Pavillon & guide d'onde - Contrôle de directivité

[JIM]

Pour éviter de tout mélanger, je reprend ici la discussion démarrée ici.
diy-enceintes/tweeter-haut-rendement-comparaison-pav-diy-3d-en-p3-t30099860-90.html

Je vous présenterai ici les essais réalisés afin d'affiner des méthodes et modèles simplifiés connu.

Articles, liens vers publications associées ...
Horn theory, excellente synthèse des différents pavillons existant.
https://audioxpress.com/assets/upload/f ... ek2884.pdf
https://audioxpress.com/assets/upload/f ... ek2885.pdf


Article sur Audioxpress qui reprend les formules de Don Keele et donne des exemples concrets.
Très didactique.
Understanding Horn Directivity Control

Article original de Don Keele ou sont présentés les pavillons electrovoice CE avec de nombreux exemples de pavillons avec leur directivité, les graphes et formules, l'astuce pour éviter le resserrement de directivité à la perte de contrôle ...
WHAT'S SO SACRED ABOUT EXPONENTIAL HORNS?
Toujours Don Keele qui est passé par la suite chez JBL et qui est à l'origine de la monitor JBL 4430 et de son pavillon CD. Concept très proche aujourd'hui avec la M2.
Explication sur le resserrement nécessaire à la gorge pour le maintien de la directivité large à haute fréquence, etc ...
IMPROVEMENTS IN MONITOR LOUDSPEAKER SYSTEMS

Feuilles de calculs (open office)
Reprend les formules de Don Keele, tout comme l'article Audioxpress mais permet de l'appliquer à vos pavillons pour en connaitre leurs limites.
Formule Don Keele

Suite aux essais réalisés, j'ai appliqué une méthode proche mais en me basant sur le modèle du piston sur baffle infini (2pi).
Ce modèle donnant également de bon résultats à haute fréquence, il est possible de saisir dans le 2° onglet le diamètre de la gorge.
Formule Piston 2pi

Sur ces 2 feuilles de calcul, il a également été ajouté une estimation de l'indice de directivité qui s'appuie sur la formule de Molloy's.

[JIM]

3 petits pavillons de 10cm de diamètre, tous respectant scrupuleusement le profil OS.
Ouverture de 60, 90 et 120°. Pas de terminaison.




Saisi de l'angle d'ouverture à -6dB mesuré pour ces 3 pavillons en champ libre (4pi)

La courbe Don Keele diam 10cm représente la directivité fixée à la bouche pour un pavillon de 10cm de côté suivant le calcul proposé par Don Keele. (Modèle théorique)
La courbe Piston dam 10cm représente la directivité en sortie d'un piston plan de 10cm, ce qui correspond au diamètre du pavillon et s'appuie sur le modèle de directivité du piston plan sur baffle infini (Modèle théorique).
La courbe Piston dam 2.54cm représente la directivité en sortie de gorge 1 pouce qui s'appuie sur le modèle de directivité du piston plan sur baffle infini (Modèle théorique).

Même exercice avec ajout d'un baffle d'env 30cm de côté (2pi)

[JIM]

Réservé

[speedbad]

cool ! oubli pas ton excel

[JIM]

Oui, après mise à jour.

On voit bien la légère différence de comportement en partie basse entre 2pi et 4pi.
C'est le point le plus intéressant des mesures en 2pi (limité) réalisées aujourd'hui.

Globalement, mieux vaut s'en tenir au modèle du piston pour fixer la limite de contrôle.
Il est plus juste dans la zone utile et beaucoup plus juste si le pavillon est intégré dans un baffle.

[JIM]

Premier post mis à jour avec les liens associés au sujet (à compléter si vous avez des propositions) et avec les 2 feuilles de calcul :
- Modèle Don Keele
- Modèle adapté du piston plan sur baffle infini (2pi)

[speedbad]

Super ! Merci

Il faudrait que tu appli Don Keele en bas et le modèle du piston en haut sur la même feuille non ?

Je préférais la présentation de l'ancienne version si je puis me permettre, je dois dé zoomer pour voir le graph en entier là ^^

[Rascalito]

C'est super intéressant... Les petits pavs sont faits à l'imprimante?
Tu vas essayer d'autres profils?

[JIM]

Il faudrait que tu appli Don Keele en bas et le modèle du piston en haut sur la même feuille non ?

J'ai fais ça à un moment mais les mesures montrent que le modèle du piston reste valable même en 4pi dans la zone utile.
Par exemple, avec le pav de 10cm qui ouvre à 90°.
Don Keele annonce une limite de contrôle à 2822 Hz.
A 3kHz, je mesure 98°, avec Don Keele 85° et avec le Piston 106°. Ce qui se passe en dessous dépendra totalement de la mise en oeuvre.
Don Keele a fait une approximation du modèle du piston sur tube en fait. Les 2 modèles dérivent quand ka est inférieur à 3. Ca correspond à ce que je constate entre les mesures en 2pi et 4pi.



Raison pour laquelle j'ai conservé 2 feuilles. Celle de Don Keele n'étant valable que lorsque le contrôle de directivité est totalement perdu.

