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Les amplificateurs de puissance : blocs mono et 2 canaux

CHOISIR SON AMPLI HIFI

Message » 09 Avr 2018 19:57

indien29 a écrit:Je pense que le critère de la puissance est souvent sous-estimé, la distortion vient prioritairement du sous dimensionnement de l'ampli, jamais assez puissant pour conserver la THD initiale, surtout si les HP sont gros (grosses bobines et forte demande en puissance possible) et qu'ils sont nombreux (impédance de l'enceinte)
Meme à fort niveau, l'ampli ne doit etre limite en pic de demande.


Image

dans le powercube de cet ampli (bas de gamme) , on voit en ordonnée que l'ampli a des rails d alime de env 28V et donc sur 8ohms, il clippera à 28V
sur 4 ohms , il clippe à 25V et meme 23V si la charge est capacitive
à 2ohms , peak max à 18V et seulement 12V sur charge capacitive du genre caisson bass reflex

c est dû à un etage de protection assurant la fiabilité d un ampli sous dimensionné ( genre ampli HC ) au niveau alime et/ou transistors de sortie et/ou radiateurs de refroidissements
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Message par Google » 09 Avr 2018 19:57

 
 
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Message » 09 Avr 2018 21:07

Salut, pas mal de questions, mon retour rapide:

1) le SR c'est pas compliqué, tu mets un signal strictement carré en entrée, et tu mesures comment il ressort, la forme étant arrondie par l'ampli. le SR d'un signal musical original (filtré en sortie de DAC ou de lecteur CD) sur une sortie de 2Vrms ne dépassera pas 1 à 2V/uS. donc si l'ampli à un gain de 20 à 25 alors on est dans l'ordre de grandeur 50V/uS. Comme expliqué par Cordel, il y a une relation entre le SR et le TIM (disto d'intermodulation) donc il faut un bon SR pour éviter que la NFB n'impacte le TIM. Le SR définit aussi le FPBW de l'ampli (full power bandwith). avec 50V/uS on assure généralement une reproduction >20khz à la puissance maxi de l'ampli. lire vite fait cette AN : http://www.analog.com/media/en/training ... MT-045.pdf

2) la taille des capas... Ce qui est important sur une alimentation d'un appareil audio (quelle qu'elle soit) c'est son impédance. en clair on peux considerer l'alim comme un générateur idéal avec un réseau type RLC en série et la question est de quantifier ces éléments sur la bande de fréquence audio et d'organiser le filtrage pour que vu de l'ampli cette impédance soit "linéaire" ou assimilable à une résistance pure, la plus faible possible bien sur. C'est pour cela qu'on voit souvent une capa SCR 10uF/250 en // des chimiques par exemple. L'écoute avec et sans est frappante. son role est de linéariser l'impédance et donc d'éviter une coloration du son. éventuellement avec une petite resistance série pour amortir la résonance avec le RLC virtuel de la partie amont; ca se simule ou ca se mesure bien.
Le deuxième role c'est d'emmagasiner de l'énergie effectivement, mais la question à se poser est : a t on assez de courant instantané dans l'étage de sortie. il suffit de charger l'ampli avec une resistance disons de 2 ohms et de balancer un signal carré de 40HZ pour voir ce que ca donne. Si on arrive à tenir le SR, c'est ok, plus de capa ne changera rien sur ce point;
Les chimiques vont aussi réduire l'ondulation résiduelle de 100hz (filtrage à diode double alernance) et ce point est très important sur des amplis qui ont un faible PSRR (rejection d'alimentation genre 60db...) et/ou une faible NFB (genre 50db à 1khz). On voit très bien sur une FFT non seulement le résiduel 100hz et ces harmoniques mais surtout un effet d'intermodulation avec des raies à 100hz autour des fondamentales.... (notamment en classe D) ce qui s'entend.
Reste un problème qui à mon avis est très important sur la qualité d'écoute notamment les fameuses basses sèches, c'est la capacité de l'alim à digérer les courants de retours (surtensions) importantes liées à la réactance de la charge (HP). on retombe sur la notion de bus pumping.
plus il y a de capa mieux c'est. meme pour une alim à découpage (sous réserve quelle le supporte). 10000uF c'est pour un ampli de 50watts :hehe:

