HIFI A 1500 Euros - LE DEFI !

[Pio2001]

Si c’est un HP de 10 pouces, dédié aux basses, il sort à 40Hz, 75dB, 8 oHms, combien de Watts as-tu besoin pour fournir une cible SPL en pic à 95dB à 3 metres ?

Il suffit de faire le calcul par les additions et soustractions des différents gains, quels sont ils ?
Ou sont les pertes ?
Les gains ?
Avez-vous une idée ? On va voir ensuite ce que l’on fait avec 10 watts .

Ci-joint la courbe de réponse d'un Seas W26FX001 pour 1 watt à 1 mètre.

DB.jpg

A vos calculettes

Disons que les enceintes ne sont pas dans les coins, mais à 1,5 metre, plus 8dB à 40Hz.

Alors à 40 Hz, on est en régime modal. Impossible de prévoir le niveau au point d'écoute. Mais on peut faire une estimation moyenne, sachant que la réalité sera dans une fourchette de +/- 10 dB autour, selon qu'on est dans un pic ou un creux de résonance.
Régime modal, donc pas d'atténuation avec la distance. Je suppose que le niveau sera le même à 3 mètre qu'à 1.5 mètres.

Précision très importante, on parle de 95 dB, mais on voit sur la courbe que l'on est à -10 dB par rapport au reste des fréquences. Ce qui veut dire soit qu'on est en train d'écouter à 105 dB et qu'on veut le 40 Hz à 95 dB, soit qu'on écoute a 95 dB, et dans ce cas, on a mis une correction positive de +10 dB avec un égaliseur, ce qui est très rare.

Quoi qu'il en soit, on a 75 dB avec 1 Watt selon les caractéristiques du HP.
On imagine 8 dB de room gain à 1.5 mètres, soit 83 dB avec 1 watt.
Régime modal, on ne sait pas ce qu'on aura à 3 mètres. Disons 83 dB +/- 10 dB, pour donner une fourchette.
Pour atteindre 95 dB, il nous manque 12 dB. Les watts fonctionnent en 10 x log (contrairement aux volts, qui se comportent en 20 x log). On convertit donc 12 dB en nombre pur en divisant par 10 et en plaçant le résultat en exposant d'une puissance de 10 :
10^(12/10) = 15.8
Il faut donc 15.8 watts pour avoir 95 dB. Mais il faut traduire l'incertitude. +/- 10 dB, cela fait entre dix fois moins et dix fois plus.

Donc, en supposant un room gain de +8 dB à 1.5 mètres, il faudra probablement entre 1 et 200 Watts pour obtenir 95 dB à 40 Hz à 3 mètres.

[indien29]

Le calcul est bon, mais pas l'approche ni le résultat.

Si on se mets en situation, que l'on mets un voltmètre aux borniers du HP qui est dans sa caisse, on aura un voltage (2,83v pour 1 Watt/8 oHms)

Si on balance un signal sinusoïdale à 40Hz et que l'on fixe un micro de mesure au point d'écoute à 3 metres, le rapport entre le nombre de dB et le courant affiché sur le voltmetre sera direct, ça ne peut pas etre entre 0 et 70,67 Volts (soit 200 Watts) !

Le calcul est bien moins approximatif, d'autant que l'on connaît le gain de la pièce appliqué !

[Pio2001]

C'est impossible à prévoir. Dans ma pièce, le grave sort à +18 dB. Dans d'autres, il sort à -20 dB.
Tu as donné un exemple de gain à 1.5 mètres et demandé le niveau à 3 mètres. Pour connaître le niveau à 3 mètres, il faut y mettre un micro de mesure.

En revanche, si la donnée de +8 dB est correcte, alors la réponse est : 15 watts.

[indien29]

Le gain donné est de 8dB entre le HP et le micro, pas de prise en compte de mode, de régime modale car on connaît cette valeur.

Dans ces calculs, le room gain n’est jamais pris en compte, il ajoute simplement un peu de marge au headroom du système qui en a bien besoin

[indien29]

Alors j'y vais à mon tour :

Si on a un HP qui sort 75 dB sur un signal sinusoidale et que l'on veut qu'il fasse 95dB à 3 mètres sur ce meme signa sinusoidale, on doit prendre en compte les éléments suivants :

- Niveau de perte en dB avec la distance, ici 3 metres moins 1 metre car la valeur SPL normalisée d'une mesure est à 1 metre pour 1 watts, soit 2 metres dans notre exemple.

On compte 5 dB (6 en extérieur) à chaque fois que la distance double avec la source, 95dB à 3 m nous font 100dB à 1,5 m et 103 dB à 1 metres, soit environ 8 dB de plus !

- Calcul de la différence de dB nécéssaire : 103dB - 75 dB = 28dB à amplifier.

