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Alimenter des enceintes dont Z < 3ohms entre 120 et 160hZ

Message » 28 Sep 2011 9:34

Bonjour,
tout est dans le titre : mes enceintes sont constituées de deux HPs de grave médium câblés en //, encadrant un tweeter auquel ils sont raccordés par un filtre dont la pente électrique est de 24/24db oct. Il en résulte, comme on peut le constater sur la simulation faite ci dessous, une impédance de charge assez basse, puisqu'elle tombe sous 3 ohms entre 120 et 160hz, région assez gourmande en jus. La sensibilité finale de l'enceinte est de 90db. Les HPs de grave-médium sont des SBAcoustics17 :

http://www.europe-audio.com/Product.asp?Product_ID=7918
http://www.europe-audio.com/document.as ... datasheets\sba\SB17NRXC35-8.pdf

Z.JPG
Z.JPG (58.11 Kio) Vu 1397 fois


Première question donc : comment calculer la puissance max nécessaire pour atteindre le niveau spl max dont sont capables ces deux HPs cablés en //, comte tenu du module d'impédance ?

Deuxième question : quel ampli sera capable de rester souverain sur une charge aussi basse ? Naturellement, j'ai songé à un ampli class D, en me disant de plus qu'avec un ampli classe AB le rendement allait impliquer un gros budget alimentation. J'ai donc songé à un Hypex Ucd180 ; après un petit mail à Hypex ceux ci me répondent que leur modules (Ucd 180 ou 400) sont capables d'assurer sur une charge de 1ohm. Bon.... je fait qq recherches et je tombe sur cet essai, un ampli canadien avec une alim bien dimensionnée (il me semble : 300VA par canal) qui utilise des modules Ucd 180. Voici la conclusion du monsieur, qui a fait une série de mesures impitoyable (c'est le JR du matos audio) :

Considering its relatively affordable price, the Channel Islands Audio D-100 offers good measured performance, though I would not use it with speakers whose impedance dipped below 4 ohms.—John Atkinson


L'article est là :

http://www.stereophile.com/solidpoweram ... index.html

Dommââââge !! me disé-je in peto... maintenant je ne sais plus trop à quel saint me vouer...
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androuski
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Message par Google » 28 Sep 2011 9:34

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Message » 28 Sep 2011 13:43

Salut,

Le facteur limitant c'est le courant qu'est capable de délivrer l'ampli. Avant de juger si un ampli convient ou pas, faut savoir à quel niveau sonore on souhaite écouter et la puissance et courant nécessaires à ce niveau.

On se dit je veux écouter à xxdB au point d'écoute. Quel ampli me faut il ?
Ci après un calcul approximatif. Je crois que D Petoin donne les formules sur son site.

Personnellement, mes oreilles demandent grâce avant que le niveau atteigne 100dB au point d'écoute.

Prenons quand même comme cible 105dB (niveau THX) au point d'écoute.
Comme il y a deux enceintes qui y contribuent, je fais l'approximation que chacune contribue également, soit 102dB par enceinte.
97dB au point d'écoute à 3m, ca fait env 111db à 1m (niveau -6dB à chaque doublement de distance en espace dégagé. Encore une approximation car un salon n'est pas dégagé)
Avec des enceintes rendement de 90dB (1W à 1m), il faut 128Weff pour atteindre le niveau de 111dB.
Avec une impédance de 2.8 Ohm au pire, il faut un courant de 6.75Arms sur une sinusoide de 150Hz.

La question devient : l'ampli Hypex ucd180 est il capable de délivrer 6.75Arms ? la réponse est OUI. Sa limite est 10Amax, donc t'es tout à sa limite. A condition que l'alim suive bien entendu.

Si tu veux produire 3dB de plus, soit doubler la puissance, il te faut 1,4x plus de courant. Là ce sera niet. Choisir un ucd400 dans ce cas.

Ce calcul de courant nécessaire est fait avec une sinusoide. La musique ayant une énergie bien plus faible qu'une sinusoide, il y a une marge confortable.

