Petit mémo sur la dynamique d'un ampli, déciBels et watts...

[Sonark]

Bonjour à tous,

Je vois que beaucoup d'entres vous ne connaissent pas très bien les décibels et les watts. Alors pour vous aider, voici un petit topo qui, je l'espère, vous sera bien utile :

Le dB (déciBel) est une unité de mesure qui est en fait une référence à une certaine valeur. Une définition pourait être : La valeur logarithmique de mesure d'un gain ou d'une perte. Ainsi le décibel peut être appliqué à une pression acoustique, à une puissance, ou à un voltage. La meilleur façon de parler des décibels est de penser "Comparé à quoi ?". Quand on parle de son (pression acoustique), un changement de 1dB correspond au minimum que l'oreille humaine peut percevoir. Si vous êtes assis dans votre fauteuil à écouter de la musique et que j'augmente/diminue le volume sans vous avertir, le point où vous direz "Aaaah tu viens de toucher le volume !" correspond à une augmentation/diminution de 1 dB. Si vous me demandez "Mets un peu plus fort", j'augmenterai probablement le volume de 3 dB. Ce changement correspond en effet à pousser le volume à un niveau raisonnablement plus élevé. Enfin, si vous me demandez de mettre "deux fois plus fort", j'augmenterai le volume de 10 dB. Ces notions sont valables à n'importe quel niveau d'écoute.

Maintenant, faisons le raprochement entre décibels et Watts. Comme je l'ai dit plus haut, le décibel est un rapport logarithmique. Ainsi lorsque vous augmentez le volume de 3dB ("un peu plus fort"), vous avez besoin de 2 fois plus de puisance (Watts) pour atteindre ce niveau ! En d'autres termes, si vous voulez un ampli pour écouter votre musique "un peu plus fort", vous aurez besoin du double de puissance ! Par exemple, un ampli de 200W pour remplacer un de 100W. Si vous voulez écoutez "2 fois plus fort", vous aurez besoin d'un ampli 10 fois plus puissant, soit dans mon exemple, un ampli de 1.000W pour remplacer celui de 100W !!! Ainsi lorsque un vendeur vous dit qu'un ampli de 130W est beaucoup plus puissant qu'un autre de 100W, changez de crémerie, la différence en pression acoustique est... négligeable, puisque entre 100W et 130W, il y a moins de 1dB de différence !!!

Bon voilà pour la théorie. Malheureusement, en pratique ce n'est pas si simple. La puissance des amplis est mesurée en appliquant à ses bornes un signal sinusoïdal. le fameux watt RMS (Root Mean Square). Petite parenthèse, le watt RMS d'une onde sinusoïdale correspond à 0.707 fois la valeur maxi de la sinusoïde (valeur Peak) et 0.354 fois la valeur peak-to-peak. Parenthèse refermée. La musique n'est pas un signal sinusoïdal (heureusement!) et la qualité de la reproduction musicale est aussi dépendante de l'interprétation correcte de pointes de niveau (la dynamique). Ainsi, deux amplis de 100W RMS auront des comportements dynamiques totalement différents. Cela provient du dimensionnement de leur alimentation (et notamment sur leur capacité à fournir de forts courants sur de brefs instants). C'est pour cela que certains amplis de 50W surdimensionnés sont plus dynamiques que d'autres de 100W à l'alim faiblarde !!!

Si l'on ramène ces notions aux enceintes, certains choses valent le coup d'être soulignées. Ici intervient la "sensibilité en puissance" communément appellé le "rendement". Sans rentrer dans le détail, le rendement d'une enceinte correspond à la pression acoustique qu'elle développe à 1 m quand on lui injecte 1 W de puissance électrique. Maintenant que vous connaissez le rapport entre les watts et les décibels, il est facile de voir qu'un ampli de 100W associé à une enceinte de 100dB de rendement jouera aussi fort qu'un ampli de 1000W avec une enceinte de 90dB de rendement...