- Calcul de la puissance nécéssaire pour obtenir le SPL cible : 28dB >>> 10^(28/10) = 630 Watts...

Vous pouvez utiliser ce petit tableau si vous n'avez pas de calculette avec la fonction 10 log :
http://f6crp.pagesperso-orange.fr/dwn/biblio/conversion_db.pdf

Le room gain est variable, on ne s'en sert pas dans les calculs, il est éventuellement à intégrer dans le Head Room qui est entre 3 et 6 dB en fonction des install.


Ce tableau montre bien que la distance est consommatrice de Watts, puisque en gros on pert 5 dB à chaque fois que le la distance double, on comprends mieux les puissance de 400 000 watts sur les concerts pour couvrir le 40Hz à 60 metres (heureusement se sont des ligne array de Sub et que l'effet de couplage aide...)

Les valeurs données ne sont qu'un exemple, c'est un bon exercice pour démontrer que le rendement dans les basses fréquences est un vrai sujet et que le 40Hz, avec son rendement généralement faible, n'est pas fourni en cadeau gratuitement à celui qui ne s'en occupe pas.

Merci à Pio pour sa réponse, ça montre quand même que dans la rubrique HiFi, on a un vrai problème sur les sujets de base, allez poser cette question en HC ou en DIY, vous aurez 10 réponses.

[indien29]

Dans notre exemple, avec 2 enceintes comprenant chacune un HP de seulement 316 watts, on couvrait le besoin des 95 dB en pic, car a chaque fois que l'on double la source (ici 2 HP au lieu d'1 HP), on gagne 3 dB, soit 28dB - 3 = 25dB

25dB >>> 10^(25/10) = 316 Watts...

Soit 2 HP de 316 Watts avec un rendement de 75dB à 40 Hz (dans 28 litres en BR selon la courbe éditée dans le mail du calcul)

Fort heureusement, les bobines de ces HP en tiennent 400, donc 1 HP de 10 pouces par enceinte suffit à couvrir le besoin ( ce SEAS c'est un super HP au passage, que l'on trouve sur des enceintes tres haut de gamme comme les XTZ Alpha Divine)
https://www.xtzsound.eu/product/divine-alpha

Pour éviter la distortion des HP (le Xmax fera que les bobines vont faire bcp de hors champs, pour cette raison, la disto va flamber, on en mets 4, 2 par enceintes, l'ampli verra 4 Ohms au lieu de 8 et l'ampli sera le meme...

Ce sera un ampli de 630 Watts, uniquement pour le grave et pour couvrir l'usage d'un SPL commun, car 95 dB en pic, c'est un régime moyen de 85dB RMS, le niveau normalisé en studio, pour des écoutes prolongées.

Dans notre cas, 85dB, c'est ce qu'il nous faudra à 3 metres, donc un ampli de 2 X 600 Watts minimum, on est assez loin des 35 Watts proposés, mais l'objectif n'est pas le même et la réponse ne sera pas tronqué dans le bas grave.

Le problème, c'est que les 1500 euros de budget ne permettrons pas 4 HP, ce sera donc 2, avec un peu plus de distortion, heureusement, les HP de grave aurons leurs amplis dédiés (des caissons de basses actifs) donc les distos d'amplis ne monterons pas sur les médiums / aigus, c'est l'avantage de la multi-amplification, sinon, il faut acheter des monstres d'amplis en mono amplification, ce calcul vient de démontrer pourquoi et ce sera plutot 1200 watts... le coefficient de 2 réduit la disto pour ne pas qu'elle monde dans le medium / aigu...

Il n'y a qu'en HiFi ou on essaye encore de couvrir toute la bande avec un seul ampli, c'est ridicule, surtout si on veut un niveau correct dans le bas grave.
Bon en 2018, les Watts ne sont pas cher, si on regarde du coté des amplis pros... Pas chez Mc évidement...

Après, l'écoute sans bas grave, ce n'est pas gênant, cela dépends ces morceaux que l'on écoute, mais on est en dehors d'un vrai projet HiFi, dont la théorie veut que le système retranscrivent de 20 à 20 Khz, ce que font la majorité des bons casques d'ailleurs... Mais pas des enceintes, c'est manifeste.

[indien29]

Je le disais tout à l'heure, pour éviter d'avoir de gros amplis et de la distortion, on choisi des HP qui ont du rendement, pas à 500Hz, mais à 40Hz, on fait donc des simulation de charges pour regarder comment faire pour avoir un bon rendement à la fréquence cible ainsi que sur l'ensemble de la réponse que devra couvrir le SUB.

Un 18" de course offre 90 dB à 40Hz (je prends les extreme pour mieux expliquer)

http://www.eighteensound.it/Portals/0/PDFs/18LW2500.PDF

Si on refait le calcul, on va voir que un gros HP, demande un ampli... plus petit : 75dB de rendement pour le SEAS, 90dB pour le 18S... Soit 15 dB de différence pour toucher la meme cible SPL !