Je parierai que le commentaire de J Atkinson porte plutot sur la limitation de l'alimentation de cet ampli que sur le module amplification.
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Message » 28 Sep 2011 14:57

alkasar a écrit:
Je parierai que le commentaire de J Atkinson porte plutot sur la limitation de l'alimentation de cet ampli que sur le module amplification.


C'est précisément ce que je me demandais, je ne l'ai pas explicité parce que je ne voulais pas suggérer la réponse ; j'ai été un peu déçu de la réponse fournie par Hypex sur ce point... Donc si on reprend : le module Hypex étant capable de fournir jusqu'à 10A, le facteur limitant si on veut alimenter une enceinte dont Z min est inférieure à 3 ohms serait donc l'alimentation, ce qui signifie que sur le bloc mono testé sur stereophile, le transfo de 300VA, en admettant qu'il délivre une tension de 30v, est trop léger puisqu'il ne peut pas fournir plus de 5A ? Donc tu es en train de me dire que pour exploiter toute la puissance du module et éviter de le voir s'effondrer lors d'un écoute musclée il faut pour un montage stéréo au moins un transfo de 800VA en 30v, et 1000VA en 35v ??!

Ci dessous le passage de l'article qui montre comment le montage du bloc canadien jette l'éponge pour fournir les watts dès que Z descend à 4ohms et 2 ohms.... Est-ce que le module lui-même ne peut pas aussi être responsable du constat fait pas John Atkinson ? Est-ce que Hypex n'est pas un peu optimiste dans ses datasheet ?

En tout cas si vous avez d'autre suggestions de montages pas trop chers capable de fournir assez de courant avec une disto contenu pour que mes enceintes soient correctement alimentées je suis tout ouïe. J'ai évidemment jeté un oeil aux modules à base de tripath TA3020, qui semblent bien taillés pour cet usage.
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Message » 28 Sep 2011 15:05

Salut Androuski,

il y a ce qu'il te faut ici : http://www.homecinema-fr.com/forum/viewtopic.php?f=1044&t=29972959 :wink:

Alkasar a raison, l'alim c'est le point crucial des amplificateurs .
L'UCD est capable de fournie 10A voir plus en pointe et il est seulement limité par sa source d'énergie en amont.
Enceintes principales : Wharfedale OPUS 1,Ampli HIFI: Gemincore Lecteur CD: Jolida Music Van tweakée, Câble HP : Mogami 2921,Câble Modulation : Galileo 238+
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Message » 28 Sep 2011 15:19

jalhoucine a écrit:Salut Androuski,

il y a ce qu'il te faut ici : http://www.homecinema-fr.com/forum/viewtopic.php?f=1044&t=29972959 :wink:

Alkasar a raison, l'alim c'est le point crucial des amplificateurs .
L'UCD est capable de fournie 10A voir plus en pointe et il est seulement limité par sa source d'énergie en amont.


J'entends bien : l'alim est fondamentale, mais de là à ce que la puissance max fournie sur 4ohms soit inférieure à celle fournie sur 8ohms quand l'Ucd est alimenté par un transfo de 300VA, quand même.... 300VA c'est 4/5A aux tensions qui nous intéressent, en théorie si on prend les calculs fournis par Alain ça devrait suffire pour obtenir sous 4ohms un puissance supérieure à celle obtenue sur 8 non ? Alain, ton calcul avec sinusoïde appliquée à l'ampli sur 4 ohms au lieu de 2,8 ça donne quoi ?

