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Les enceintes ( hors caissons qui ont un forum à part )

Bas medium à pavillon avec deux 18"

Message » 30 Avr 2023 14:53

Bonjour à tous,

L'idée de ce post est de calculer un pavillon bas medium avec deux 18" de référence L18P400. On cherche une alternative à ce qui se fait avec les FH-2 de Peavey mais avec des 18". La bande de fonctionnement visée est de 55 hz - 330 hz.

On utilise pour cela le logiciel hornresp dans lequel on entre dans un premier temps les paramètres T&S des LP18400 (lien) qui sont : Fs=29 hz, Re=5.1 ohm, Qms=7.6, Qes=0.29, Vas=340 l, Sd=1220 cm2, Le=2.5 mH.

Honresp calcule alors les paramètres mécaniques du HP. Il trouve la bonne valeur du BL de 24,56 T.m et une masse Mmd de 164 gr (la masse Mmd se déduit de la masse Mms, de valeur 200 gr, en soustrayant la masse de rayonnement).

On utilise deux HP en parallèles. On simule la réponse avec le pavillon encastré dans un mur (ang=2pi). Une première simulation est effectuée en laissant hornresp calculer les paramètres du pavillon avec la fonction "System design with driver" et en fixant la bande passante de 40 hz à 250 hz. On choisit volontairement une fréquence plus basse que celle de la bande utile, car cette fréquence de coupure va nécessairement remonter lorsqu'on va raccourcir le pavillon. La fréquence de coupure haute étant celle de la réponse en puissance, elle est également choisie plus basse que celle qui sera obtenue du fait de la directivité du pavillon.

Hornresp calcule une surface de gorge de 1220 cm2, soit un taux de compression de 2. Le volume calculé de l'enceinte de charge du HP par hornresp est un peu faible. En prenant une boite de 20 cm de profondeur et de 55 cm de côté (le HP fait 46,5 cm de diamètre) on choisit finalement un volume de 125 l pour les deux HP. On remplira cette enceinte d'un matériau absorbant de résistivité au passage de l'air de 10000 (paramètre Fr) et de 5 cm d'épaisseur (paramètre Tal). Il ne reste plus qu'à fixer le volume de la chambre de compression qui est en fait le volume des deux cônes du HP que l'on prendra égal à 15000 cm3.

On obtient alors les paramètres suivants :

ImageImage


Le niveau SPL, obtenu pour 100 Watts, est de 130 dB. L'amplitude de débattement de la membrane au-dessus de 45 hz est de 3 mm. Pour rappel, le Xmax du HP est de 8 mm. La bande passante s'étend de 40 hz à 265 hz. Le facteur de forme optimum est calculé à 0.77 et il s'agit d''un grand pavillon avec une embouchure de 3 m2 et 2,3 m de long.

Une deuxième simulation consiste à raccourcir le pavillon à une longueur de 1,8 m.

ImageImage


En gris, il s'agit de la réponse du précédent pavillon. La réponse reste linéaire, mais la fréquence de coupure haute remonte. On cherche encore à diminuer la longueur du pavillon avec une longueur fixée à 1,5 m.

ImageImage


La bande passante reste sensiblement la même, mais avec plus d'oscillations de la réponse. On a ici modifié le facteur de forme avec un pavillon purement exponentiel. Intéressons-nous à la réponse dans l'axe de ce pavillon placé au ras du sol (ang=pi). On obtient :

Image


La bande passante s'étend de 45 hz à 390 hz. Il nous reste maintenant à approximer ce pavillon par des troncs de cônes. On utilisera trois troncs de cône dont les segments sont fixés à 0,375 m, 0,75 m et 1,5 m. Le calcul des surfaces des deux premiers segments suivra le profil du pavillon. L'expension de surface d'un pavillon purement exponentiel se calcule par S=S0 e^(mx) avec m qui vaut 4 pi fc /C. Avec une fréquence de coupure de 40 hz, le facteur m vaut 1.33. On en déduit les surfaces des deux premiers segments : 2000 cm2 et 3310 cm2. Nous réduirons la surface de la bouche en prenant comme valeur 7000 cm2 pour le dernier segment. On obtient finalement la réponse en puissance toujours dans 2pi :

ImageImage


Par rapport au précédent pavillon, la réponse en fréquence reste proche.

Cordialement
Jean
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Message » 30 Avr 2023 22:30

Bonjour Jean et merci pour tout ce travail, c'était une demande privée, mais au final tu as raison de partager ton travail, ici en DIY.