Il nous fallait amplifier de 28dB, il fallait 630 watts

Il nous faut maintenant amplifier de... 13dB, soit seulement ... 20 Watts

[Pio2001]

On compte 5 dB (6 en extérieur) à chaque fois que la distance double avec la source, 95dB à 3 m nous font 100dB à 1,5 m et 103 dB à 1 metres, soit environ 8 dB de plus !

C'est vrai en champ proche. Pas à la distance critique, et pas du tout au-delà de la distance critique.

Le room gain est variable, on ne s'en sert pas dans les calculs

Le room gain est toujours plus fort à 40 Hz qu'à 1000 Hz. Il faut en tenir compte. C'est la raison pour laquelle la courbe de réponse au point d'écoute dans une pièce est naturellement en pente.

Il est facile de faire quelques mesures de niveau avec REW. Je ne connais pas le niveau absolu en dB (si quelqu'un pouvait me donner la manip pour le MiniDSP Umik-1, d'ailleurs... c'est quand même un comble d'avoir un micro étalonné et de ne pas pouvoir faire une mesure de SPL). Je ne connais pas non plus le nombre de watts consommés par mes enceintes.

Avec REW, je joue le signal de calibration pour haut parleur (Pink PN 500 - 2000 Hz). Je coupe mon égalisation, car elle agit sur le nombre de watts consommés par l'ampli en modifiant le signal.
Je place le micro à 1 mètre de recul par rapport à la ligne joignant les deux enceintes. Je cale arbitraiement le volume à -50 dB sur l'indicateur de niveau de REW.

Voici mes résultats :

Pink PN 500 / 2000 Hz
A 1 mètre : -50 dB
A 3 mètres : -54 dB

Sans changer le volume, Pink PN 25 / 50 Hz
A 1 mètre : -57 dB
A 3 mètres : -60 dB

Silence : -72 dB

On peut voir que la décroissance avec la distance est plus faible que prévu : 4 dB seulement au lieu des 8 théoriques. Toutefois, ma pièce est assez petite : 3.44 x 6.22 x 2.50, soit 21 m2, ou encore 53 m3.
La décroissance sera plus grande dans une pièce plus grande.

Pour le niveau du grave, on ne peut malheureusement rien déduire de mes mesures car ce sont des enceintes actives avec un réponse en plateau qui descend à 50 Hz. Ce plateau est de toute évidence obtenu par égalisation interne, donc en sollicitant plus de watts de la part de l'ampli interne qu'aux fréquences plus élevées.

Par contre il est facile de faire la même mesure avec des enceintes passives. Et si on a leur courbe d'impédance, on pourra connaître approximativement le nombre de watts consommés par rapport à ceux consommés à 1000 Hz à volume constant. On pourra ensuite appliquer ce rapport à la sensibilité nominale de l'enceinte à 1 watt à 1 mètre. On pourra en déduire la sensibilité à 3 mètres à 40 Hz pour l'installation mesurée.

[indien29]

On compte 5 dB (6 en extérieur) à chaque fois que la distance double avec la source, 95dB à 3 m nous font 100dB à 1,5 m et 103 dB à 1 metres, soit environ 8 dB de plus !

C'est vrai en champ proche. Pas à la distance critique, et pas du tout au-delà de la distance critique.

Tu as parfaitement raison, au dela de la distance critique, dans le régime modale, la chute est moins forte, tu peux enlever un dB, soit 4 au lieu de 5.

Le room gain est variable, on ne s'en sert pas dans les calculs

Le room gain est toujours plus fort à 40 Hz qu'à 1000 Hz. Il faut en tenir compte. C'est la raison pour laquelle la courbe de réponse au point d'écoute dans une pièce est naturellement en pente.

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Comme dit plus haut, le room gain sert au headroom, qui normalement doit etre de 10dB. On déplace donc ton cheminement qui est presque juste, car tu ne comptes pas les marges de sésurité. Bon, on ne parle pas des modes à +18dB, ce n'est pas non plus une généralité

Le Headroom sert à ne pas entrer dans les limites de fonctionnement, comme un moteur, on ne roule pas en zone rouge, ces 10dB, c'est la réserve qui descends aussi la distortion, en actif (1 ampli pour le SUB, 1 pour le reste) 10 dB suffise, en passif, mono amplification, coté ampli, faut X2 le head room coté amplification !

Dans notre exemple, faut 1200 Watts sur les Alpha Divine, HP issus de cet enceinte pour cette démonstration de besoin en terme d'ampli.

J'aimerai que pour 1500 euros, en aveugle, à 85dB moyen, notre système du DEFI, rivalise avec une Alpha Divine, si elle est mono amp, elle devrait avoir 1200 Watts au fesses... en Bi-Amp, 600 Watts pour la section grave, 100W pour le médium aigu qui ont des rendement supérieurs.

