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La charge pour le haut-parleur

Il existe de nombreuses façons de charger un haut-parleur. Charger un haut-parleur est le fait de lui imposer un volume sur son onde arrière ou avant, ou même les 2 ou tout simplement le fait de séparer l'onde avant de l'onde arrière (onde émise par la membrane du haut-parleur).



Commençons par les plus courants : le clos et le bass-reflex



Le charge close est la plus simple à mettre en oeuvre pour un haut-parleur électro-acoustiques

Charge de type CLOSE


Ce type d'enceinte est très répandu, aucun réglage nécessaire. Attention à avoir une étanchéité parfaite et un amortissement interne bien réalisé. Avec ce type de charge la fréquence de résonance (Fs) du haut-parleur est élevée d'une octave.
Avantage : facile à raliser, basse direct et très dynamique.
Inconvénient : on ne récupère pas l'onde arrière donc moins de rendement.



Charge de type BASS REFLEX

Principe du résonateur de Helmholtz ; lorsqu'une cavité communique avec l'atmosphère par un évent, il existe une fréquence pour laquelle la masse de l'air poussée au travers de l'évent entre en résonance avec les forces élastiques de l'air enfermé dans la cavité. On peut donc améliorer le rendement du haut-parleur aux fréquences graves, en faisant résonner l'enceinte sur la fréquence de résonance du haut-parleur.
La fréquence d'accord de la charge bass-reflex est calculée en fonction du diamètre de l'évent, de sa longuer et du volume interne.

Avantage : bon rendement, descend plus bas.
Inconvénient : plus dur à réaliser, accord de l'évent...

La charge bass-reflex est la plus utilisée pour les subwoofers


Les moins utilisées



Le charge symétrique (appelée aussi passe-bande) est utilisée pour le grave

Charge de type SYMETRIQUE ou PASSE BANDE

Ce type de charge utilise 2 technologies simultanément, enfin dans leur principe car les résultats ne sont pas combinés...
Le clos et le bass-reflex, le haut-parleur est chargé d'un caisson clos à l'arrière et d'un caisson avec évent sur l'onde avant.
Naturellement ce genre de charge coupe les fréquences hautes (fréquence de coupure mécanique) en fonction de ces paramètres et du haut-parleur qui lui est imposé.
Le filtrage n'est pas forcément obligatoire mais conseillé.
Charge plutôt répandue dans le monde du home cinéma et systèmes triphoniques.

Avantage : bon rendement, descend très bas.
Inconvénient : dur à réaliser, accord de l'évent, calcul du volume arrière.

Impossible de faire monter le haut-parleur très haut, au revoir le système 3 voies avec le woofer qui monte bien...



Charge de type PAVILLONAIRE (Pavillon)

Quand les hommes de tous les âges veulent que leur voix porte loin, ils mettent leurs mains en entonnoir devant leur bouche. Ils réalisent ainsi un pavillon.
Le principal intérêt du pavillon est le très bon couplage avec l'air ambiant. C'est pourquoi ils étaient utilisés au tout début de la reproduction sonore avec les phonographes, quand les amplificateurs n'existaient pas. La vibration de l'aiguille dans le sillon fait directement vibrer une petite membrane, vibration amplifiée par le pavillon.


PRINCIPE DU CAISSON ESCARGOT

Plus tard les premiers amplis étant de très faible puissance, les pavillons étaient toujours indispensables pour avoir un niveau sonore correct.
Aujourd'hui les systèmes de sonorisation les plus puissants sont encore munis de pavillons. L'époque du cinéma parlant fut la grande époque des pavillons, pour sonoriser des salles de 1000 ou 1500 places avec des amplis de 10 ou 20 W seulement. Plusieurs pavillons se partageaient le spectre sonore du grave à l'aigu.
En HI-FI, à part une très petite minorité de passionnés qui les utilisent encore sur un système complet avec plusieurs pavillons du grave à l'aigu, il n'y a guèreque dans la reproduction des aigus qu'ils sont encore un peu utilisés. Souvent les moteurs d'aigus (tweeters) sont surmontés d'un pavillon qui aide à la diffusion des hautes fréquences (qui sont par nature plus directionnelles).