3) les classes... vaste sujet, voir les tutos sur internet! quand on simule un ampli (ltspice) on peux regarder les courbes de courant de chaque transistor et on finit par comprendre cette histoire de classe A AB. C'est clair que plus il y a de "bias" est moins il ya de distorsion de croisement dans l'étage de sortie. C'est donc plus simple pour l'ampli de corriger l'erreur, surtout s'il à un faible NFB. Perso je suis pour un bias minimum (genre 50ma) et beaucoup de NFB.
La classe H, permet de faire des ampli puissants sans trop de perte en chaleur...

4) j'aime bien les alims à découpage : tu sais ou tu vas en terme de courant, puissance et la tension est constante (pas forcément régulée) donc la puissance de l'ampli est prédictible. Avec un transfo, il faut tout surdimensionner, et ca chauffera plus (vcrete =1.414 x vrms).
Cela dit c'est un sujet (alims & capa) que je dois encore creuser pour me faire une meilleure opinion.
Le problème des SMPS c'est quelles tolèrent assez mal la classe A / bias élevé. mais elles ont une très bonne tenue en tension sur des pointes de courant de 15ampères par exemple;

pour l'ampli firstone L avec Alim smps hypex 3KW par voies ( :ko: ), l'auteur recommande 40mF par rails...
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maxidcx
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Message » 09 Avr 2018 22:44

Le percheron a écrit:Oui mais tu resteras incapable de savoir , même sur tous ces critères, comment ça marcher à la fin. Ces mesures en outre sont faite sur des charges non complexe comme une enceinte ou un HP au moins.
J'ai fait un stage, il y longtemps il est vrai, dans une usine qui fabrique des électroniques. Le comportement à la mesure d'un ampli change du tout au tout quand tu mesures avec un générateur en chargeant sur une résistance de 8 Ohm et quand tu injectes un signal musical et que tu charges par une enceintes ; et là je peux te dire que les distos montent à plusieurs %... c'est comme les consos normalisées des voitures qui sont très différentes selon que tu roules en ville, ou que tu conduis en mode sportif.
Les mesures c'est un argument commercial inventé dans les années 70 pour simplifier le discours des vendeurs.
Après de bons composants, une conception intelligente, une ingénierie de pointe, de l'expérience sont bien sur des critères minima.


Donc les mesures permettent bien de mettre en évidence les problèmes éventuels d’un amplificateur : tu le dis toi-même.

Mesures qui n’ont pas du tout été un « argument commercial inventé dans les années 1970 pour simplifier le discours des vendeurs » - je te cite -, mais ont toujours été au coeur des arguments de vente - logique ! -, au long des années 1950, jusqu’à la fin des années 1970 où elles ont été peu à peu chassées des revues par les services publicité et la volonté des éditeurs de presse d’élargir le lectorat en banissanr tout propos technique toute mesure pour ne pas effrayer le lecteur non spécialiste : avec les effets qu’on a vu... Les lecheurs mordus sont partis et les autres ne sont pas venus...

Par ailleurs, des mesures faites sur des charges complexes sont réalisées par certains : et de toute façon un amplificateur bien calculé sur un des schémas connus - de longue date pour certains -, bien routé sur ses circuits imprimés - travail classique maîtrisé de longue date -, avec des composants de qualité et bien dimensionnés n’échouera ni aux mesures les plus vachardes qui soient ni au test d’écoute : il sera bon ! Excellent ! Voilà ce que pensent tous les concepteurs d’amplificateurs, mieux le disent quand ils ne sont pas tenus par les chimères du marketing.

Un bon amplificateur « double » sa puissance chaque fois que l’impédence qui le charge est divisée par deux. Qu’il fasse 40, 100 et 200 watts sous 8 ohms. Et cela indique qu’il a une alimentation parfaitement calibrée, comme son étage de sortie et ses radiateurs de refroidissement... Il n’y a aucun mystère...