Dernière chose (et là je vais me fâcher avec les amoureux des amplis à tubes), avec les enceintes hifi "classiques" au rendement généralement compris entre 88 et 92 dB, je vous conseille vivement de choisir un ampli capable de délivrer plus de 80W impulsionnel pour ne pas rabotter la dynamique à volume d'écoute normal (entre 90 et 100 dB suivant les individus).


Bien cordialement,
Sonark


PS pour les matheux : ne m'en voulez pas d'avoir volontairement simplifier un maximum les choses (ainsi je n'ai pas fait la différence entre pression acoustique, intensité acoustique et puissance acoustique) mais le but de ce petit topo est de donner des points de repère aux audiophiles perdus par les décibels et les watts.

[ogobert]

Dans le genre, je recommande la lecture attentive de :
http://www.ac-amiens.fr/academie/pedago ... ACOUS.html

[vincent128]

Pourquoi c'est +10 dB pour doubler la sensation de volume sonore?
Et le double de Watts pour augmenter de 3 dB?

Je croyais au contraire que dans les 2 cas, +3 dB = doublement de l'intensité perçue.

Si tu peux m'expliquer de manière compréhensible, sans hésiter à recourir aux maths si nécéssaire (je devrais pouvoir suivre! )

[haskil]

Sonark écrit :
Dernière chose (et là je vais me fâcher avec les amoureux des amplis à tubes), avec les enceintes hifi "classiques" au rendement généralement compris entre 88 et 92 dB, je vous conseille vivement de choisir un ampli capable de délivrer plus de 80W impulsionnel pour ne pas rabotter la dynamique à volume d'écoute normal (entre 90 et 100 dB suivant les individus).

Non, pourquoi? Seulement peut-être avec ceux qui défendent l'idée que l'on peut utiliser une 300B délivant 8 watt avec une enceinte ayant 95 dB de rendement.

La seule chose que l'on pourrait dire c'est qu'un bon ampli à lampes écrète plus en douceur qu'un ampli à transistors (avant de s'effondrer brutalement si tu le pousses trop loin), de la l'impression à puissance mesurée égale que deux amplis de même puissance et de qualité égale aussi donneront subjectivement des résultats différents et favorables à l'ampli à lampes...

Une expérience menée par Bassi sur un programme musical montrait aussi qu'une paire d'enceintes de 100 dB de rendement nécessitait en fait un excellent ampli de deux fois 50 watts pour être alimentées correctement : un ampli à lampes plus faible en puissance et alimentation marquait le pas sur une suite d'impulsions très brèves fréquemment rencontrées en programme musical classique.

Son expérience a été démentie de ci de là, y compris dans la NRDS où il avait publié son étude, mais de façon pas très convaincante car ses contradicteurs avaient des CONVICTIONS, des A PRIORI dont ils ne voulaient secrètement pas démordre...

La seule chose que l'on peut aussi dire, est que si l'on écoute à un niveau très modéré, dans une ambiance très silencieuse, des programmes pas trop complexes... ça peut le faire.

J'ajouterais enfin que ce n'est pas deux fois 80 watts en impulsionnel qu'il faut mais 8O watts en continu pour une paire d'enceinte ayant 90 dB de rendement qu'il faut. Cette mesure en régime impulsionnel est une couillonnade lancée par le premier intégré NAD, il y a plus de vingt ans. Il ne faut pas se fier à cette mesure là qui n'est d'aucune utilité dès que tu as des attaques répétées : ils font quoi les 80 watts impulsionnels si tu écoutes à niveau relativement élevé le sacre du printemps ou le début d'Otello? Ils te renvoient vite à la puissance rélle de ton ampli qui s'effondre... après le deuxième coup de maillet sur les timbales... ou après les dix premières secondes de contrebasses à l'unisson dans l'extrême grave et fortissimo...


Alain

[Ninja40]

Tout depend de la grandeur physique U que l'on mesure. Si elle est lineaire (comme l'intensite de courant), par definition:

U(dB) = 10 Log(I/Io)

Donc pour un doublement de Io, ca donne
U(dB) = 10 Log (2*Io/Io) a peu pres 3

Si elle est quadratique (comme la pression acoustique), on a

U(dB) = 10 Log (I/Io)^2 = 20 Log (I/Io)

Donc pour un doublement de la grandeur physique quadratique P=I^2, on a un accroissement d'environ 6dB (et non 10).

