Puissance versus fréquence de coupure

[ajds]

Pour ceux qui veulent dimensionner leurs amplis de puissance en fonction de la fréquence de coupure des HP, j'ai fait un petit graphique de la puissance nécéssaire par rapport à la fréquence.

C'est tiré du datasheet du TDA1460 (un ampli hi-fi intégré), page 10 :

http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1460.pdf

Le résultat remis en forme est :


La version grand format : http://ajds.free.fr/1660/PvsF.gif

Par exemple, pour des enceintes en large dotées d'un ampli de 100W. La puissance équivalente nécéssaire pour alimenter des enceintes en mode small coupées à 120 Hz sera données par le calcul suivant :
Puissance absorbée par le sub = 20% soit 20W
Puissance absorbée par le reste = 80% soit 80W

Evidemment ceci part du principe que le même genre de signal est envoyé sur tous les canaux, pour un HC avec des principales en large et des surround en small, il faudra tenir compte de l'energie plus faible distribuée sur les canaux surround d'un DD 5.1 ou d'un DTS.
Je n'ai pas d'élements la dessus, si quelqu'un en a ca m'interesse

[ajds]

Un petit exemple :

Je veut avoir 5*100W+LFE de puissance nominale avec des enceintes frontales en large, une centrale en small et des surround en small. Le crossover est fixé à 120 Hz soit donc 20% de puissance pour les basses et 80% pour le reste.

Le préamp/intégré envoie les basses re-dirigées à la fois sur le sub et les enceintes larges (cas le plus fréquent).

Puissance nécéssaire pour le sub : 3*20W = 60 W + LFE
Puissance nécéssaire pour les principales = 100W + 3*20W = 160W
Puissance nécéssaire pour les surround = 80W

[haskil]

Comprends pas! Je pensais que la puissance était beaucoup plus importante dans les basses fréquences, que le maximul d'énergie était jsutement demandée entre 50 hZ et 150 hZ... Mais je me trompe peut-être!
Alain

[ajds]

Comprends pas! Je pensais que la puissance était beaucoup plus importante dans les basses fréquences, que le maximul d'énergie était jsutement demandée entre 50 hZ et 150 hZ... Mais je me trompe peut-être!
Alain

oui c'est ca, mais c'est le graphique qui porte un peu à confusion. Ce n'est pas la mesure de la puissance par rapport à sa fréquence mais un abaque qui permet de calculer la puissance totale à fournir dans une gamme de fréquence.

Je viens mettre à jour les titres pour essayer de rendre les choses plus claires

Le graphique se lit comme ceci :
0-20 Khz = 100% de puissance à fournir
0-160 Hz = 30% de puissance à fournir

Imagine que tu contruise une enceinte 3 voies avec un filtre à 310Hz et un autre à 2,5 Khz.

Le HP de grave devra absorber 50% de la puissance totale de l'enceinte
Le HP medium devra absorber (86%-50%)=36% de la puissance totale de l'enceinte
Le HP aigu devra absorber (100%-86%)= 14% de la puissance totale de l'enceinte.
Pour une enceinte de 100W, ca nous donne donc un HP grave de 50W, un Medium de 36W et un aigu de 14W.

[YETI]

Donc passer de large à small sur un preampli HC (coupure 80 ou 100hz) ne soulage pas l'ampli tant que ca en fait. De l'ordre de 15% d'après ton graphique.
Etonnant

[ajds]

oui, à un bémol près : le graphique est réalisé en fonction de la composition moyenne d'un signal audio de type "musique pop".
Sur du HC pur avec des effets dans le grave plus importants, la courbe risque d'être légèrement différente.

Enfin, il faudrait connaitre la composition moyenne fréquencielle/amplitude des cannaux central et surround pour avoir quelque chose de realiste.

Si quelqu'un a des infos a ce sujet, n'hésitez pas

[ajds]

Ce qu'il est important de noter aussi, plus que le soulagement éventuels des amplis qui pilotent les enceintes "small" c'est la surchage enorme qui est renvoyée sur les amplis et enceintes déclarées en large.

Dans le calcul fait plus haut, on voit quand même qu'il faut un ampli 2 fois plus puissant sur les frontales.

On se rends bien compte à quel point les configs HC classiques avec des cannaux de puissance tous identiques sont complètement inadaptées à partir du moment ou on a une config "2 frontales large, une centrale small et 2 surround small", ce qui doit être le cas de 99% de la population !!!

