Amplification en courant & CCFB

[J-C.B]

Bonsoir,
Deux circuits, l'un théorique, l'autre plus pratique du circuit d'approche est dispo dans le 3° post de la première page.
Comme vous le verrez par la suite, le circuit définitif est assez proche de celui la.
Cordialement

[JIM]

Bonsoir JCB,

Il me semble que les filtres présent dans les boucles de contre réaction dépendent des paramètres de l'Hp (Le & Re) ?

Si c'est bien le cas, je ne vois bien l'intérêt d'un tel circuit super complexe qui doit être paramétré pour chaque Hp et visiblement pas applicable à une enceinte à filtrage passif ?

Si tu peux donner le principe de fonctionnement, quels avantages par rapport (par exemple) à l'utilisation d'une seconde boucle d'asservissement fonctionnant en tension et dont l'action pourrait être limitée aux fréquences supérieure à la fréquence de résonnance ?

J'ai visiblement rien compris.

[Tazz28]

Pour faire simple, ce que l'on asservi, c'est le HP, pas l'enceinte.
Reprend le sujet initial des Zippy pour te familiariser avec la chose : http://www.homecinema-fr.com/forum/viewtopic.php?f=1055&t=29923222

[J-C.B]

Bonsoir Jim,

Il me semble que les filtres présent dans les boucles de contre réaction dépendent des paramètres de l'Hp (Le & Re) ?

C'est juste, mais je ne vois pas ou le bât blesse. D'autant que la sensibilité aux variations réelles de Re est faible. Pour ne rien te cacher ce type de bouclage est favorable à la détection des dérives en température. Je travaille actuellement sur une compensation de ce type de dérives.

Si c'est bien le cas, je ne vois bien l'intérêt d'un tel circuit super complexe qui doit être paramétré pour chaque Hp et visiblement pas applicable à une enceinte à filtrage passif ?

Il y a bien longtemps que j'ai abandonné le filtrage passif. Je sais que certains en sont partisan pour sa simplicité, moi pas pour ce qu'il implique sur le fonctionnement du HP, et sur son cout qui est souvent supérieur à de l'actif. Et puis, en le regardant bien, ce circuit n'est pas super complexe. Les deux réseaux de stabilisation Rsa, Csa, Rsb, Csb encombrent un peu la vision du schéma. C'est pour des personnes comme toi que j'ai placé le circuit théorique.

Si tu peux donner le principe de fonctionnement, quels avantages par rapport (par exemple) à l'utilisation d'une seconde boucle d'asservissement fonctionnant en tension et dont l'action pourrait être limitée aux fréquences supérieure à la fréquence de résonnance ?

Comme je le disais sur un post de Zippy, le circuit est bête comme chou. En fait, il s'agit d'un dérivé du pont de Voigt permettant de déceler la Fcem du HP dont la sortie est conjuguée à la CR de courant du HP. Il s'agit donc d'un asservissement en vitesse dans la zone large de Fs, puisque Zem est très amortie, à un asservissement en courant à partir et au dela de la fréquence de coupure électrique du HP. Cela revient à l'aide d'un convertisseur tension (consigne image de la pression à délivrer)vitesse placé en amont, puis aux caractéristiques de ce circuit, à un asservissement en pression à très large bande. Sachant que le maintient d'une accélération indépendante de la fréquence au dela de Fs revient à contrôler la pression délivrée.
Je sais pertinemment que cela n'est pas simple à comprendre, mais un technicien de ta trempe ne mettra pas longtemps à piger.
Pour répondre totalement à ta question placer un circuit de rétro réaction en tension (qui existe dans ces schémas), sélective, ne permettrait pas un amortissement optimal de l'impédance motionnelle.

Cordialement

[J-C.B]

Bonsoir Tazz28,

Pour faire simple, ce que l'on asservi, c'est le HP, pas l'enceinte.

Si le HP est en enceinte close tu asservies l'ensemble. Très adapté aux tweeters et chambres de compressions, ce circuit est une évolution de celui de la Zippy.
Cordialement

[JIM]

Ok, merci JCB.

Tu reprends donc le principe de l'asservissement avec pont de Voigt que tu as déjà mis en oeuvre (avec source de tensions + R série = 1/10 de Re) mais adapté à une vrai amplification en courant.

Je vais essayer de me pencher sur les détails, choix des fréquences de coupure entre les divers asservissement mais j'ai bien peur de ne pas avoir assez de temps.

Merci en tout cas pour ta réponse.

