brevet. Que le brevet soit ou non accordé, on est dans la description d'un schéma, si je comprend bien, qui est notamment l'objet de la discussion (en sus du choix des composants). Celà dit, je ne vois pas en quoi StormAudio pourrait imposer de soustraire le lien à cette discussion, la demande de brevet étant publique, c'est même sa raison d'être. Quand à l'autre lien, c'est celui du Site de StormAudio. Si les infos sont obsolètes, on peut recommander au constructeur de les rafraichir mais non d'enjoindre de supprimer le lien. (EDIT : Je viens de voir l'EDIT de StormAudio qui a correctement précisé sa position sur ce point)

Sur la politique de "secret" des entreprises, soudainement avancée par StormAudio, nous l'avons déjà abordé à propos d'un autre produit, certes apparement bien moins sérieux (le rendistor). Je laisse Robert64 ramener opportunément son auguste fraise (de france) quand il le faudra sur un sujet qu'il connaît mieux que personne, mais on peut au moins dire schématiquement que les entreprises sont souvent partagées entre le souci de la protection des inventions (ce que le brevet permet de réaliser), celui de l'argumentation marketing (auquel le brevet participe) et celui de la confidentialité (auquel la publcation du Brevet peut éventuellement porter un coup). Petites et grandes entreprises ne sont pas sur un pied d'égalité, les grandes pouvant bien mieiux poursuivre les contrefacteurs (d'où l'intérêt d'un brevet) que les petites, question de moyen. Le secret est aussi la tarte à la crème de ceux qui n'ont en, fait rien à cacher, je m'en méfie. En outre et sur un schéma d'amplification, je pense a priori qu'un minimum de retro-ingénierie suffit pour les concurrents à reproduire le schéma. le secret n'est donc curiseusement opposable qu'aux audiophiles. Hum...

J'ai en revanche été surpris de constater, dans mon expérience auprès de nombreuses entreprises, l'importance du Know-How (savoir faire), en principe non protégeable et ne relevant en tout cas pas d'une activité inventive au sens strict, mais qui peut faire la différence, y compris dans des domaines de haute technologie. J'ignore si, pour la réalisation d'un circuit, celà peut avoir de l'importance. Intuitivement, j'en doute.
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Message » 03 Nov 2010 20:14

Drapeau :wink:
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Calcul pour le modèle équivalent au brevet Stormfocus

Message » 03 Nov 2010 20:33

La discussion n'est pas en Stand-By.

Sur d'autres forums, on épluche les schémas de tout le monde, on les simule, on les prototype. Cela permet de parfaire la connaissance de tout un chacun. D'apprecier une innovation. Ou demontrer la mediocrité de certaines réalisations. Il y a de tout.

Dans le procédé StormFocus, il y a quelque chose de spécifique de très intéressant dans l'implémentation (c'est donc un message positif) par rapport à l'art antérieur surtout si l'on considère un amplificateur en pont (on y reviendra). Les détails d'implémentation importent peu, on peut certainement l'implémenter avec des triodes et des IGBT pour ceux que l'exercice intéresse.

Jacques-Olivier, hier soir, j'ai bossé pour vous (un modérateur va-t'il me demander bientot de passer en Pro-fabricant?). Comme Sylvain m'a expliqué que Spice ne permettait pas d'appréhender l'invention, j'ai du faire l'analyse à la main sur la table du salon pendant que madame regardait Desesperate Housewives. Sur le moment, je vous ai pas beaucoup aimé, j'avoue.

Donc, pour ceux qui vont bosser ce soir plus tard que moi : quel est le schéma équivalent du schéma précédent en le réduisant à sa plus simple expression. Je veux les expressions algébriques!

Allez, je vous donne deux schémas simplifiés. Vous apprécierez ma CAO manuelle (rappel : coin de la table)

Fig1 : Image

Fig2 : Image

Exercice pour demain matin :
- Fig1 : exprimer Vc en fonction de Vin et Vout
- Fig2 : exprimer Vout en fonction de Vc et Iout
- En déduire l'expression générale de Vout en fonction de Iout et Vin
- Simplifier l'expression pour mettre en évidence le modèle équivalent
- Formuler une phrase de plus de trois mots pour exprimer ce que vous déduisez de cette analyse.

...

[Edition] : le lendemain matin...

Bon, on commence par calculer la tension en sortie du premier AOP. Plutot facile. Ensuite on s'attque à l'ampli de sortie et on calcule sa sortie en incluant le ocurant de sortie et le shunt RM placé sur le chemin du signal :

Image

On exprimer tout cela et on en déduit un schéma équivalent :

Image
Image

Remarque suite à quelques questions que j'ai notées : le schéma ci-dessus est exactement équivalent au schéma de départ, aucune simplification n'a été faite. La seule différence est que les composants ici sont parfaits et que le modèle fonctionnera un peu mieux que le schéma original. Mais si nous parlons de courant, de tension et d'impédance, il n'y a pas d'erreur à craindre.