Pour l'anonce : tu crois que je ne l'avais pas vue ? Et tu crois que comme toi je ne suis pas en train de me demander si une alim SMPS ne serait pas plus appropriée ? :mdr: Plus sérieusement : 35v c'est pas un peu trop pour des Ucd180 ? Ca fait 49v redressé, c'est la limite supérieure non, est-ce qu'il ne faut pas viser un peu en dessous ?
:wink:
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Message » 28 Sep 2011 15:28

Moi je suis un cas particulier : je suis un fou de l'alim.
Tu ne peux pas imaginer le nombre de schéma que j'ai testé : régulée, filtrée, ....J"ai posté pas mal ce sujet.
Il me reste la SMPS pour finaliser mes tests.
Cette passion commence à me coûter très cher. :-?
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Message » 28 Sep 2011 15:31

Quel que soit l'ampli, il faudra bien fournir le courant :wink:
Et aussi, t'as parfaitement raison Androus, l'ampli peut délivrer toute cette puissance, mais dans quelles conditions ? si c'est THD à 10%, pas la peine. Sans surprise, les courbes montrent que la thd s'envole passé un cap de puissance. Ce qui est marrant c'est le décalage 8 et 4 ohms. Cet ampli tient mieux la puissance pour de faibles impédances.

En fait, il faut surtout être réaliste sur le niveau d'écoute souhaité. A chaque fois que t'accepte 3dB de moins, tu divise la puissance nécessaire par deux et courant par racine de 2. Si comme moi tu trouves que 90-95dB c'est déjà un bon niveau dans un salon, la puissance nécessaire fond comme neige au soleil.

Compte tenu des courants en jeu si t'écoutes un peu fort dans ton cas, je te conseille de rester dans la ClassD (ou T) qui fournit du courant en toute sécurité sans faire chauffage d'appoint :wink:
Hypex, Tripath ta3020, tas5630 de Texas, IRaudamp de IRS, toutes ces technos conviennent.
Regarde sinewave tas5630. On trouve sur un des sites chinois aliexpress je crois. Pas très cher, tout fini alim smps incluse, puissance à revendre et bon feedback sur diyaudio.
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Message » 28 Sep 2011 17:17

Ce qui est marrant c'est le décalage 8 et 4 ohms. Cet ampli tient mieux la puissance pour de faibles impédances.

:wtf:
Tu es certain d'avoir bien lu Alain ? Parce que là il me semble que tu fais un contresens : sur le graph ci dessus, les courbes c'est 16--->2ohms dans le sens "bottom to the top", donc ce que montrent ces mesure c'est précisément que le module Ucd180 alimenté comme il l'est dans le bloc mono testé sur stereophile, n'est pas capable de maintenir la puissance sur une charge de 4ohms, et qu'il s'écroule en deçà - puissance divisée par 2 sur 2ohms, alors que le constructeur annonce fièrement qu'il tient 1ohm.

Plus haut tu as fait un calcul pour trouver ce que l'alim devait fournir pour obtenir un niveau spl max choisi sur une charge de 2,8 ohms ; ça donnait 6,75A. En admettant que le transfo monté dans le module Channel Island Audio testé par Atkinson, dans la fourchette la + haute, ait une tension de 35v, ça veut dire qu'il pet débiter près de 4,5A ; est-ce que ce n'est pas suffisant théoriquement pour permettre au module de fournir sur 4ohms une puissance supérieure à ce qu'il fournit sur 8ohms ? Tu peux pas faire le calcul ? (chuis une crêpe en elec)

En fait, il faut surtout être réaliste sur le niveau d'écoute souhaité. A chaque fois que t'accepte 3dB de moins, tu divise la puissance nécessaire par deux et courant par racine de 2. Si comme moi tu trouves que 90-95dB c'est déjà un bon niveau dans un salon, la puissance nécessaire fond comme neige au soleil.


Cela signifie-t-il que la capacité à alimenter une charge complexe et basse n'est critique qu'à fort niveau ?? Dans ce cas la question ne devrait quasiment jamais poser de problème, puisqu'il y a peu de personnes qui écoutent la musique chez eux à des niveaux qui deviennent critiques... et pourtant Atkinson, qui prend comme critère de tenue 1% de THD, dit bien que le bloc qu'il a testé ne devrait pas être employé sur des charges de 4ohms... il ne suppose pas une situation où les gens utilisent le bloc à sa limite quand même ??
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Message » 28 Sep 2011 18:07

Je ne sais pas jusqu'a où tu veux aller en terme de diy mais il ne serait pas idiot d'envisager les Nmos300 : http://sites.google.com/site/quasisdiyaudiosite/nmos-serieshttp://sites.google.com/site/quasisdiyaudiosite/nmos-series. Le 300 tu peux lui appliquer une tension au rails de 50V histoire de tirer 100W à 4R et 200 à 4 gaver avec une bonne alim il tiendra bien plus bas que 4 ohms. Ca ne chauffa pas beaucoup et cela sonne tres bien => j'ai un nmos 200. C'est facile a construire avec des composants tout ce qu'il y a de plus classique.