En théorie, elle aura moins de disto dans le grave, des oreilles affutés pourraient entendre, sur le reste, c'est jouable je pense, mais faut encore regarder l'offre du marché, plus de SPL sur les 2 voies, donc peut etre une 2 voies biblio passive + 2 caissons.

En sortant le filtre actif comme le DCX, ce serait le top, tres compétitif, mais pas simple si d'autres lecteurs veulent suivre la démarche de ce petit concours

[tonylb]

A mon avis tu t'emballe un peu... 1200 w???? Tu nous parle 'sono' pas ' hi-fi de salon'... M'enfin, moi avec mes 35 petits watts dans mon salon.. Que du bonheur...

Sujet intéressant... Mais sujet comment sonoriser une boîte de nuit aurait été plus approprié me semble t-il...

Dommage, j'aurais été intéressé par un set de concours à 1500 euros... Qui tiendrais dans mon salon.. Comment expliquer à madame les 1200 w ?? Elle va me prendre pour un dingue

[jeoffrey59]

A mon avis tu t'emballe un peu... 1200 w???? Tu nous parle 'sono' pas ' hi-fi de salon'... M'enfin, moi avec mes 35 petits watts dans mon salon.. Que du bonheur...

Sujet intéressant... Mais sujet comment sonoriser une boîte de nuit aurait été plus approprié me semble t-il...

Dommage, j'aurais été intéressé par un set de concours à 1500 euros... Qui tiendrais dans mon salon.. Comment expliquer à madame les 1200 w ?? Elle va me prendre pour un dingue

Mais non réfléchis un peu...

Sur une enceinte monitoring amplifié, t'es déja entre 150 et 200w par enceinte. Disons 400w au total. (une KRK vxt8, c'est 180w par exemple)
Si tu leurs colle deux caisson de basses amplifié, tu est très vite à 300w par caisson, donc 600w au total.

Donc déjà là, pour une petite installation amplifié, ça va déjà chercher dans les 1000W.

Alors si t'observes bien les XTZ, tu comprend facilement que 600w par enceinte, ce n'est pas trop...

Quand tu vois une monitoring amplifié qui délivre 200w, ça ne choque personne ? c'est très courant ce type de puissance dans ce genre d'enceinte.
Si les ingé font le choix d'alimenter leurs enceintes "de proximité", avec de telles puissance, c'est pas pour rien.

[indien29]

A mon avis tu t'emballe un peu... 1200 w???? Tu nous parle 'sono' pas ' hi-fi de salon'... M'enfin, moi avec mes 35 petits watts dans mon salon.. Que du bonheur...

Tout à fait, tout est expliqué, ça prends un peu de temps quand meme, si tu ne comprends pas bien, ce qui est manifestement le cas, demande ce que tu ne comprends pas, on expliquera. Mais d'abord, faut déjà tout lire... Avant d'intervenir pour dire n'importe quoi, c'est mieux...


1200 Watts, c'est X2 la puissance nécéssaire pour éviter les montées de disto, on est sur une install ultime et en mono-amplification.

La mono amplification reste un bug majeur dans la HiFi, faire de l'infra grave et espérer rester propres aux fréquences sensibles à l'oreille, c'est une approche surprenante en 2018...

[jean GROS]

On rejoint là les théories de Georges Cabasse dans les années 90
même avec des HP à HR, il faut des W !!! AM1000 faisait 200 W avec des crêtes de 1000W !

Rien de neuf sous le soleil

[indien29]

On rejoint là les théories de Georges Cabasse dans les années 90
même avec des HP à HR, il faut des W !!! AM1000 faisait 200 W avec des crêtes de 1000W !

Rien de neuf sous le soleil

Oui Jean,

C'est juste le respect de simple lois de la physique, les mathématiques servent à en faire le calcul.

G. Cabasse et tout ceux qui font ce calcul simple, appliquent les théories qui sont logiques.

En studio, en cinéma, en sonorisation, ces règles de calculs sont faite tout les jours pour ne pas risquer la saturation voir, la destruction d'un HP.

Un HP est toujours détérioré par un ampli qui sature, très rarement par un surplus de puissance (sauf abus manifeste)

Le controle de la disto d'un système est la car la distortion est d'abord généré par les HP et par l'ampli s'il ne dispose pas d'un courant suffisant pour répondre à la demande, ce n'est pas le Dac ou autre éléments sur le quel il faut travailler et s'appliquer, mais bien ce rapport entre la puissance disponible du couple ampli /HP par rapport à la demande.

Ce n'est que mon avis.

[jean GROS]

https://translate.google.com/translate? ... 3Fpage%3D1

ça va être difficile de faire un système à 1500€ )))))