[J-C.B]

JIM,

Tu reprends donc le principe de l'asservissement avec pont de Voigt que tu as déjà mis en oeuvre

L'asservissement actuel (utilisé sur Zippy) est quelque peu différent d'un pont de Voigt. Il utilise les propriétés d'un VNIC, (INIC +R) .
Par contre le présent circuit utilise l'un des dérivés de ce célèbre pont, qui a 83 ans cette année.
Inclus dans une boucle d'un ampli en courant, le principe de la détection devient plus simple encore et n'engendre pas d'erreur de lecture.
En prenant le circuit théorique (Sh 6) le courant dans Rt est directement lié à la tension d'entrée. La tension à ses bornes (en boucle ouverte) est égale à celle d'entrée.
La tension Vs de sortie d'ampli est égale à la somme vectorielle de trois tensions Vs=V(Ze)+V(Zem)+V(Rt) soit Vs=V(Ze)+V(Zem)+V(In) et le courant i = V(in)/Rt = Vs/(Ze+Zem+Rt).
La tension aux bornes de Rt V(t)=Rt.i=Vin est physiquement accessible. ce qui n'est pas le cas pour les deux autres qu'il faut simuler ou détecter.
Traversant un filtre dont la transmittance est T=1+ p.Le /(Re+Rt), ce dernier délivre à sa sortie une tension Vx= Rt.i (1+ p.Le /Re+Rt)=i.[Rt/ (Rt+Re)]. [(Rt +Re)+pLe ].
C'est la tension réduite par un facteur k=Rt/ (Rt+Re) de la somme des tensions V(Ze) et V(Rt) => Vx=[V(Ze) + V(Rt)] /k .
En réduisant la tension de sortie dans le même rapport Vy=Vs/k => Vy=[ V(Ze) +V(Zem) + V(Rt)] /k.
Or Vx=[V(Ze) + V(Rt)]/k => Vy= [V(Zem)/k] + Vx et par voie de conséquence [V(Zem)/k]=Vy-Vx. La fcem = Zem.i = B.l.v est isolée en chutant d'un facteur k
Le reste coule de source, en dehors du fait, que la transmittance qui comporte un différenciateur parfait doit voir son action limitée en fréquence et que la tension détectée se soustrait à la tension V(Rt) de la boucle négative de courant.
L'amplification en courant facilite donc l'asservissement des HP et plus particulièrement des tweeters et des chambres de compression.
Cordialement

[Tazz28]

Bonsoir Tazz28,

Pour faire simple, ce que l'on asservi, c'est le HP, pas l'enceinte.

Si le HP est en enceinte close tu asservies l'ensemble. Très adapté aux tweeters et chambres de compressions, ce circuit est une évolution de celui de la Zippy.
Cordialement

En effet, j'ai un peu trop simplifié, ma remarque était en réaction à "enceinte a filtrage passif" soit un ensemble de HP + filtre passif + boites et non un couple boite + hp. Mais il est vrai que cela pouvait également faire référence à un simple trio filtre passif + hp + boite même si le filtre passif me gêne aux entournures au milieu d'un asservissement.
Bref les abus de langage, c'est trompeur et je suis à coté de la plaque

[JbM]

Bonjour JCB,
Encore un fil très intéressant !
Petite demande casse-bonbons : histoire d'appréhender le fonctionnement du circuit par un autre bout de la lorgnette, est-ce que tu pourrais montrer une courbe de l'impédance de sortie du montage d'exemple en fonction de la fréquence? Merci

[J-C.B]

Bonsoir JbM,
Je te vois venir.
Je fais ça dès que possible.
Cordialement

[tcli]

Petite demande casse-bonbons : histoire d'appréhender le fonctionnement du circuit par un autre bout de la lorgnette, est-ce que tu pourrais montrer une courbe de l'impédance de sortie du montage d'exemple en fonction de la fréquence?

Oui, ça serait éclairant.

Je ne suis pas sur d’être dans le vrai, mais, plutôt qu'un asservissement, j'ai tendance à considérer Zippy comme une égalisation (que l'on peut appeler convertisseur Pression/Vitesse), suivie d'un ampli dont l’impédance négative annule l'impédance Le de la bobine du HP (ce qui est très malin).

Dans le nouveau schéma que nous présente JCB, j'ai l'impression de voir une mise en oeuvre de cet ampli à impédance négative.

Ai je compris quelque chose ?

[J-C.B]

Bonsoir tcli,

Je ne suis pas sur d’être dans le vrai, mais, plutôt qu'un asservissement, j'ai tendance à considérer Zippy comme une égalisation (que l'on peut appeler convertisseur Pression/Vitesse), suivie d'un ampli dont l’impédance négative annule l'impédance Le de la bobine du HP (ce qui est très malin).