Cette parenthèse étant fermée, nous pouvons formuler quelques conclusions sur ce schéma :

- l'amplificateur n'est pas une source de tension parfaite, le réglage du potentiomètre permet d'augmenter la résistance de sortie et donc de diminuer le facteur d'amortissement

- l'implémentation inclue toujours Rm dans le chemin du signal. Même si le potentiomètre est réglé à zero, l'impedance de sortie ne sera jamais très faible et le facteur d'amortissement sera toujours limité (valeur à calculer exactement, de l'ordre de 0.2 ohms, donc un facteur d'amortissement max de 40)

Ces choix impliquent que les enceintes faibles impédances à certaines férquences "difficiles à driver" ne seront pas alimentées avec un courant suplémentaire. Le courant max est défini par la résistance Rm et les composants périphériques, et non par les caractéristiques de l'amplificateur et de son alimentation.
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Message » 03 Nov 2010 22:15

Le résultat "semble" cohérent : la tension de sortie dépend linéairement de la tension d'entrée (comme tout bon ampli) mais aussi du courant de sortie donc de l'impédance vue.
On retrouve les 3 cas de figure : impédance de sortie nulle, on alimente en tension. Impédance élevée , on alimente en courant.
Impédance entre les deux? est-ce le cas de Storm ?
Mais dans ce cas, la courbe de réponse dépend de l'impédance de charge. Pourquoi pas mais comme les enceintes sont conçues pour être à peu près linéaires quand elles sont alimentées par une source de tension, comment se comporte-t-elles quand ce n'est pas le cas ?
Hawksford parlait surtout de la réduction des distortions (si je me souviens), mais quid de la courbe de réponse qui subira forcément des variations non négligeables ? Surtout aux raccordements des filtres et à la résonance de l'enceinte.
ohl
 
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Message » 03 Nov 2010 23:29

Je verrouille la suite ICI

Et m'ouvrez pas cinquante tread pour la même chose :mdr: :wink:
totof66
 
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Message » 04 Nov 2010 16:36

Déverrouillage pour garder le côté technique de ce procédé très intéressant.
totof66
 
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Message » 04 Nov 2010 17:17

ohl a écrit:On retrouve les 3 cas de figure : impédance de sortie nulle, on alimente en tension. Impédance élevée , on alimente en courant. Impédance entre les deux? est-ce le cas de Storm ?

Pour ce qui est de l'application sur le produit Storm Audio, il faudra y aller avec des pincettes car si l ebrevet parle de ce principe, je n'ai pas d'information garantissant que c'est le principe utilisé dans les amplis actuels.

Est-ce une différence d'implémentation? Cela peut être aussi pour la bonne raison (que je comprends) de ne pas communiquer plus que ce que le brevet protège. Pour en savoir plus, il faut acheter un produit et faire du reverse engeenering. Un volontaire?

Donc selon ces précaution, nous pouvons en effet dire que l'impédance de sortie est continuement réglable. Il serait interessant de savoir quelle valeur min est possible quand le réglage est à zero. On y reviendra.

Mais dans ce cas, la courbe de réponse dépend de l'impédance de charge.

Je dirai que le gain du système dépend de l'impédance de l'enceinte par rapport à l'impedance réglée sur l'ampli. L'impédance de l'enceinte variant suivant la fréquence (résonnance boomer, tweeter, port basse reflex, filtre...), la courbe de transfert entre l'entrée de l'ampli et sa sortie ne sera pas linéaire en fréquence. cela ne permet pas pour l'instant de conclure grand chose sur la courbe de transfert entre l'entrée de l'ampli et la pression sonore produite. Celle-ci va varier de toute façon.

Pourquoi pas mais comme les enceintes sont conçues pour être à peu près linéaires quand elles sont alimentées par une source de tension, comment se comporte-t-elles quand ce n'est pas le cas ?
Hawksford parlait surtout de la réduction des distortions (si je me souviens)

Oui, le but d'Hawksford (il en a publié des trucs ce gars là! http://www.essex.ac.uk/csee/research/au ... tions.html) était de diminuer la distorsion produite par un haut parleur (il ne parlait pas d'enceinte avec filtre). Il y avait une impédance optimum.

D'autre publications documentent des solutions d'attaque de boomer sous impédance non nulle pour en modifier le paramêtre Qts et étendre la bande passante vers le bas. Il y a des caissons clos batis sur ce principe.

Donc en soit, attaquer un haut parleur sous impédance non nulle peut avoir du sens dans certains car particulier.

La question de savoir ce que cela donne sur une enceinte est autre chose. Une impédance peut-elle même être optimum pour les différents HP aux différentes fréquences?

Avant ceci, je propose d'aborder l'aspect "Transfert de puissance" en fonction des impédances complexes mises en jeu.