Il y a eu peu de sujet sur Hornplan et sur les grands pavillons dont tu maîtrises (entre autre chose) la conception.

Je souhaite en effet simuler pour comparer à ce qu'offre le FH2 qui est sur le papier l'un des pavillons les plus performants dans sa bande utile si on le compare à sa taille.

J'ai fais l'an passé l'acquisition d'un bien immobilier qui permettra dans les prochaines années de réaliser un rêve un peu fou visant à la réalisation d'un système ultime dans une salle ultime, avec un programme plus axé sur la musique que sur le HC, pour des raisons de budget (le vidéo projecteur permettant une grande image de bonne qualité coûte), mais aussi parceque j'écoute beaucoup de musique.

Je voudrai l'image surtout pour voir des concerts, j'ai vu chez Thxrd qui m'a contaminé il y a quelques années, je le remercie encore pour tout le temps passé à partager sa passion.

Il y a donc tout à faire, j'ai commencé à regarder l'implantation dans la salle, je regarde en ce moment la partie acoustique et surtout l'évolution pour faire les réglages de TR.

Pour le système d'enceinte, j'ai bien regardé ce qu'a fait Thxrd, difficile de faire mieux en regardant toutes les solutions imaginables, il a fait tout le travail, a déjà imaginé toutes les solutions, mesuré tout ce qui existe de performant dans ce genre de programme.

Je regarde de mon côté, un montage full pavillon assez compact permet d'obtenir la pression voulue à distance (entre 9 et 14m chez moi) tout en restant assez compact pour viser un système "point source" donc des centres acoustiques peu éloignés en V.

La pression doit être proche des 140dB en crête, c'est la limite de ce qu'offre les composants audio les plus modernes sans avoir à les multiplier, un système Hifi ne peut pas pour la seule raison de pression sonore, être bancale par la multiplication de HP qui rayonneraient ensemble dans la zone sensible (500-8000 Hz)
En dessous, la multiplication ne pose pas de soucis, ça tombe bien car les rendements des HP sont proportionnellement plus faible que la fréquence de résonance est basses pour reproduire des fréquences plus basses.

Les FH2 ne sont pas simples à trouver, ceux qui passent de temps à autres on les HP à changer, ils ne sont jamais en France et le coût HA + déplacement + restauration est élevé.

Les compétences de Jean sur les grands pavillons sont connus, c'est aussi un excellent mathématicien et un passionné d'audio de longue date, je lui ai demandé de simuler une version moderne de FH2 qui serait capable d'un SPL supérieur au FH2 d'origine pour ne pas avoir à en mètre 2 par enceintes pour s'aligner en pression sur les pavillons qui jouent les fréquences supérieures.

La performance des FH2 n'est pas simple à dépasser... d'ou l'idée d'une paire de 18" à très fort rendement par pavillons
indien29
 
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Message » 01 Mai 2023 8:38

Bonjour Jean-Marc,

Les deux contraintes principales concernant ces pavillons sont : la surface de la bouche et la masse de la membrane. Si l'on veut descendre bas, il faut une surface de bouche importante. Si l'on veut monter haut, il faut un HP avec une membrane légère (mass break-point). On en arrive à la conclusion qu'il est préférable d'utiliser des 15". La solution de deux pavillons type FH-2 avec 4 HP 15" donnera de meilleurs résultats que seulement deux 18". C'est la solution qu'a adoptée Roland, comme tu le rappelles. Évidemment, on a une surface de bouche un peu plus grande. Mais, tu peux augmenter la taille de la bouche en largeur pour garder un faible écart en V.

Je suis quand même étonné du niveau SPL que tu exiges, 140 dB ! Si tu écoutes à 8 m, tu perds -18 dB du fait de la distance, sans compter le champ réverbéré. En partant de 140 dB, tu obtiendras 122 dB. En prenant en compte le champ réverbéré, tu seras au-dessus de quelques dB.

Cordialement
Jean
Invite107
 
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Message » 01 Mai 2023 10:40

Très intéressant. J'ai appris qq chose je crois sur Hornresp avec lequel j'ai pas mal joué. Je n'avais jamais pris garde qu'il simulait une charge pavillonnaire optimale pour une bande passante donnée.
J'ai toujours entré les paramètres manuellement, au début je ne comprenais pas pourquoi tu partais d'une solution optimale pour la dégrader, avant de piger que tu partais de la proposition hornresp.