L'impédance négative dont tu parles, et dont je montre la vision sans l'un des papiers de mon blog est une conséquence de deux boucles d'asservissement. La boucle de tension négative et la boucle de courant positive. Il est, quelque soit le problème, possible de le tourner , dans le sens directe ou inverse d'une vision qui reste dans le cadre physique de l'application. Pour ceux qui considèrent qu'un tel système intéresse une consigne appliquée dans un milieu, et qu'elle restituée dans un autre milieu, c'est un asservissement, dont le capteur de pression est la bobine mobile. En fait cette bobine traduit une vitesse qui est en rapport avec la pression acoustique, à travers l'impédance de rayonnement de la membrane. Cette dernière est traduite pour toute les fréquences et n'est donc pas limitée au seul comportement en piston (ou autre) du HP.
Pour l'égalisation c'est tout à fait ça. En fait le schéma initial d'un système bouclé, ramène par transformation à ce type de structure schématique.

Dans le nouveau schéma que nous présente JCB, j'ai l'impression de voir une mise en oeuvre de cet ampli à impédance négative.

C'est une conclusion possible, efficace, mais qui est à mon gout très restrictive. Dans ce schéma apparaissent trois boucles, une (négative et directe) de courant qui permet de réaliser l'ampli en courant, puis les deux communes à celles de la Zippy, la boucle de tension(négative) et une boucle sélective de courant positive. C'est le basculement entre les effets des deux boucles de courant qui fait toute la différence. La représentation de l'impédance de source d'un ampli équivalent acec une impédance négative du type - alpha.(Re + p.Le) avec p=j.w et alpha inférieur mais s'approchant de 1 n'est pas acquise du tout.
De plus l'asservissement en courant dans les hautes fréquences ne satisfait que le schéma simplifié de l'impédance motionnelle.
Dans la réalité tout HP:
- voit une impédance purement électrique complexe qui tient compte des pertes dans le noyau, et
- dispose d'une impédance de rayonnement dont une partie est massique (la seule capable de communiquer une pression), il existe une branche résistive et élastique qui affaiblit l'effet d'inertance de la masse de rayonnement.
L'image de cette impédance doit être reportée dans l'impédance motionnelle. Elle doit apparaitre dans une branche // à celles de l'impédance motionnelle simplifiée.
C'est dans cette branche, oubliée volontairement pour simplifier l'approche, que, tenant compte des précédents graphes, tout se passe réellement.
L'inertance devenant une capacitance Cer=Mmr/B²l²=Mar.Sd/ B².L², c'est le courant qui la traverse qui peut à partir de ce circuit purement électrique renseigner réellement.

En fait la meilleure des choses est de représenter le modèle linéaire du HP chargeant l'ampli. C'est ce qui sera fait prochainement.

Prochainement donc, une autre étape qui tiendra compte des pertes et fera apparaitre le schéma linéaire d'un tweeter à dôme. Cette simulation tient compte de l'impédance de rayonnement du dôme qui se comporte comme une portion de sphère oscillante. Son schéma et les relations qui l'accompagnent sont différentes du piston utilisé pour les boomers.
Puis une dernière étape permettra, en insérant une boucle supplémentaire, de se rendre compte qu'il est possible de compenser, en grande partie, les variations de résistance de la bobine mobile liées aux variations de sa température.

Vu sous tous ces angles, je ne suis pas convaincu que l'image de la seule impédance négative soit suffisante.

Merci pour l'intérêt que tu portes à cette suite plutôt ardue . Je prie ceux dont l'approche théorique n'est pas une réelle préoccupation de m'en excuser .
Cordialement

[tcli]

Pour ceux qui considèrent qu'un tel système intéresse une consigne appliquée dans un milieu, et qu'elle restituée dans un autre milieu, c'est un asservissement, dont le capteur de pression est la bobine mobile.

Oui tout a fait, je ne conteste absolument pas cela.
Je voulais juste dire que la vision "impédance négative" m'était, personnellement, plus facile.

Dans le nouveau schéma que nous présente JCB, j'ai l'impression de voir une mise en oeuvre de cet ampli à impédance négative.

C'est une conclusion possible, efficace, mais qui est à mon gout très restrictive. Dans ce schéma apparaissent trois boucles, une (négative et directe) de courant qui permet de réaliser l'ampli en courant, puis les deux communes à celles de la Zippy, la boucle de tension(négative) et une boucle sélective de courant positive.

Les 2 1eres boucles sont typiques d'un ampli à impédance de sortie réglable à base d'ampli OP.
(ex : http://sound.westhost.com/project56.htm),
La 3ème est effectivement propre à ton schéma et nécessaire, car l'impédance en plus d’être négative doit être complexe.