Cela vous va?
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Calcul du transfert de puissance vers les enceintes

Message » 05 Nov 2010 16:20

Bon, j'ai eu une réunion au boulot cet après midi, j'ai donc eu le temps de bosser un peu sur le sujet qui nous intéresse.

Je me suis posé les questions suivantes :
- comment la puissance délivrée au haut parleur varie-t'elle en fonction de l'impédance de sortie de l'amplificateur?
- existe-t'il un optimum si l'on recherche un maximum de transfert de puissance?
- quelle est la puissance transmise quand l'impédance de sortie vaut l'impédance du HP?

Pour l'instant, j'ai considéré que le haut parleur était une résistance.

L'approche est toujours assez formelle, mais demeure une base solide pour la discussion :

Image

Qu'est-ce que cela nous montre?

- Pour avoir le transfert de puissance maximum, l'impédance de sortie doit être minimum
- Pour une impédance de sortie égale à l'impédance du haut parleur, la puissance disponible est divisée par 4


Un de mes collègues qui regardait ce que j'écrivais m'a dit :
- "Tu dois te tromper, la puissance est maximum quand Rout=R".

Qui peut me dire pouquoi il se trompe?

:o

Des réactions?
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Message » 05 Nov 2010 17:09

Effectivement votre collegue se trompe,
Diminuer la résistance de charge jusqu a la résistance interne de la source augmente la puissance reçue par la charge (a l extreme si la résistance interne est de .1 ohm (avec câble) la puissance Max est obtenue pour une res de charge de .1 ohm)
Sylvain Storm
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Message » 05 Nov 2010 17:16

Nexus.6 a écrit:...
Un de mes collègues qui regardait ce que j'écrivais m'a dit :
- "Tu dois te tromper, la puissance est maximum quand Rout=R".

Qui peut me dire pouquoi il se trompe?


Non, il ne se trompe pas et toi non plus car vous ne parlez pas des mêmes W :
Pour une source de tension donnée et de résistance interne donnée (je ne parle que de puissance active), la puissance transmise est maximale quand la résistance de source est égale à la résistance de charge .
Exemples :
1 )Pour une source de 50 V 8 Ohms de résistance interne , la puissance transmise à une charge de 8 Ohms est de 78 W . Si on change la valeur de la charge ,la puissance transmise baisse.
2 ) Pour une source de 50 V 0,05 Ohms de résistance interne (ampli moyen) ,la puissance transmise à une charge de 8 Ohms serait de 309 W mais serait à l'optimum de 12,5 KW sur une charge de 0,05 Ohms ! Il y a des chances que quelques limitations interviennent avant.
A+
Edit : j'ai pris une tension de source plus basse pour tomber sur des valeurs plus usuelles en audio

Re edit pour Nexus :
C’est normal que tu ne trouves pas de maximum dans ton calcul : tu fixes la valeur de la résistance de charge et tu dérives par rapport à la résistance interne ; cette fonction là est bien monotone.
Par contre ,si tu fixes la résistance interne et que tu dérives par rapport à la résistance de charge, tu trouveras bien un maximum et c’est à ça que faisait allusion tes collègues.

Robert
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Conclusions sur le transfert de puissance

Message » 05 Nov 2010 18:36

Oui. Cela dépend donc de ce que l'on fait varier.

Nous pouvons donc conclure :
1 - Pour un amplificateur à fort facteur d'amortissement, la puissance max est obtenue pour un HP avec un impédance très faible.
2 - Pour un haut parleur donné, la puissance max est obtenue avec un amplificateur avec une faible impédance de sortie (fort facteur d'amortissement (>5...10))
3 - Augmenter l'impédance de sortie de l'amplificateur diminue toujours la puissance de sortie pour une enceinte donnée.
4 - On ne peut pas adapter en impédance un amplificateur à un haut parleur (cela n'a pas de sens et diminue la puissance disponible)

Donc, d'un point de vue énergétique :

il n'y a pas d'amélioration du "transfert de puissance" à l'enceinte en ajustant l'impédance de l'amplificateur.
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Message » 05 Nov 2010 19:07

La tu vas beaucoup trop vite pour conclure
Trois pistes :
- comment caractériser l'impédance de sortie si la resistance est produite par une contre réaction
- un haut parleur est il une résistance
- est ce qu un shema qui comporte une impédance de sortie fixe volontairement non faible (audio research...par exemple) est équivalent a un résistance en série sur source de tension

[EDIT : le langage SMS a été corrigé]
Dernière édition par Sylvain Storm le 05 Nov 2010 19:50, édité 1 fois.
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Message » 05 Nov 2010 19:13

je propose comme prochaines étapes de :
- étudier le transfert de puissance sur une charge complexe (réactive)
- examiner le transfert de puissance quand l'impédance de cette charge varie (un HP)

Des idées de ce que cela va donner? (vous attendez? oui, c'est moi qui bosse...)
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