Hornresp avec l'ergonomie de vituix ce serait tellement :love:

En tout cas merci pour la leçon :bravo:

Je vais peut être dire une ânerie, mais pourquoi ne pas avoir opté pour un 18" avec une mms plus légère ?

Perso j'aurais un gros faible pour un de ces deux modèles dans l'application visée :

https://faitalpro.com/en/products/LF_Lo ... =151070150

https://faitalpro.com/en/products/LF_Lo ... =151070100

Ou, avec une tenue en puissance un poil supérieure :

https://www.eighteensound.it/en/product ... 8/18LW1251
Dernière édition par androuski le 01 Mai 2023 10:46, édité 1 fois.
androuski
 
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Message » 01 Mai 2023 10:45

Merci Jean !
Pour le SPL, 140dB c'est en crête, le niveau fourni par des FH2 d'origine (avec les récents Peavey 1505-04DT) ou par les simulations à base de L15 ou de L18 P400, on a 130dB avec 100W, les RCF prennent plus de 1000W, donc même avec la compression thermique on obtient le niveau requis en crête (avec 2000W d'ampli).

Il s'agit surtout de sécurité, ne jamais avoir besoin d'être proche des limites permet de conserver des niveaux de disto bas, même à des niveaux élevés (raison du doublement des FH2 chez Thxrd)
Mon questionnement porte plus sur la coupure basse à 60Hz, le montage offre une coupure acoustique basse, mais je pense qu'il faut aussi une coupure électrique.

Or a vu de nez sur le montage avec les L15P400, la pente naturelle est déjà proche des 24dB à 60Hz, plus de place pour rajouter une protection électrique si un LR24 acoustique est visé, sauf à couper bien plus bas, ce qui sur de grosses bobines de la sorte, suffit sans doute à la protection.
Je ne maitrise pas ce sujet (notion de la coupure acoustique basse) et son impact sur la protection du HP, pourtant, c'est ce qui défini l'extension vers le bas de la coupure acoustique du pavillon, ceci afin de laisser de la place à une pente électrique suffisamment protectrice.
Dernière édition par indien29 le 01 Mai 2023 11:12, édité 1 fois.
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Message » 01 Mai 2023 10:51

Si les deux 18" ont une charge close de volume réduit, ce qui semble être le cas, et qu'il sont exploités à une fraction faible de leur x-max et puissance max, il n'est pas du tout evident que tu aies besoin d'un passe haut. Jean précise qu'ils ont une excursion de 3mm dans cette simu pour 130dB et 100W.

La charge close de petit volume comprime l'air et réduit l'excursion.
androuski
 
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Message » 01 Mai 2023 10:55

Salut Androu,

J'ai appris sur la doc JBL du CMCD ce qu'indique Jean, la plage d'utilisation (donc le rendement) dépends de mms (mms déplace la bande utile)
La Sd est à moindre mesure le critère lorsque l'on utilise une charge pavillonnaire.

https://hifi-stereo.fr/a/CMCD_TechNote.pdf

La surface de la bouche permet si on l'augmente, d'étendre la réponse vers le bas, donc de rendre le montage plus large bande (principe d'un 15A)

En haut de bande, j'ai besoin de monter à 330Hz, la coupure sera en BW, pente très raide, même la simu actuelle avec les L18P400 passe

Ca descend moins avec le L15P400 et ça monte déjà au dessus du besoin.

Un HP à mms plus faible est aussi plus fragile (membrane moins renforcé, bobine moins grosse, donc moins de tenue en puissance et de sécurité.

Pour obtenir un SPL cible, on a toujours un ratio entre le rendement pour 1W et la tenue en puissance maximale.
indien29
 
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Message » 01 Mai 2023 10:58

androuski a écrit:Si les deux 18" ont une charge close de volume réduit, ce qui semble être le cas, et qu'il sont exploités à une fraction faible de leur x-max et puissance max, il n'est pas du tout evident que tu aies besoin d'un passe haut. Jean précise qu'ils ont une excursion de 3mm dans cette simu pour 130dB et 100W.
La charge close de petit volume comprime l'air et réduit l'excursion.

Tout à fait !