Dans la pratique, l’amplificateur sera choisi d’une puissance supérieure à celles des enceintes en régime permanent pour qu’il ne soit jamais en situation de stress.

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Message » 09 Avr 2018 22:53

haskil a écrit: de toute façon un amplificateur bien calculé sur un des schémas connus - de longue date pour certains -, bien routé sur ses circuits imprimés - travail classique maîtrisé de longue date -, avec des composants de qualité et bien dimensionnés n’échouera ni aux mesures les plus vachardes qui soient ni au test d’écoute : il sera bon ! Excellent !

un Audiotec PA 800D par exemple.... :love: mon graal
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Message » 09 Avr 2018 23:25

haskil a écrit:Un bon amplificateur « double » sa puissance chaque fois que l’impédence qui le charge est divisée par deux. Qu’il fasse 40, 100 et 200 watts sous 8 ohms. Et cela indique qu’il a une alimentation parfaitement calibrée, comme son étage de sortie et ses radiateurs de refroidissement... Il n’y a aucun mystère...


Bonjour Haskil,
Quel est le problème avec les amplificateurs qui ne doublent pas la puissance lorsque l'impédance est divisée par deux ?
Il me semble me rappeler d'un TP d'électronique (souvenir lointain), où on avait monté un simple transistor en amplificateur et calculé sa puissance maximale en fonction de l'impédance de charge. On n'avait pas trouvé de doublement, et pourtant, on avait supposé un fonctionnement idéal. L'absence de doublement dans notre cas (si mes souvenirs sont bons) venait simplement du montage choisi, et était normale.
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Message » 09 Avr 2018 23:44

Est-ce qu'il convient de choisir un ampli (et des enceintes) en fonction de la musique qu'on écoute ?

Pour moi c'était une évidence que si on aime écouter La Création de Haydn, ou la symphonie n9 de Beethoven, on a besoin d'une tout autre dynamique, que pour disons, Nora Jones.

Mais j'ai un doute maintenant que personne n'évoque la musique dans le choix des appareils
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Message » 10 Avr 2018 0:41

Je n'ai jamais utilisé le style musical comme critère. D'une part, la distinction entre tout ce qui est "acoustique" contre tout ce qui est "électronique" ne résiste pas quand on voit à quel point la plupart des enregistrements acoustiques sont trafiqués, faits dans des pièces qui ne sonnent pas comme on le connaît, ou avec les micros collés aux instruments, quand ce n'est pas dans l'instrument. De même, on trouve de tout dans l'électronique, y compris des enregistrements bien équilibrés.

Question dynamique, on trouve de tout dans tous les styles.

Question basses fréquences, pareil. Certains enregistrements sont beaucoup plus exigeants que d'autres, et d'aucuns diront que l'électro moderne met nos HP de graves à rude épreuve... sauf que l'enregistrement le plus violent que je connaisse dans le grave est le concert de Hans Zimmer
à Prague, donc avec pas mal d'instruments acoustiques. Sauf que le grave terrible de ce concert vient de la partie électronique.

Donc opposer "classique / jazz" contre "pop" au niveau des exigeance de reproduction hifi ne marche pas.
Au mieux, on peut opposer un album en particulier à un autre. Par exemple, heuuuu...

Bon, j'ai cherché des exemples de pop qui ne descend pas du tout dans le grave, mais je n'ai pas trouvé :oops:
Indochine - L'Aventurier descend à 52 Hz au sonogramme, et Propaganda - P-Machinery à... 32 Hz. Ben quand j'écoute le morceau, le 32 hz je sais pas où il est !
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Message » 10 Avr 2018 8:15

Propaganda - P-Machinery à... 32 Hz. Ben quand j'écoute le morceau, le 32 hz je sais pas où il est !