De plus l'asservissement en courant dans les hautes fréquences ne satisfait que le schéma simplifié de l'impédance motionnelle.
Dans la réalité tout HP:
- voit une impédance purement électrique complexe qui tient compte des pertes dans le noyau, et
- dispose d'une impédance de rayonnement dont une partie est massique (la seule capable de communiquer une pression), il existe une branche résistive et élastique qui affaiblit l'effet d'inertance de la masse de rayonnement.
L'image de cette impédance doit être reportée dans l'impédance motionnelle. Elle doit apparaitre dans une branche // à celles de l'impédance motionnelle simplifiée.
C'est dans cette branche, oubliée volontairement pour simplifier l'approche, que, tenant compte des précédents graphes, tout se passe réellement.
L'inertance devenant une capacitance Cer=Mmr/B²l²=Mar.Sd/ B².L², c'est le courant qui la traverse qui peut à partir de ce circuit purement électrique renseigner réellement.

Je dois dire que là, mes connaissances en electro acoustique limitées ne me permette pas de tout saisir
Si cette impédance est // à la Zem simplifiée, je ne vois pas pourquoi on doit en tenir compte dans la partie asservissement de la vitesse (ou dans l'impédance négative ).
Car dans tes schémas, l'asservissement de v est en fait réalisé par l’asservissement de e, la tension aux bornes de Zem et ceci
est vrai quelque soit la valeur de Zem et donc quelque soit l'ajout d'impédance en // à celle ci ....
Est ce que dans ce modèle moins simplifié, la formule e=BL.v, n'est plus valable , à moins que ca soit Pa=Zar.Sd.v ?
Je dois dire que jongler avec 3 modèles, dans 3 domaines différents (electrique, mécanique et analogique) et les 3 en interaction,
me donne parfois mal au crane

Une autre question que je voulais poser et qui est peut être liée :
Dans tes très bons modèles de HP sous LtSpice que tu as publié dans le forum, tu modélises parfois l'impédance Ze de façon plus complète qu'un simple Re+Le.jw
Je me demandais , si tu comptais refléter ces modèles plus complexes dans tes schémas de façon à affiner la mesure de v ?

Puis une dernière étape permettra de se rendre compte qu'il est possible de compenser, en grande partie, les variations de résistance de la bobine mobile liées aux variations de température, par une boucle supplémentaire.

Ahhh, voila qui va être intéressant.
Une des principales qualités (la seule ?) de l'amplification en courant pure est de s'affranchir complètement des variations de Ze et
plus particulièrement de Re ( la fameuse compression thermique).
Je m'attendais à ce que ta nouvelle proposition conserve cette qualité tout en apportant celles de tes asservissements en vitesse,
et j'avoue avoir été un peu déçu par le schéma proposé qui dépend encore trop de la connaissance à priori de Ze et donc est sensible à ses variations.
Bref, j'aimerais bien le beurre et l'argent du beurre.

[J-C.B]

Bonsoir tcli,

Bref, j'aimerais bien le beurre et l'argent du beurre.

Oh comme je te comprend.
Entre autre chose, je suis en train de me le tartiner

Je me demandais , si tu comptais refléter ces modèles plus complexes dans tes schémas de façon à affiner la mesure de v ?

. Bien évidemment.

e m'attendais à ce que ta nouvelle proposition conserve cette qualité tout en apportant celles de tes asservissements en vitesse,
et j'avoue avoir été un peu déçu par le schéma proposé qui dépend encore trop de la connaissance à priori de Ze et donc est sensible à ses variations.

J'avais annoncé que le développement serait graduel. Avant d'avoir le beurre il m'a semblé qu'il était intéressant de participer à la traite et à l'écrémage.

Cordialement

[J-C.B]

tcli,
Je n'ai pas relevé tes propos sur la sensibilité aux élévations de température d'une bobine, et sur les effets sur l'asservissement.
Il s'avère dans la pratique que les variations de température autour de la température moyenne de fonctionnement, sont faibles. De ce fait en domestique cette compensation s'avère quasi inutile.
En pro, j'ai réalisé dans les années 80 un circuit (ou plutôt une usine à Jazz) qui compensait intégralement les effets. Dans le pratique cela s'est avéré inutile.
Tu me répondras "mais alors pourquoi le compenser dans le nouveau circuit". Il m'est facile de répondre que dans ces structures nouvelles, bâties grâce aux pierres de l'ancien, la compensation est si facile qu'il serait dommage de s'en priver.
Cordialement