Enfin, en acoustique, on definit une valeur d'intensite acoustique ponderee par la sensibilite de l'oreille a differentes frequences et differents niveaux d'ecoute (on entend souvent mieux ce qui se passe en "poussant" un peu le volume au lieu de le laisser au minimum, parce que plus d'infos se trouvent dans la zone de sensibilite maximale de l'oreille). Cette ponderation, qui est en fait une moyenne sur une certaine quantite d'individus, est le dB acoustique (dBA).

Pour plus d'infos:
http://www.phys.unsw.edu.au/~jw/dB.html

[Sonark]

Pourquoi c'est +10 dB pour doubler la sensation de volume sonore?
Et le double de Watts pour augmenter de 3 dB?

A mon humble avis, "+10dB = 2 fois plus fort" est une notion "empirique" puisqu'on parle de sensation et pas de maths. Cela ne s'explique pas (en tout cas, je n'en connais pas la raison). D'ailleurs, c'est une valeur aproximative, car chez certains individus le doublement de l'intensité sonore perçue est à +8dB, alors que pour d'autres ce sera +12dB. Bref, +10dB est un ordre d'idée (tout comme le +3 dB pour "un peu plus fort").

Et le double de Watts pour augmenter de 3 dB?

tout est expliqué ici :
http://e.m.c.2.free.fr/acoustique.htm[/quote]

[Sonark]

J'ajouterais enfin que ce n'est pas deux fois 80 watts en impulsionnel qu'il faut mais 8O watts en continu pour une paire d'enceinte ayant 90 dB de rendement qu'il faut. Cette mesure en régime impulsionnel est une couillonnade lancée par le premier intégré NAD, il y a plus de vingt ans. Il ne faut pas se fier à cette mesure là qui n'est d'aucune utilité dès que tu as des attaques répétées : ils font quoi les 80 watts impulsionnels si tu écoutes à niveau relativement élevé le sacre du printemps ou le début d'Otello? Ils te renvoient vite à la puissance rélle de ton ampli qui s'effondre... après le deuxième coup de maillet sur les timbales... ou après les dix premières secondes de contrebasses à l'unisson dans l'extrême grave et fortissimo...


Alain

Entièrement d'accord avec toi, mais la puissance impulsionnelle n'est pas un argument markéting NAD. Dans le domaine pro et suivant les recommandations de l'AES, la puissance impulsionnelle d'un ampli est la puissance qu'il peut fournir sans écrêter sur une impulsion de 3µs.

Quant à savoir ce que fait mon ampli de 80W impulsionnel sur un morceau de rap ultra compressé, je dirai tout simplement que n'importe quel ampli correctement conçu possède une alimentation pouvant fournir 1,1 à 2 fois sa puissance nominale (RMS) en régime impulsionnel. C'est valable pour 99% des amplis du marché. Donc pas de problème pour mon ampli de 80W impulsionnel, il délivrera entre 40 et 70W (environ) de puissance RMS...

[Sonark]

Tout depend de la grandeur physique U que l'on mesure. Si elle est lineaire (comme l'intensite de courant), par definition:

U(dB) = 10 Log(I/Io)

Donc pour un doublement de Io, ca donne
U(dB) = 10 Log (2*Io/Io) a peu pres 3

Si elle est quadratique (comme la pression acoustique), on a

U(dB) = 10 Log (I/Io)^2 = 20 Log (I/Io)

Donc pour un doublement de la grandeur physique quadratique P=I^2, on a un accroissement d'environ 6dB (et non 10).

Attention, la "sensation acoustique" d'un volume 2 fois plus fort n'a rien à voir avec les maths ! c'est une sensation interprétée par notre cerveau, pas une mesure. 10dB est une valeur couramment admise (et non pas calculée)

Cordialement,
Sonark

[Ninja40]

Attention, la "sensation acoustique" d'un volume 2 fois plus fort n'a rien à voir avec les maths ! c'est une sensation interprétée par notre cerveau, pas une mesure. 10dB est une valeur couramment admise (et non pas calculée)

En effet, autant pour moi.