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Message » 28 Sep 2011 19:15

Idefixes a écrit:Je ne sais pas jusqu'a où tu veux aller en terme de diy mais il ne serait pas idiot d'envisager les Nmos300 : http://sites.google.com/site/quasisdiyaudiosite/nmos-serieshttp://sites.google.com/site/quasisdiyaudiosite/nmos-series. Le 300 tu peux lui appliquer une tension au rails de 50V histoire de tirer 100W à 4R et 200 à 4 gaver avec une bonne alim il tiendra bien plus bas que 4 ohms. Ca ne chauffa pas beaucoup et cela sonne tres bien => j'ai un nmos 200. C'est facile a construire avec des composants tout ce qu'il y a de plus classique.

Marc


Merci pour cette suggestion,
je connaissais ce montage pour avoir suivi ton fil ; mais je cherche un module tout fait parce que je n'aurai pas de temps à consacrer à un montage from scratch. Là il faut tout faire, le pcb, collecter les composants, etc... cette année le temps m'est compté (boulot).

Mais ça me fait penser à un montage qui est peut-être proche dans la philosophie :

http://www.aussieamplifiers.com/onlineshop.htm

Il y a en bas de page une version partiellement assemblée, avec deux paires de IRFP240/9240 qui me fait vraiment de l'oeil :love: .... mais il y a du boulot, et pour le même prix j'ai une paire d'Ucd400std.

J'aimerai qd même piger comment un bloc mono d'Ucd180 équipé d'un transfo 300VA peut-être limité en courant sur 4ohms... j'ai beau être la crêpe du siècle en élec, ça me paraît bizarre. Alain, tu veux pas approfondir ta copie ? :mdr:
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Message » 28 Sep 2011 20:47

Si tu est dans cette optique pourquoi te prendre le choux, parts sur le Ta3020 v4 de connexelectronic (http://connexelectronic.com/product_info.php/products_id/119?osCsid=hdf3as02jc004dlfdi3oe8u5r5) avec la smsps on board, tu ne devrais pas avoir de soucis pour driver tes enceintes

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Message » 28 Sep 2011 20:53

Idefixes a écrit:Si tu est dans cette optique pourquoi te prendre le choux, parts sur le Ta3020 v4 de connexelectronic (http://connexelectronic.com/product_info.php/products_id/119?osCsid=hdf3as02jc004dlfdi3oe8u5r5) avec la smsps on board, tu ne devrais pas avoir de soucis pour driver tes enceintes

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Oui,
il est en tête de ma short list... c'est la solution la moins chère et la plus rapide à mettre en oeuvre. Sur son descriptif Cristi ne dit pas quelle est la puissance de l'alim, j'aurais été curieux de savoir, je vais creuser un peu sur diyaudio. Mais cette histoire d'Ucd180 qui plante sur 4ohms avec 300va au c.l m'étonne qd même. Du point de vue de la sécurité de l'acheminement (poste chinoise, au secours !! les paquets arrivent dans un état déplorable) et du SAV je préfèrerais un module Hypex, c'est pour ça que j'insiste sur le bloc mono testé par Atkinson :wink:
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Message » 28 Sep 2011 21:00

androuski a écrit:
Idefixes a écrit:Si tu est dans cette optique pourquoi te prendre le choux, parts sur le Ta3020 v4 de connexelectronic (http://connexelectronic.com/product_info.php/products_id/119?osCsid=hdf3as02jc004dlfdi3oe8u5r5) avec la smsps on board, tu ne devrais pas avoir de soucis pour driver tes enceintes

