Une affaire d'Ohms

[Gothik]

le rendement d'une enceinte est le rapport "puissance acoustique restituée/puissance électrique fournie par l'ampli"

la mode des enceintes peu encombrantes et esthétiques (WAF oblige) fait que ces boiboites ont des rendements calamiteux..
donc bas rendement + basse impedance = centrale nucleaire
Comme MAINTENANT (ça n'a pas toujours été le cas) on sait fabriquer des électroniques qui poussent des ampères sans moufter , tout va bien... sauf pour la conso d'électricité , mais c'est une autre histoire .
des noms!
perso j'ai encore des SIARES GALAXIE des années 80's, monstrueuses comme des cathédrales, et qui te sortent du salon en te bouchant les oreilles avec un ampli de 20 watts...

tout ça n'est que de la physique de bases !!

[expertdoc]

donc bas rendement + basse impedance = centrale nucleaire

Surtout si l'impédance chute encore un peu plus dans le grave, style jusqu'à 2 ohms, ... alors là faut plusieurs centrales nucléiares

[Gothik]

bon, ben il me reste plus qu'a me relier direct à Cattenom!

[sg2]

'jour,

Le couplage ampli / enceinte est un sujet très compliqué, que je ne vais que survoler ci-dessous.

L'impédance de l'enceinte est un des facteurs déterminants. Elle ne se résume pas comme "le rapport tension / courant à 1000 Hz", même si elle est affichée comme ça de façon (volontairement ?) réductrice (ça c'est la "résistance ohmique de l'enceinte à 1.000 Hz", autrement dit le module du nombre complexe qui définit l'impédance en fonction de la fréquence, qui fait abstraction de la partie imaginaire c'est à dire du déphasage tension / courant) :

- d'une part l'impédance de l'enceinte varie en fonction de la fréquence. Une enceinte peut très bien présenter un module d'impédance (puisqu'il faut appeler ça ainsi) de 8 Ohm à 1.000 Hz, et de moins de 2 Ohm à 150 Hz (genre panneaux électrostatiques, ou la plupart des grosses enceintes bass-reflex avec plusieurs boomers).

- d'autre part l'impédance a comme dit plus haut une "partie imaginaire", c'est à dire que la tension et le courant sont déphasés d'un angle différent en fonction de la fréquence. C'est pourquoi les revues donnent toujours deux courbes en fonction de la fréquence : le module de l'impédance (soit sa projection purement ohmique) et le déphasage angulaire. En fait, le déphasage est encore plus déterminant que la valeur ohmique. Le déphasage signifie que l'ampli devra sortir le courant en retard par rapport à la tension (à cause de la nature majoritairement selfique de la charge de type "enceinte"), donc typiquement sortir un maximum de courant lorsque la tension sera quasi nulle. Réfléchissez-y, vous comprendrez l'importance de ce facteur.

C'est la combinaison des deux facteurs (variation de la projection ohmique de l'impédance ET du déphasage tension / courant sur le domaine de fréquence) qui détermine le caractère "facile" ou "difficile" d'une charge.

Pour donner des points de repère :

- une impédance qui descend en dessous de 4 Ohm à certaines fréquences pour une valeur nominale affichée à 8 Ohm sera difficile à ces fréquences

- idem pour 2 Ohm avec une valeur affichée à 4 Ohm

- des valeurs de déphasage angulaire U/I supérieures à 20° à certaines fréquences montrent une charge difficile à ces fréquences

- la combinaison des 2 montre une charge TRES difficile : valeur ohmique de 3 Ohm ET déphasage > 20° à la même fréquence.

Un exemple : les BW802D (que j'utilise avec grande satisfaction) sont typiques de ce cas de figure, elles n'usurpent pas leur réputation de charge TRES difficile. Regardez http://www.stereophile.com/floorloudspe ... ndex4.html : autour de 60 Hz, on est à 3 Ohm (pour 8 nominaux) et 45° de déphasage ! Il ne doit pas y avoir beaucoup d'amplis sur la planète qui pourront produire du 60 Hz sans distorsion et à niveau égal au reste du spectre sur ces enceintes ! On comprend pourquoi B&W préconise des amplis "lampe à souder" style Classé, dont les étages de sortie sont faits de 8 paires de push-pull en parallèle ! Ce n'est pas que pour vendre des jolies boîtes très chères.