[al78]

Si tu veut avoir un système homogène en puissance, il faudra que tu choississe un ampli de puissance qui respecte l'équation suivante (pour une coupure à 120Hz) :

Puissance Caisson=20%(Puissance ampli)*7

Je n'ai pas compris d'où venait le facteur muliplicateur de 7...

Q subsidiaire (et bête !?) : est-ce que cette équation peut être utilisée pour ajuster le niveau de l'ampli du sub ?

alain

[ajds]

Je n'ai pas compris d'où venait le facteur muliplicateur de 7...

7 enceintes déclarées en small, donc 7 re-direction de basses.

Q subsidiaire (et bête !?) : est-ce que cette équation peut être utilisée pour ajuster le niveau de l'ampli du sub ?

non, il s'agit de puissance admissible pas du niveau relatif de chaque signal, ce sont 2 notions bien distinctes.

[ajds]

Je précise encore une fois (ayant eu des MP sur le sujet) que la courbe n'est pas la puissance absorbée par chaque fréquence mais la puissance totale cumulée pour toutes les fréquences.

C'est une sorte d'intégrale (au sens mathématique du terme) si vous voulez. On vois bien que ca monte assez vite entre 40 et 310Hz, la dérivée (pente) est très forte, indiquant une demande en puissance très importante pour ces fréquences la. A partir de 10Khz, la pente deviens très faible, indiquant une demande en puissance extrèmement faible dans cette région (tweeter de 5W pour une enceinte de 200W par exemple).

Si vous voulez tracer la courbe de puissance par rapport à chaque fréquence indivuelle, il suffit de prendre, la dérivée de la courbe donnée dans ce topic

[Docteur M]

La tendance en dessous de 50Hz est tout de même suprenante sur ta courbe, tu es sûr qu'il n'y a pas un filtre passe-haut en entrée de ton ampli ?

Doc'M

[ajds]

La tendance en dessous de 50Hz est tout de même suprenante sur ta courbe, tu es sûr qu'il n'y a pas un filtre passe-haut en entrée de ton ampli ?

Doc'M

quel ampli ?

Ce n'est pas une mesure en sortie d'ampli mais une courbe statistique de l'analyse d'un spectre de signal audio moyen.
Le fait que ca descende sous 50 Hz veut tout simplement dire que, dans un disque de musique "moyen", il y a peu de signal (ou du moins il est de faible amplitude) sous 50 Hz. Ce qui parait logique pour de la musique "normale".

Comme je l'ai déjà dit, il faudrait qu'on arrive à récupérer les stats des films pour en tirer une répartition spectrale moyenne, on ne verrait surement pas cette chute sous 50 Hz vu que, en HC, on aime bien l'infra-grave LFE, vous avez dit LFE ?

[ajds]

Je viens de dériver la courbe, pour une meilleure compréhension. J'ai aussi un peu lissé tout ca pour que ca soit plus joli et plus utilisable.

Ca donne ca :


et en grand :
http://ajds.free.fr/1660/PvsFbig.gif

Attention : ne vous fiez pas aux valeurs très faibles à partir de 2500 Hz, il ne faut pas oublier que l'échelle de fréquence est logarithmique et donc, lorsqu'on on fait la somme de toutes ces petites amplitudes, ca donne quand même quelque chose de respectable en termes de puissance nécéssaire.

[Docteur M]

Ce n'est pas une mesure en sortie d'ampli mais une courbe statistique de l'analyse d'un spectre de signal audio moyen.
Le fait que ca descende sous 50 Hz veut tout simplement dire que, dans un disque de musique "moyen", il y a peu de signal (ou du moins il est de faible amplitude) sous 50 Hz. Ce qui parait logique pour de la musique "normale".

'xcuse j'avais regardé ça trop vite je pensais qu'on partait d'un signal à niveau constant sur la fréquence.

J'aurais d'ailleurs bien aimé voir cette première courbe, et seulement après des projections sur une ou plusieurs "moyennes" extraites de disques.

Doc'M

[ajds]

Maintenant qu'on a la répartition spectrale pour de la musique, il serait vraiment intéressant de trouver celle pour du HC !

Si quelqu'un a des infos la dessus, je suis preneur. J'imagine qu'une enceinte THX "large" doit être calculée à partir d'une courbe adaptée pour du HC. Il faudrait récupérer les abaques sur les bureaux des ingés de ces sociétés

007 ou est tu quand on a besoin de toi ?