Au passage, pour les anglophones, je recommande ce site:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/loud.html#c2

[Maverick]

Attention, la "sensation acoustique" d'un volume 2 fois plus fort n'a rien à voir avec les maths ! c'est une sensation interprétée par notre cerveau, pas une mesure. 10dB est une valeur couramment admise (et non pas calculée)

En effet, autant pour moi.

Au passage, pour les anglophones, je recommande ce site:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/loud.html#c2

Sur mon atoll, il y a une fonction -10dB, je vais essayer ça ce soir pour voir si j'ai la sensation que c'est deux fois moins fort... (Dans ma mémoire, je pensai que c'était plus, mais je n'y prétais pas une attention particulière).

Pour poursuivre le cours, je pose la question suivante.

Mon potard de volume est gradué de 1 à 10. Si je pars de l'hypothése (à peu près sur ) que le niveau 0 est 0 watt et le niveau 10 à la PMax soit 100W (Par canal), puis je conclure qu'au niveau 5 je suis à 50W (Par canal). Bref est ce linéaire (mon intuition est que c'est exponentiel mais j'aimerai plus de détail...).
Ou alors dois-je me dire que le niveau 2 est deux fois plus fort que le niveau 1 est nécéssite donc 10 fois plus de puissance, alors le niveau 4 est 100 fois plus et le niveau 10 doit être aux alentours de 5000 fois plus puissant, ce qui me donne au niveau 1 même pas 1 watt par canal (Ce qui est plausible vu que l'enceinte dégage 93dB avec 1 watt et que 93dB c'est déjà "fort").
Bref, Sonark, maintenant que t'as commencé la leçon, je te lache plus

Mavy ( sangsue )

[Sonlam]

Un potentiomètre est fort rarement linéaire....

[fabby2]

Ou alors dois-je me dire que le niveau 2 est deux fois plus fort que le niveau 1 est nécéssite donc 10 fois plus de puissance, alors le niveau 4 est 100 fois plus et le niveau 10 doit être aux alentours de 5000 fois plus puissant, ce qui me donne au niveau 1 même pas 1 watt par canal (Ce qui est plausible vu que l'enceinte dégage 93dB avec 1 watt et que 93dB c'est déjà "fort")

Oui c'est ça, ton potentiomètre est logarithmique.


Fabrice

[steuf]

Puisuq'on parle technique, quelqu'un peut-il m'expliquer ce qu'est le "temps de montée" d'un ampli ?
Est-ce un critère qualitif ?
Et concrétement (à l'écoute), qu'est ce que ça change ?

Merci
Steuf

[Maverick]

Puisuq'on parle technique, quelqu'un peut-il m'expliquer ce qu'est le "temps de montée" d'un ampli ?
Est-ce un critère qualitif ?
Et concrétement (à l'écoute), qu'est ce que ça change ?

Merci
Steuf

On envoie un signal carré à une fréquence donnée sur l'entrée de ton ampli. On mesure le temps que l'ampli met à passer du palier inférieur au palier supérieur. Ce temps généralement de l'ordre de quelques microsecondes, permet de voir la "rapidité" de l'ampli. Sur une percussion par exemple, si l'ampli "monte" avec une pente douce, alors le son va être dénaturé, "mou".

Mavy ( Remonté de temps en temps )

[fabby2]

quelqu'un peut-il m'expliquer ce qu'est le "temps de montée" d'un ampli ?
Est-ce un critère qualitif ?
Et concrétement (à l'écoute), qu'est ce que ça change ?

Par définition le temps de montée d'un signal (échelon de tension) est le temps nécessaire pour que le signal passe de 10% à 90% de sa valeur maximale (en général Tr pour "rise time" ou Tm).

En pratique, cette mesure permet d'interpréter les performances d'un amplificateur sur les transitoires. Ce temps a tout intérêt à être le plus court possible (Tr<1µs à plusieurs µs). Un ampli très dynamique (vif) a un Tr très court.


Fabrice