Généralités sur les enceintes haute fidélité
Une enceinte acoustique comprend :
Quelques points importants pour la bonne définition d'une enceinte acoustique
Volume interne de l'enceinte acoustique
La mode actuelle tend à réaliser des enceintes acoustiques les plus petites possibles. Afin d'obtenir un résultat acceptable, on est conduit à utiliser des haut-parleurs de graves à grande élongation de la membrane (xmax important).
Cependant, pour reproduire les basses réelles d'un instrument de musique, il faut que l'enceinte produise dans la pièce d'écoute le même niveau sonore. Ce n'est possible que si la surface de le membranes des haut-parleurs de graves est grande, ce qui entraîne une large face avant d'oû un volume de l'enceinte important. Le volume d'air déplacé par le haut-parleur dépend de la surface de la membrane et de son déplacement. Comme on ne peut pas augmenter indéfiniment le déplacement, la seule solution pour augmenter le niveau de grave est d'augmenter la surface de la membrane.
On verra que la fréquence de coupure dans les graves est liée au volume de l'enceinte.
Sensibilité et rendement des enceintes acoustiques
Il ne faut pas croire que le rendement global des enceintes audio est élevé, il est de l'ordre de 5% pour les meilleurs et jusqu'à 0,5% pour les moins bonnes ; une partie importante de la puissance est dissipée en chaleur dans les haut-parleurs et dans le filtre.
Les constructeurs indiquent rarement le rendement, mais l'efficacité de l'enceinte. Elle donne le niveau de pression acoustique en dBSL obtenue, avec une puissance électrique de 1 watt à 1 mètre de l'enceinte. On a vu que 0 dBSL correspond au seuil d'audibilité (2 x 10-5 Pa) et que 134dBSL est le seuil de douleur (100Pa).
Résolution Cabasse
On détermine ainsi la puissance de l'amplificateur pour obtenir un niveau dBSL par canal.
Mais comme la musique n'est pas un son régulier de même niveau, il faut tenir compte de sa dynamique (entre 40 et 60 dB) et déterminer la puissance de crête de l'amplificateur.
Heureusement, les sons les plus puissants sont généralement brefs ; pour bien reproduire la musique, il n'est donc pas nécessaire que cette puissance soit fournie pendant un temps très long. L'amplificateur doit pouvoir atteindre ces valeurs extrêmes et l'enceinte les supporter.
Le tableau ci-après donne pour un niveau de 115dBSL, soit 115-3 = 112 dB par canal en fonction de l'efficacité, la puissance moyenne de l'amplificateur et la puissance de crête qu'il doit pourvoir supporter.
La diminution de 3 dB est observée pour la valeur de la fréquence de coupure du filtre, car la puissance de l'amplificateur est envoyée par moitié vers chaque haut-parleur.
On voit l'importance de l'efficacité de l'enceinte ; entre 95 et 90 dBSL, il n'y a pas de problème, les puissances continues et de crêtes sont raisonnables, il n'en est plus de même pour un efficacité de 88 et de 86 dBSL pour lesquelles la puissance de crête par canal atteind des valeurs élevées.
Il est vrai que le niveau de 112 dBSL par canal est élevé et que pour un appartement, un niveau plus faible est suffisant et recommandé par rapport au voisin.
| Efficacité pour 1 watt à 1 mètre (en dBSL) |
Puissance efficace de l'amplificateur par canal (en Watt) |
Puissance de crête par canal (en Watt) pouvant être supporté par l'amplificateur |
95 |
17 |
50 |
92 |
35 |
100 |
90 |
55 |
160 |
88 |
85 |
250 |
86 |
130 |
400 |
Résolution par l'échelle de Jacob
Certains fabricants et des revues spécialisée procèdent d'une façon différente ; c'est "l'échelle de Jacob" (figure 1.3). On note la tension nécessaire aux bornes de l'enceinte pour obtenir 94 dBSL à 1 mètre, ainsi que la valeur minimale de l'impédance entre 20Hz et 20 kHz. On en déduit la puissance correspondante. On reporte cette sur l'échelle au niveau de 94dBSL. La valeur de la puissance de l'amplificateur supporté par l'enceinte donne le niveau maximal de la pression sonore en dBSL à 1 mètre.
Puissance de l'amplificateur en fonction de la pression sonore à 1 mètre en dBSL
donnant la sensibilité de l'enceinte.
Exemple : analyse 2 à 3 voies.
|
Exemple (figure 1.3) : pour cette enceinte (Analyse 2) :
- Il a fallu 3,6V pour obtenir 94dBSL à 1 mètre.
- L'impédance minimale entre 20Hz et 20kHz est de 5,6ohms (figure 1.4)
- Cela représente 2,3W (P = E²/Z).
- Sur l'échelle de Jacob, on fait correspondre 2,3W à 94dBSL, soit 1 P.
- L'enceinte supporte une puissance de 70 Watt. Avec un amplificateur de cette puissance, on obtient un niveau de 108 dBSL à 1 mètre.
- Au-delà de valeur, les grisés indiquent les zones interdites.
Cette enceinte est particulièrement sensible et le niveau maximal atteint est trop important pour un appartement.
Courbe d'impédance en fonction de la fréquence pour l'enceinte Analyze 2.
L'impédance minimale entre 20Hz et 20kHz est de 5,6ohms.
La fréquence de résonance est à 63Hz.
|
Résolution par abaque (C. Savouret)
L'abaque de la figure 1.5 permet d'obtenir la puissance efficace de l'amplificateur en fonction de l'efficacité de l'enceinte et pour un niveau sonore souhaité. Egalement grâce au niveau souhaité et à l'efficacité de l'enceinte, on obtient la puissance efficace nécessaire de l'amplificateur.
Avec cet abaque, on peut choisir des niveaux acoustiques plus faibles que ceux de la résolution Cabasse et qui conviennent mieux à un appartement. A noter que cet abaque ne donne pas la puissance de crête. Elle peut être estimée grâce au tableau Cabasse.
Abaque indiquant les rapports :
Niveau acoustique, efficacité de l'enceinte/puissance de l'amplificateur.
Pour obtenir ces rapports, il suffit de tracer une droite entre les points désirés.
|
Voir aussi :
|