Mais le HP permet plus de 1000W et peut voir cette demande de puissance, d'ou ma question, je suis seulement inquiet sur le plan electrique, le X ne posera jamais de problème
indien29
 
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Message » 01 Mai 2023 16:36

Bonjour,
J'aime bien ton approche pour la conception du pavillon.
Tu arrives à quelle volume au final avec deux 18" et comment tu as conçu le plan?
Tu as quoi en sub parce que pour suivre il faut du lourd!
Nico1383
 
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Message » 02 Mai 2023 0:30

Bonjour Nico,

Jean donne les volumes, 15000 cm3 de volume et 125 litres pour les 2X18"

Le pavillon fini est composé de 2 pavillons, on coupe donc en 2 la simulation hornplan du pavillon complet pour l'inverser afin que chacun des 2 HP aient un pavillon indépendant.
Le couplage s'effectue entre les 2 demi profil en fin d'expansion.

Vue de dessus ça donne à peu près ça

PAV2.jpg
PAV2.jpg (45.7 Kio) Vu 753 fois


Les plans du FH2 sont ici : http://hornplans.free.fr/fh2.html

C'est un 4 troncs dont l'un est replié pour que l'ensemble de la caisse reste compacte.
A l'origine, ce composant était destiné au touring (concert) et se devait transportable.

Le plan de Jean est en 3 troncs droits, mais à ces fréquences, que ce soit droit ou replié ne change pas grand chose (voir rien)

La SPL cible à tenir vaut sur toute la bande utile afin de garder le même facteur de crête, donc sous ce pavillon, des Subs (surement 8 X 21") puis au dessus avec un pavillon de médium et un pavillon d'aigu, donc 4 voies en tout.
indien29
 
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Message » 02 Mai 2023 8:37

Salut l'indien ;) ,

Beau projet :P

indien29 a écrit:Le plan de Jean est en 3 troncs droits, mais à ces fréquences, que ce soit droit ou replié ne change pas grand chose (voir rien)

Attention tout de même, Hornresp est un logiciel sympa pour se donner une idée, mais pas sûr qu'il soit représentatif de la réalité en terme de résultat global :-? . Faudra passer par une étape de prototype je pense, car plus de 300Hz pour des 18" pavillonnés, ça ne doit pas être simple :oops: .
Esscobar
 
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Message » 02 Mai 2023 9:11

Et pourquoi pas 4 12p par coté ?
plus de facilité a monter en fréquence et une surface de membrane supérieure a 2 * 15p
pinkrabbit
 
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Message » 02 Mai 2023 9:19

indien29 a écrit:La SPL cible à tenir vaut sur toute la bande utile afin de garder le même facteur de crête, donc sous ce pavillon, des Subs (surement 8 X 21") puis au dessus avec un pavillon de médium et un pavillon d'aigu, donc 4 voies en tout.


Moi, je ne placerai pas les subs au-dessous des pavillons, mais à mi-hauteur de la pièce. Les subs au raz du sol excite le premier mode vertical. Ça te permettrait de placer les pavillons bas-medium au sol avec une bouche plus importante puisque tu disposes de plus de hauteur.

L'idéal serait de placer les pavillons au sol et contre les murs latéraux, mais vu la largeur de ta pièce, c'est peut-être impossible. Si tu peux les placer contre les murs, alors un positionnement type estrade est l'idéal (les deux HP côte à côte verticaux, une seule paroi courbe).

Cdl
Jean
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Message » 02 Mai 2023 9:35

Hello
Pour avoir simule et mis au point du DPB avec hornresp Pablo je peux t'assurer que c'est bluffant. Le HP est simulé dans une zone de linéarité donc il n'y a pas de raison que la simu ne soit pas fiable.

Pour info j'ai simulé le faital ferrite que je suggerais plus haut avec l'ensemble des paramètres retenus par Jean et le rcf donne de meilleurs resultats, y compris en ajustant a la hausse ou a la baisse le volume de charge.

Bonne pioche le rcf mais je suppose qu'il n'a pas été choisi au hasard :bravo:
androuski
 
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Message » 02 Mai 2023 9:59

androuski a écrit:Hello
Pour avoir simule et mis au point du DPB avec hornresp Pablo je peux t'assurer que c'est bluffant. Le HP est simulé dans une zone de linéarité donc il n'y a pas de raison que la simu ne soit pas fiable.

DPB, pour Double Pass Band ?

Je parlais plus niveau pavillon, gérer les réflexions/diffractions tout ça, ça me parait compliqué pour un soft comme Hornresp, mais je me trompe peut-être :oops: .
Esscobar
 
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