Marc


Oui,
il est en tête de ma short list... c'est la solution la moins chère et la plus rapide à mettre en oeuvre. Sur son descriptif Cristi ne dit pas quelle est la puissance de l'alim, j'aurais été curieux de savoir, je vais creuser un peu sur diyaudio. Mais cette histoire d'Ucd180 qui plante sur 4ohms avec 300va au c.l m'étonne qd même. Du point de vue de la sécurité de l'acheminement (poste chinoise, au secours !! les paquets arrivent dans un état déplorable) et du SAV je préfèrerais un module Hypex, c'est pour ça que j'insiste sur le bloc mono testé par Atkinson :wink:


SI tu veux eviter ces ecueuils il y a la solution TA3020 audiophonics (que je yeute perso regulierement), il suffit d'y coller un transfo genre 500va 2x35V pour avoir une solution tres solide.
Pour l'hypex je en sais pas ce qui le ferais jouer le petit bras sur 4ohms
Marc
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Message » 28 Sep 2011 22:10

Idefixes a écrit:
androuski a écrit:
Idefixes a écrit:Si tu est dans cette optique pourquoi te prendre le choux, parts sur le Ta3020 v4 de connexelectronic (http://connexelectronic.com/product_info.php/products_id/119?osCsid=hdf3as02jc004dlfdi3oe8u5r5) avec la smsps on board, tu ne devrais pas avoir de soucis pour driver tes enceintes

Marc


Oui,
il est en tête de ma short list... c'est la solution la moins chère et la plus rapide à mettre en oeuvre. Sur son descriptif Cristi ne dit pas quelle est la puissance de l'alim, j'aurais été curieux de savoir, je vais creuser un peu sur diyaudio. Mais cette histoire d'Ucd180 qui plante sur 4ohms avec 300va au c.l m'étonne qd même. Du point de vue de la sécurité de l'acheminement (poste chinoise, au secours !! les paquets arrivent dans un état déplorable) et du SAV je préfèrerais un module Hypex, c'est pour ça que j'insiste sur le bloc mono testé par Atkinson :wink:


SI tu veux eviter ces ecueuils il y a la solution TA3020 audiophonics (que je yeute perso regulierement), il suffit d'y coller un transfo genre 500va 2x35V pour avoir une solution tres solide.
Pour l'hypex je en sais pas ce qui le ferais jouer le petit bras sur 4ohms
Marc


Oui,
il y a aussi des modules à alimenter avec un transfo chez connexelectronic. A long terme l'alim linéaire reste plus fiable que l'alim SMPS. En ce qui concerne la puissance, connexectronic annonce 180watts avec 0,02% de thd sur 4ohms, donc ça laisse de la marge. J'attends le point de vue d'Alain sur le module hypex "petit-bras-sur-4-ohms".
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Message » 29 Sep 2011 0:06

androuski a écrit:
Ce qui est marrant c'est le décalage 8 et 4 ohms. Cet ampli tient mieux la puissance pour de faibles impédances.

:wtf:
Tu es certain d'avoir bien lu Alain ? Parce que là il me semble que tu fais un contresens : sur le graph ci dessus, les courbes c'est 16--->2ohms dans le sens "bottom to the top", donc ce que montrent ces mesure c'est précisément que le module Ucd180 alimenté comme il l'est dans le bloc mono testé sur stereophile, n'est pas capable de maintenir la puissance sur une charge de 4ohms, et qu'il s'écroule en deçà - puissance divisée par 2 sur 2ohms, alors que le constructeur annonce fièrement qu'il tient 1ohm.
On peut en effet voir ces courbes comme le niveau de puissance max a ne pas dépasser pour un niveau de THD acceptable.
On pourrait penser que de 16/8/4/2 c'est le double de puissance a chaque fois, malheureusement ce n'est pas le cas. De 8 à 4 c'est presque ça. De 4 à 2 pas du tout. C'est plutôt habituel : la puissance se paie par de la THD qui s'envole.