Je viens d'écouter, il est entre 2:30 et 2:40, et après une basse à 3:15. Assez court et sec, plutot une résonance d'une base medium. Mais elles sont là les graves :D
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Message » 10 Avr 2018 8:21

Pio2001 a écrit:
haskil a écrit:Un bon amplificateur « double » sa puissance chaque fois que l’impédence qui le charge est divisée par deux. Qu’il fasse 40, 100 et 200 watts sous 8 ohms. Et cela indique qu’il a une alimentation parfaitement calibrée, comme son étage de sortie et ses radiateurs de refroidissement... Il n’y a aucun mystère...


Bonjour Haskil,
Quel est le problème avec les amplificateurs qui ne doublent pas la puissance lorsque l'impédance est divisée par deux ?
Il me semble me rappeler d'un TP d'électronique (souvenir lointain), où on avait monté un simple transistor en amplificateur et calculé sa puissance maximale en fonction de l'impédance de charge. On n'avait pas trouvé de doublement, et pourtant, on avait supposé un fonctionnement idéal. L'absence de doublement dans notre cas (si mes souvenirs sont bons) venait simplement du montage choisi, et était normale.


Bonjour Pio2001,
Votre supposition était erronée ou ta mémoire te fait défaut !

Comme tu l'as vu, j'ai mis des guillemets à double, car si 150 sous 8 font 250 sous 4 et 400 sous 2 ohms : ça va. Pour des raisons diverses, ça ne double réellement que rarissimement : c'est théorique.

ça montre juste que l'ampli ne peut pas faire face aux variations d'impédance de l'enceinte sans montrer de défaillances : ce qui est un problème avec de nombreuses enceintes dont l'impédance joue au yoyo ou descend très bas en un point : parfois sous 3 ohms dans des zones de fréquences très sollicitées par l'amplificateur : ça va de l'ampli qui se met en protection quand il doit alimenter une enceinte ayant une impédance de 4 ohms, à l'ampli qui a une puissance inférieure sous 4 ohms que sous 8 ohms car un limiteur fait en sorte qu'il ne se mette pas en stand-by.
Etienne Lémery dont les mesures étaient sobres et vachardes mesurait par exemple dans Sono Magazine la puissance des amplis au déphasage dans le grave provoqué par l'accord du bass reflex : tous les amplis qui passaient la classique mesure de puissance sous 4 ohms et sous 2 ohms passaient brillamment cette épreuve, ceux qui n'acceptaient pas le 2 ohms et qui peinaient sous 4 ohms (puissance à peine supérieure à 8 ohms) ne franchissaient pas cette mesure... des amplis de 300 watts sous 8... en sortairent alors beaucoup moins en présence du déphasage représenté pour la mesure par une résistance et un condensateur.

Ce "doublement" montre l'indépendance du fonctionnement de l'ampli face à la charge représentée par l'enceinte. Il s'accompagne aussi de taux de distorsions qui ne changent pas de façon irrationnelle et d'une bande passante qui varie peu en fonction de la charge : ce que les mesures montrées un jour par Igor Kirkwood d'amplis de classe D mesurés alors qu'ils alimentaient des enceintes vaut pour les autres classes d'amplificateurs.

Les meilleurs amplificateurs du marché supportent sans problème une impédance de 4 ohms et même de certains de 2 ohms sans se mettre en protection. Ce n'est sans doute pas un hasard.

(Si la partie amplificateur des bons vieux Yamaha de la série AX 590 à 596 et 790 à 792 faisait l'admiration de ceux qui les ont testés et écoutés cela venait de là : ces amplis étaient "indifférents" à l'enceinte qu'ils alimentaient. Les mêmes regrettaient une partie préamplificateur nettement moins bonne (rapport signal/bruit nettement moins bon) et soulageaient que la touche pure direct rétablisse les choses... et plus encore qu'on pouvait la by passer totalement en utilisant l'entrée faite pour)

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Message » 10 Avr 2018 9:05

Pio2001 a écrit:
haskil a écrit:Un bon amplificateur « double » sa puissance chaque fois que l’impédence qui le charge est divisée par deux. Qu’il fasse 40, 100 et 200 watts sous 8 ohms. Et cela indique qu’il a une alimentation parfaitement calibrée, comme son étage de sortie et ses radiateurs de refroidissement... Il n’y a aucun mystère...