S'ajoute à cela... que la pièce dans laquelle l'enceinte est placée amène son "impédance acoustique" dans l'équation, ce qui influe sur les courbes R / phase / fréquence de l'enceinte aussi...


Il y a deux autres caractéristiques fondamentales de l'enceinte qui participent fortement au couplage ampli / enceinte :

- la compression thermique. Toute bobine chauffe, et sa résistance ohmique augmente en chauffant. A priori c'est sympa pour l'ampli, mais la résistance augmentant, il faut plus de puissance pour obtenir la même force de déplacement de la membrane.

- la force électro motrice de reflux. La membrane projetée vers l'avant par un flux de courant arrivant de l'ampli, revient vers l'arrière quand celui-ci se tarit, et ce mouvement de retour transforme la bobine en génératrice puisqu'elle se déplace dans le champ magnétique de la culasse. Quel doit être le comportement d'un bon ampli face à ce reflux de courant ? réfléchissez-y c'est intéressant (surtout en y ajoutant que si l'ampli laisse passer ce courant, ça va donner un champ magnétique produit par la bobine, qui va en fonction du principe de Laplace, s'opposer au mouvement qui l'a créé, donc avoir tendance à freiner le retour)...

Il y a encore plein d'autres caractéristiques purement liées à l'enceinte qui participent au couplage ampli / enceinte...


Ensuite, au delà des caractéristiques purement enceinte :

- l'impédance de sortie de l'ampli est un facteur fondamental. Comme tout couplage électrique, le couplage ampli / enceinte ne fonctionne que si les impédances des deux sont "accordées". Pour vous laisser imaginer ce que ça veut dire, pensez que l'ampli a aussi une capacité en courant et une capacité au déphasage qui dépendent de la fréquence ! Une fois compris ça on voit bien qu'aucune approche simpliste basée sur la lecture de quelques chiffres de puissance ou de valeur ohmique d'impédance ne peut préjuger de l'adaptation correcte d'enceintes à un ampli

- le "facteur d'amortissement" de l'ampli est un élément primordial. De quoi s'agit-il ? il s'agit précisément de sa réponse au reflux de courant revenant de l'enceinte appelé force électro motrice de reflux ci-dessus. Là encore, pas de point de vue simple possible, ce facteur dépend de la fréquence... et de la phase !

- la réserve dynamique de l'ampli est aussi un facteur fondamental. C'est surtout le surdimensionnement de son alimentation qui va jouer : pas de régulation (ça bride la dynamique), condensateurs multiples à faible résistance interne plutôt que mammouths qui ne cracheront pas leur courant en instantané, filtres accordés LC etc. comme l'ont semble-t-il bien compris les gens du DIY

Bref, pas possible d'objectiver un bon couplage ampli / enceinte (on devrait parler stricto sensu de couplage amli / enceinte / pièce) autrement qu'in-situ avec une grosse quantité de matériel de labo et une forte connaissance électrotechnique... ou alors à l'écoute

Pour finir, un article intéressant (bien que très incomplet) sur la définition d'une charge "difficile" et comment elle torture un ampli se trouve ici : http://www.stereophile.com/reference/70 ... index.html

Cordialement,
--
Stéphane

[domlede]

C'est marrant, mais en lisant, j'ai l'impression de revenir sur les banc de mon BTSElectronique.

Merci de cette explication, qui même si elle est réservée à la compréhension de ceux qui ont de bonnes notions d'électroniques, reste assez facile à lire voir comprendre.