Je préférais la présentation de l'ancienne version si je puis me permettre, je dois dé zoomer pour voir le graph en entier là ^^

C'est mieux avec cette version sur mon écran

C'est super intéressant... Les petits pavs sont faits à l'imprimante?
Tu vas essayer d'autres profils?

Oui, à l'imprimante 3D. Le but était surtout d'avoir un modèle plus fiable.
Maintenant, je vais m'attaquer à la courbure du profil à la bouche pour gérer la diffraction et tenir l'angle voulu le mieux possible jusqu'à la limite.

[Rascalito]

Le but c'est d'être le plus horizontal possible?
Je présume qu'avec le filtrage, l'angle d'ouverture suivra la loi de mélange du filtre?

[speedbad]

Ok donc en gros Don Keele est intéressant sur la perte de directivité tout en haut, sur tout le reste le modèle du piston est meilleur ?

[androuski]

Heu j'aurais dit l'inverse : le diamètre du piston dicte sa loi physique en haut, la charge acoustique modélisée en bas.
"Perte de directivité tout en haut" c'est un peur un contresens je dirais non ? Tu voulais dire perte de dispersion je suppose. On s'y retrouve plus après

[androuski]

On le voit bien puisque :
- en haut les réponses acoustiques mesurées rencontrent le plafond de verre du modèle de directivité pistonique correspondant au diamètre du diaphragme (+ directif)
- dans le mid/aigu le pav contrôle +/- selon l'angle spécifié ;
- en bas perte de charge on tend à nouveau vers le modèle pistonique (de - en - directif jusqu'à omni).

En pratique, et sous réserve que j'ai bien compris :
- Keele est pertinent pour prédire la fr min de maintien du contrôle en fonction des dimensions du pav ;
- le diamètre du diaph/modèle pistonique pour prédire la fr max de maintien du contrôle, quelles que soit les dimensions du pav (d'où l'intérêt de réduire "fictivement" la surface du piston avec l'inversion du profil à la gorge... le pincement quoi).

[JIM]

:bravo: Le but c'est d'être le plus horizontal possible?
Je présume qu'avec le filtrage, l'angle d'ouverture suivra la loi de mélange du filtre?

Le but est plus général mais oui, la prochaine étape est d'avoir une mesure qui corresponde à la vrai utilisation du modèle pour un pv CD.
Oui, il me semble pour le filtrage.

Ok donc en gros Don Keele est intéressant sur la perte de directivité tout en haut, sur tout le reste le modèle du piston est meilleur ?

Le modèle Don Keele est plus adapté en dessous de la limite de contrôle (donc, en bas) et uniquement en champ libre.

Heu j'aurais dit l'inverse : le diamètre du piston dicte sa loi physique en haut, la charge acoustique modélisée en bas.
"Perte de directivité tout en haut" c'est un peur un contresens je dirais non ? Tu voulais dire perte de dispersion je suppose. On s'y retrouve plus après

Oui, après, le modèle piston est plus juste en haut ET en bas si le pavillon est bafflé (2pi).

On le voit bien puisque :
- en haut les réponses acoustiques mesurées rencontrent le plafond de verre du modèle de directivité pistonique correspondant au diamètre du diaphragme (+ directif)
- dans le mid/aigu le pav contrôle +/- selon l'angle spécifié ;
- en bas perte de charge on tend à nouveau vers le modèle pistonique (de - en - directif jusqu'à omni).

Attention, le diamètre du diaphragme n'a aucune influence sur la directivité, pour une compression, ce qui complet est le diamètre de sortie principalement.
On pourrait aussi s'intéresser à l'angle de sortie et la profondeur de la gorge qui maintien cet angle.

Oui, entre cette limite haute et la limite basse, c'est le profil du pavillon qui contrôle la directivité, à condition que la diffraction à la bouche soit suffisamment faible. Ce n'est pas du tout le cas sur ces protos.

En pratique, et sous réserve que j'ai bien compris :
- Keele est pertinent pour prédire la fr min de maintien du contrôle en fonction des dimensions du pav ;
- le diamètre du diaph/modèle pistonique pour prédire la fr max de maintien du contrôle, quelles que soit les dimensions du pav (d'où l'intérêt de réduire "fictivement" la surface du piston avec l'inversion du profil à la gorge... le pincement quoi).

Keele uniquement tout en bas (cf limite donnée par la feuille de calcul) et pour un pavillon en 4pi. Perso, j'ai donné ce modèle car il correspond à l'article d'audioxpress mais après le travail réalisé, je ne l'utiliserai plus du tout. J'ai déjà une feuille de calcul qui permet de donner la directivité et l'indice de directivité d'un Hp (piston) en condition 2pi.
Le modèle du piston sur baffle infini est largement documenté, fait appel à des fonctions de Bessel, on peut travailler avec. Pour le modèle sur tube, c'est apparemment plus compliqué.
Bref, avec ce modèle, j'ai la correspondance entre Piston et Pavillon. Même si l'environnement change, la directivité sera la même pour le Hp ou le pavillon.

Modèle piston pour tout donc pour ma part.

[speedbad]

oui j'ai inversé , ok donc pour un Arai posé sur une caisse, pour en bas on regarde Keele, pour le reste piston 2pi