Hypex n'a pas tort : l'ampli peut fonctionner sur 2ohms, mais puissance limitée pour éviter que la THD s'envole.
D'autres amplis ne tiendraient même pas 2ohms car la limitation en courant intervient si tot que ce serait même pas utilisable.

Plus haut tu as fait un calcul pour trouver ce que l'alim devait fournir pour obtenir un niveau spl max choisi sur une charge de 2,8 ohms ; ça donnait 6,75A.
pas exactement le spl max, mais ce qu'il faut pour atteindre 105dB au point d'écoute;

En admettant que le transfo monté dans le module Channel Island Audio testé par Atkinson, dans la fourchette la + haute, ait une tension de 35v, ça veut dire qu'il peut débiter près de 4,5A ; est-ce que ce n'est pas suffisant théoriquement pour permettre au module de fournir sur 4ohms une puissance supérieure à ce qu'il fournit sur 8ohms ? Tu peux pas faire le calcul ? (chuis une crêpe en elec)
Tant que l'ampli (et l'alim bien sur) peut fournir le courant nécessaire, c'est la loi d'ohm: Puissance double sur 4 ohms p/r à 8ohms.

Faisons le calcul. Transfo 35Vrms, avec les drop habituels, ça fait env 30Vrms max disponibles aux bornes de l'enceinte.

en sortien I=U/R. Au max, sur 8 ohms le courant nécessaire est 30/8=3.75Arms. Ok ça passe. Ca fait 112Weff max sur 8ohms.
Sur 4 ohms tu t'attends a avoir le double de puissance, soit 224W. Eh non car l'alim limite avant.
Sur 4ohms, faudrait 30/4 = 7.5Arms, ce que le transfo ne peut fournir. Sur 4 ohms, tu pourras atteindre au max P=RI²=4x(4.5)² = 81W.

En fait, il faut surtout être réaliste sur le niveau d'écoute souhaité. A chaque fois que t'accepte 3dB de moins, tu divise la puissance nécessaire par deux et courant par racine de 2. Si comme moi tu trouves que 90-95dB c'est déjà un bon niveau dans un salon, la puissance nécessaire fond comme neige au soleil.


Cela signifie-t-il que la capacité à alimenter une charge complexe et basse n'est critique qu'à fort niveau ?? Dans ce cas la question ne devrait quasiment jamais poser de problème, puisqu'il y a peu de personnes qui écoutent la musique chez eux à des niveaux qui deviennent critiques... et pourtant Atkinson, qui prend comme critère de tenue 1% de THD, dit bien que le bloc qu'il a testé ne devrait pas être employé sur des charges de 4ohms... il ne suppose pas une situation où les gens utilisent le bloc à sa limite quand même ??

J'avais pas vu que lui considère le seuil à 1%. Ce que les courbes nous apprennent, c'est que l'ampli peut etre utlisé jusqu'à près de 100W sur 4 ohms avant d'atteindre 1% de THD.
En revanche, le transfo qui est dans cet ampli, ne permet pas d'y arriver!

Tu as raison quand tu dis que tout ceci ne pose aucun souci à un niveau d'écoute raisonnable, et donc de puissance modeste. Dans mon cas, je trouve 95dB très fort. Enceintes 4ohms, rendement 90dB. Je passe les calculs, ça donne un besoin de 30W max. Tout ce qui est au dessus, c'est de la marge :wink:


Si tu veux mon avis sur les tA3020, je préférerai faire confiance à Connex qu'à audiophonics.
Celui d'audiophonics est fait par hifimediy. Tu sais que j'apprécie le travail de Hifimediy, mais il y a des choses qui ne s'inventent pas avec une v1.0.
Cristi (Connex) en est à sa 4eme génération de ta3020 et a trouvé des solutions pour compenser des défauts intrinsèques de la puce. Le ta3020 est très sensible comme puce, bien plus que les autres tripaths. Il a vite fait d'osciller et partir en fumée. Plein d'exemples sur diyaudio et aussi 41Hz ou les bricoleurs de ta3020 se lâchent. Bien réalisé, ça marche sans souci.

La THD du TA3020 n'est pas très différente des ucd :wink:
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