[AUDIOVALVE]

- l'impédance de sortie de l'ampli est un facteur fondamental. Comme tout couplage électrique, le couplage ampli / enceinte ne fonctionne que si les impédances des deux sont "accordées".
Stéphane

je me permet d'intervenir sur ce brillant exposé au sujet de ce point ....

il y a longtemps , en fait depuis les amplis à transistors et la structure RCA quasi-universellement utilisée.. qu'on, "accorde" plus les impédances ampli/HP ! (mais les légendes ont la vie dure)

L'ampli est considéré comme GÉNÉRATEUR DE TENSION , ce qui sous-tend que son impédance interne vue de la sortie est TRÈS BASSE, d'où sa faculté de pousser du courant dans les HP , ou d'en drainer (notion de facteur d'amortissement dont SG2 parle dans son excellente prose) .

exemple chiffré : un "honnête" ampli HIFI présente une impédance de sortie de 0,1 ohm, et beaucoup moins pour les "hig-end".

l'accord des impédances est fondamental en cas de ligne longue devant la longueur d'onde du signal , ce qui renvois ces notions aux technologies hautes-fréquences, mais ceci est une autre histoire , comme dirait Kipling

[AUDIOVALVE]

C'est marrant, mais en lisant, j'ai l'impression de revenir sur les banc de mon BTSElectronique.

tous ces principes ne sont, en effet, que des fondamentaux d'électronique de base.

c'est pourquoi, dés qu'on a un minimum de culture dans le domaine, on est parfois scotché au plafond en écoutant certains vendeurs de marques ou enseignes prestigieuses

[syber]

Merci sg2 pour ce résumé !

C'est une très bonne base pour approfondir soi-même et mieux comprendre certaines notions. Je vais d'ailleurs m'y atteler au sujet de l'impédance acoustique !

[syber]

Je viens seulement de comprendre le titre de Yijing !

[sg2]

're,

AUDIOVALVE : sans vouloir te fâcher, "L'ampli est considéré comme GÉNÉRATEUR DE TENSION" est une absurdité, dans une bobine (de haut parleur) ce n'est pas la tension mais le courant qui crée le champ magnétique (donc la force de déplacement de la membrane).

Faute de savoir faire de vrais générateurs de courant, en effet, les fabricants d'amplis tentent de nous persuader qu'un ampli est un générateur de tension...

De plus, "un honnête ampli HIFI présente une impédance de sortie de 0,1 ohm" est autant irrelevant que de dire que l'impédance d'une honnête enceinte est de 8 ohm :

- cette impédance sera-t-elle constante sur toute la plage de fréquence ?

- quel est le déphasage courant / tension que l'ampli accepte à chaque fréquence ?

Quand tu as ces deux courbes (R, Phi) tant pour l'ampli que pour l'enceinte, alors on peut parler d'étudier le mariage sous un angle théorique. Autrement, on "reste dans la magie audiophile" du grave perçu "sec", du couple "brillant" ou "mou" etc.

Cordialement,
--
Stéphane

[Le Dom]

Effectivement très belle explication sg2..

Merci.

A noter qu'effectivement, il ne s'agit là que des bases mais cela permet de comprendre un peu ce qui se passe.

Maintenant quand on visualise le signal à un instant donné et que l'on voit sa complexité, la tâche devient rude pour tout expliquer en détail.
Vive les nombres complexes, séries de Fourier et autres joyeusetés. Perso, il faudrait que je révise sérieusement.

[AUDIOVALVE]

're,

AUDIOVALVE : sans vouloir te fâcher, "L'ampli est considéré comme GÉNÉRATEUR DE TENSION" est une absurdité, .............etc....

pas vraiment....

c'était une absurdité dans le temps des amplis à tubes, où le transfo de sortie introduit un élément impossible à maitriser.

mais avec les amplis à transistors modernes.... avec des taux de contre réaction faramineux et des alimentations surdimensionnées l'approche "géné de tension" est valable. On fabrique des asservissements bien plus pointus dans d'autres domaines..


je t'invite à faire des mesures sur charges complexe (recommandations CCIR/EBU) comme je m'en parfume (presque) tous les jours, les résultats sur les électroniques modernes sont très bons. Et parfois époustouflants sur des engins comme les CROWN ( je parle des vrais , pas des copies tong , bien sur). Il est quasi impossible de décrocher la boucle, et bien au de là de la bande passante audio, sur des charges complètement patatoïdes!

je n'en dirais pas tant sur des engins ésotériques genre monotriodes , mais ne fâchons personne

bref , et à mon avis (qui n'engage que moi) la recherche audio actuelle se concentre sur les transducteurs (les HPs) point faible de nos installations.

[yijing]

Je viens seulement de comprendre le titre de Yijing !

C'était quoi mon titre et ma question déjà ?