Le principal avantage reste l'augmentation du rendement. Ils reprennent un principe connu de tous, celui du porte-voix. Sans entrer dans le détail, ce principe permet de faire déplacer à une membrane de haut-parleur une quantité d'air supérieure à sa surface. La quantité d'air déplacée sera égale à la surface de la bouche du pavillon, d'où un meilleur rendement (pression acoustique supérieure). Outre les tweeters, ce principe est utilisé pour les enceintes. Généralement il s'agit d'enceintes utilisant un unique haut-parleur (large bande). On voit aussi des utilisations en sonorisation dans les enceintes dédiées aux basses. Ces enceintes récupèrent l'onde arrière du haut-parleur et la font passer dans un pavillon. La bande passante est ainsi élargie. Ce type de charge est particulièrement adapté aux larges bandes dont le seul défaut est de manquer de graves. Le pavillon arrière permet ainsi de se passer de l'ajout d'un haut-parleur de graves.

Le pavillon pour haut-parleur, utilisé sur moteur de compression, haut parleurs à cônes ou plus rarement des les haut-parleurs coaxiaux


le pannuea plan appelé aussi baffle plan

Le BAFFLE PLAN

C'est une enceinte ouverte sans fond ou simplement une plaque plus ou moins grande, qui sépare l'onde arrière du haut-parleur de l'onde avant, limitant ainsi le court-circuit acoustique. Le court-circuit acoustique se produit aux basses fréquences, pour des longueurs d'onde qui dépassent la taille de la plaque.
Soit L la largeur de la plaque, et C la vitesse du son, le court-circuit acoustique se produit à la fréquence F=C/2/L. Par exemple, pour une plaque de 1.5 m de large, et une vitesse du son de 343.4 m/s (à 20°C), le court-circuit a lieu à 114.5 Hz.
En dessous de la fréquence du court-circuit acoustique, la réponse chute à raison de 12 dB/octave jusqu’à la fréquence de résonance (FR ou FS) du haut-parleur. En dessous de la fréquence de résonance du haut-parleur, la réponse chute à raison de 18 dB/octave. Avec un haut-parleur qui a une fréquence de résonance à 57 Hz sur un baffle de 1.5 m de large par exemple, la courbe de réponse passe par -3 dB à 114.5 Hz, -15 dB à 57 Hz et -33 dB à 28.5 Hz. La réponse dans le grave est limitée. La pièce rajoute un peu de grave à ces valeurs théoriques : environ 5 dB à 50 Hz.
Cette réponse dans le grave n'est obtenue que si le haut-parleur a des caractéristiques adaptées à cette charge. Le QT (ou QTS) doit être idéalement de 0.80.
Pour les enceintes ouvertes sans fond, il faut veiller à ce que les côtés ne dépassent pas 1/4 de la largeur pour ne pas avoir un accident dans la courbe de réponse.
L'application typique des enceintes ouvertes sans fond sont les enceintes pour guitare électrique.
La bande-passante peut être améliorée dans le grave par l'ajout d'un filtre passe-bas du deuxième ordre dont la fréquence de coupure est à peine supérieure à la fréquence de résonance du haut-parleur. Ainsi, la réponse devient linéaire entre la fréquence de coupure du baffle et la fréquence de résonance du haut-parleur. Cependant, l'enceinte subit une perte de rendement relativement importante qui nécessite donc un amplificateur puissant ou l'utilisation d'un haut-parleur à très haut rendement. Cette solution est idéale pour un système multivoie où le haut-parleur de grave n'est pas censé monter plus haut que la fréquence de coupure du baffle.
La réponse impulsionnelle est encore meilleure qu'en baffle clos. La qualité d'écoute du haut-grave au haut-médium est excellente avec ce type de baffle.
Aussi beaucoup de combinaisons entre plusieurs charges, comme le pavillon avec charge close...


Le pavillon avec charge se rapprochant du bass-reflex, pavillon pour charge arrière, clos et bass-reflex avec haut-parleur passif... seul l'imagination vous limite...

Le pavillon avec chambre arrière close
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