Bonjour Haskil,
Quel est le problème avec les amplificateurs qui ne doublent pas la puissance lorsque l'impédance est divisée par deux ?

c est typiquement dû à un etage limiteur de courant rajouté sur le montage
sur le powercube que j'ai montré plus haut, si la puissance ne double pas sur 4ohms, l' ampli , au lieu de clipper à 28V sur charge capacitive de 4ohms ( cas d'une enceinte bass reflex 4ohms donc retard du courant sur la tension) va clipper à 23V au lieu de 28V, s eloignant de son rôle de multiplicateur de tension parfait du signal d'entrée
Il reduit ses capacités à passer les pics de tension ( sur 2ohms, il n est plus qu' à 12V disponibles ) or on sait l'importance de passer les tensions crête en regime musical...

voici le powercube d un bon ampli : le plateau se rapproche d' une surface plane horizontale ( generateur de tension presque parfait quelle que soit la charge )

Image

certains amplis class A genre Accuphase sont tres proches du generateur de tension parfait tant ils sont sur dimensionnés , du genre 60w/8ohms , 120w/4ohms, 240W/4ohms, 480w/1ohm : leur tension crete disponible ne varie jamais quelle que soit la charge ou presque
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Message » 10 Avr 2018 9:15

Pierrebxl a écrit:Est-ce qu'il convient de choisir un ampli (et des enceintes) en fonction de la musique qu'on écoute ?
Pour moi c'était une évidence que si on aime écouter La Création de Haydn, ou la symphonie n9 de Beethoven, on a besoin d'une tout autre dynamique, que pour dit pasisons, Nora Jones.
Mais j'ai un doute maintenant que personne n'évoque la musique dans le choix des appareils

Surtout pas !
Un bon système doit pouvoir passer tout type de musique, il ne doit pas comporter de coloration et doit avoir une réponse en fréquence linéraire.

Une fois ce fait établi, la courbe de réponse cible peut varier en fonction de présets adaptés au type de musique choisi ou pour s'adapter à un gout personnel car il n'y a pas de courbe cible type en HiFi... il n'y a pas non plus de norme d'enregistrement, les artistes et les studios faisant ce qu'ils veulent.
En Home Cinéma, c'est différent, les studios se conforment à une courbe cible et à une répartition des niveaux sonores entres voies, tout le monde doit respecté la norme, du studio qui mixte, en passant par les enceintes qui doivent pouvoir passer la réponse en fréquence, jusqu'au calibrage par égalisation de la réponse en fréquence pour que la pus grande partie des sièges soient le plus proche possible de la courbe cible ainsi normée
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Message » 10 Avr 2018 9:46

haskil a écrit:
Ca montre juste que l'ampli ne peut pas faire face aux variations d'impédance de l'enceinte sans montrer de défaillances : ce qui est un problème avec de nombreuses enceintes dont l'impédance joue au yoyo ou descend très bas en un point : parfois sous 3 ohms dans des zones de fréquences très sollicitées par l'amplificateur : ça va de l'ampli qui se met en protection quand il doit alimenter une enceinte ayant une impédance de 4 ohms, à l'ampli qui a une puissance inférieure sous 4 ohms que sous 8 ohms car un limiteur fait en sorte qu'il ne se mette pas en stand-by.


Bonjour Haskil,

Tu mets le doigt sur la capacité de l'ampli à faire face aux capacités résistives des différentes bobines se trouvant derrière les composants passifs de filtrage, avec toutes les variations qui vont avec et les problèmes que rencontre l'ampli, de plus en plus conséquent au fur et à mesure ou l'on monte le niveau de courant aux bornes de l'ampli pour plus de SPL.

Les zones de fréquences ou l'amplificateur est très sollicités sont les basses fréquences, c'est une zone ou la sensibilité de l'oreille humaine est plus faible.
Cela montre probablement l'intérêt de la bi amplification sur les installations qui demandent du courant afin de rester performant à un niveau SPL conséquent.
La bi amplification à pour avantage de pouvoir utiliser des amplificateurs dédiés, par exemple pour le ou les HP de grave, avec une class D, beaucoup de courant disponible, mais une THD moins bonne et un gain interne fort

Pour le médium aigu dont la demande en courant est plus faible, une THD bien plus faible et un gain interne réduit (en fonction du rendement des HP)
Au final, ces 2 amplis seraient moins cher qu'un ampli de grande qualité et de grande puissance, capable de conserver une THD exemplaire et de faire face à des pics de demande en puissance.
De plus, la capacité résistive des grosses colonnes à augmentée ces dernières années, par la multiplication des petits woofers "qui montent un peu en fréquences" afin de remplacer un grand et unique HP, ceci afin de conserver une directivité cohérente avec les voies médiums et aigus de l'enceinte.

Sans doute 2 choix donc pour ces grosses colonnes :
- Le choix mono amplification avec un très bon ampli, ou 2 gros blocs séparés, capable de faire face aux variations d'impédances, sans mise en protection, sans THD et avec beaucoup de watts :o

- Soit rajouter un bornier au dos de l'enceinte, puis de revisiter le filtre passif (uniquement sur le schéma résistif pour réadapter l'impédance du filtrage à la nouvelle distribution des voies)... rien de compliqué en fait pour un gain qui au final, me semble évident.

C'est ce qui est fait partout dans le domaine pro.
Un petit tweak qui offrirait de bons résulats.

L'autre choix serait celui d'un filtrage actif + DAC, qui permet en plus, un alignement précis des enceintes afin de garantir dans une premier temps une sommation correcte, puis la gestion de l'égalisation.
Je pense aux mini DSP, au DSPy du forum et tout les nouveaux produits qui arrivent sur le marché.
Dernière édition par indien29 le 10 Avr 2018 13:39, édité 3 fois.

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Message » 10 Avr 2018 10:02

L'autre choix serait celui d'un filtrage actif + DAC, qui permet en plus, un alignement précis des enceintes afin de garantir dans une premier temps une sommation correcte, puis la gestion de l'égalisation.


comme les amplis ou plutôt leurs qualités sont très liés aux enceintes qui leurs sont associées , .. puisque l'on considèrent qu un filtrage passif c'est - 6db minimum vs filtrage actif , je ne suis pas du tout surpris que tu en vienne a parler de filtrage actif et d’égalisations . je me demandais juste a quel moment tu allais le faire ?? :wink:
Dernière édition par fredoamigo le 10 Avr 2018 10:54, édité 1 fois.
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GMEP - PHASE

Message » 10 Avr 2018 10:27

On peut faire du super boulot en passif et mono amplification, mais des que la demande SPL monte, faut commencer a avoir un ampli de course (ou 2 blocs) pour faire faces aux betes...
C'est beaucoup plus simple de faire de la bi-amp (sans qu'elle ne soit forcement active)

Si l'objectif est la hifi, donc avec une réponse en fréquence linéarisé au point d'écoute, faut pouvoir égalisé et pourquoi pas linéariser la phase.

- Comme l'égalisation est numérique, il faut la faire avant le DAC pour éviter des doubles conversions.
- Comme ça bourgeonne de partout avec de nouveaux produits qui offrent de plus en plus de possibilité et avec raison, il va y avoir du choix
- Comme la gestion d'une phase linéaire devient possible
- Comme l'égalisation en HiFi apporte un vrai plus dans le système (obligatoire sous les 100Hz si on veut un système sérieusement calibré sans avoir du + 10 ou + 20dB au point d'écoute)

Je me disais que ce n'était pas bête d'y penser. :wink:

A ce sujet, le topic sur la mesure MMM est e cours de rédaction ici : http://www.homecinema-fr.com/forum/post179523033.html#p179523033
C'est pour l'instant l'exposé du pourquoi de l'approche MMM
Dernière édition par indien29 le 10 Avr 2018 13:43, édité 1 fois.

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Message » 10 Avr 2018 10:30

Haskil, rha61, avez-vous des exemples d'amplis à vraiment éviter et d'autres à conseiller sur ce critère ?
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