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Version complète: optimisation d'un filtre passif pour enceinte à 2 voies
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[optimisation d'un filtre passif pour enceinte ? 2 voies] N?1

Bonjour,

Dimanche 14 avril au matin nous avons pu faire des mesures dans des conditions assez rigoureuses de l'enceinte grande Onken de M?laudia ?quipp?e d'un Altec 4168B ainsi que d'un moteur ? chambre de compression TAD TD2001 mont?e sur un pavillon Musique Concr?te J321 (pavillon rond de type JMLC).

Nous avons utilis? les logiciels de la s?rie ARTA soit LIMP pour les mesures d'imp?dance et ARTA pour celles de r?ponse impulsionelle.

Pour les mesures d'imp?dance un ampli Bryston et une bo?te de type "Arta" ont ?t? utilis?s. On a pr?f?r? effectuer la mesure en bruit rose pour des raisons de rapidit? car dans le local de Rueil il y a souvent des ouvertures de porte imtempestives qui perturbent les mesures.

Pour les mesures de courbe de r?ponse les mesures ont ?t? faites dans la m?me position du microphone. Le niveau en sortie d'ampli a ?t? r?gl? pour avoir 94db au niveau du microphone ? 1000Hz lors de la mesure du moteur TD2001 le gain de l'ampli n'a pas ?t? retouch? ensuite.

Dans le cas du moteur TD2001, on a mis en s?rie une capa de 33 microfarad afin de le prot?ger de l'envoi de signaux de fr?quence trop basse qui risquerait de l'endommager.

A partir de ces 4 mesures :

-courbe d'imp?dance de l'Altec 4168B mont? dans l'enceinte grande Onken
-courbe d'imp?dance du moteur TAD TD2001 mont? sur pavillon J321
-courbe de r?ponse de l'Altec 4168B mont? dans l'enceinte grande Onken
-courbe de r?ponse du moteur TAD TD2001 mont? sur pavillon J321

je vous propose de voir ?tape par ?tape comment ?galiser l'imp?dance de chaque haut-parleur puis comment optimiser un filtre passif.

On essaiera de n'utiliser que des logiciels facilement disponibles comme Excel.

(Suite ? venir)

Cordiales salutations.

Jean-Michel Le CL?ac'h
Bonjour,

tr?s int?ressant, merci.

Une question: un condensateur de 33 uF en ligne avec les TD-2001 (8 Ohm) donne un filtre passe-haut ?lectrique d'ordre 1 @ 600Hz. N'est-ce pas influencer la r?ponse de fr?quence et de phase un peu trop? Surtout si l'on souhaite ensuite utiliser la r?ponse comme point de d?part pour concevoir un filtre passif...

Dans mon exp?rience, un impulsion MLS court y plat ? volume mod?r? ne ne devrait pas endommager un moteur ? chambre de compression.

Cordialement,

Marco
Bonjour Marco Gea,

J'avais apport? avec moi une capa de 47 microfarad mais malheureusement lors d'une manipulation , une de ses pattes s'est cass?e...
J'ai donc utilis? un condensateur appartenant ? J?r?me, de m?moire il ?tait de 33 microfarad mais je me trompe peut ?tre...

Je ferai aussi remarquer que de 146Hz ? 2772Hz, le moteur TAD TD2001 a une imp?dance toujours sup?rieure ? 10ohms et qui atteind m?me 20 ohms ? 300Hz.

Je n'utilise plus les signaux MLSA depuis longtemps car la m?thode du logsweep est beaucoup plus int?ressante, notamment en terme de bruit. Mais on envoie un balayage qui va de 20Hz ? 23000Hz pendant une bonne vingtaine de secondes, il faut donc imp?rativement prot?ger le moteur. Les courbes de r?ponse que je vais publier vous montreront que la r?ponse du moteur TD2001 avec le condensateur s?rie utilis? n'est pas affect?e.

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cl?ac'h
[optimisation d'un filtre passif pour enceinte ? 2 voies] N?2

Voici tel que se pr?sente l'?cran apr?s le relev? de la courbe d'imp?dance du haut-parleur Altec 416 mont? dans l'enceinte grande Onken :
[attachment=4637]

On va maintenant exporter cette courbe (module et phase) sous forme de fichier texte

a) exportation d'une courbe d'imp?dance de LIMP vers un fichier texte (.TXT)
[export as] [commented TXT file]

[attachment=4638]

b) par exemple, on peut exporter ce fichier sur le [bureau] sous le nom :Onken_360L.txt

[attachment=4646]

voici le ficher correspondant :
[attachment=4636]

c) maintenant nous allons voir comment importer ce fichier dans Excel :

On va ouvrir ce fichier de type .txt
[attachment=4640]
en indiquant que l'espace sert de s?parateur de colonnes.
[attachment=4641]
apr?s une en-t?te de 2 lignes, on a 3 colonnes de 576 lignes, la premi?re colonne indique la fr?quence, la seconde le module de l'imp?dance ? cette fr?quence et la troisi?me la phase de l'imp?dance ? cette fr?quence.
[attachment=4642]
Si les valeurs ont un point d?cimal et s'inscrivent ? gauche des colonnes, cela indique qu'elles ont ?t? identifi?es par Excel comme ?tant des cha?nes de caract?re, or, nous voulons qu'elles soient reconnues comme des nombres;
Pour cela, il va falloir remplacer le point d?cimal par une virgule.
On s?lectionne les 3 colonnes et on va dans [remplacer]
[attachment=4647]
pour remplacer le . par la ,
[attachment=4644]

On peut maintenant sauvegarder cette feuille excel, par exemple sous le nom "Onken_360L.xls", car on va utiliser plus tard ce fichier dans un classeur excel que j'ai ?crit qui va permettre de faire l'optimisation de l'?galisation d'imp?dance du haut-parleur.

Cordiales salutations.

Jean-Michel Le CL?ac'h
[optimisation d'un filtre passif pour enceinte ? 2 voies] N?3

Bonjour,

Nous avons vu comment transformer une courbe d'imp?dance obtenue grace ? LIMP en un tableau Excel.

Nous allons maintenant voir comment r?aliser l'?galisation d'imp?dance du haut-parleur.

a) on ouvre la feuille Excel "Onken_360L.xls" qui contient les valeurs des 576 points de la courbe d'imp?dance (module et phase).


b) on t?l?charge ensuite la feuille de calul Excel du nom de :

"egalisation_impedance_grave.xlsx"

que j'ai ?crite et se trouve sur le site de M?laudia ? l'adresse :

http://www.melaudia.net/zfoto/rueil1304/...grave.xlsx


c) dans la feuille Excel "onken_360L.xls", on s?lectionne les 3 premi?res colonnes et on les copie dans le "clipboard" (cela peut ce faire en tapant simultan?ment les touches [CTRL] [C] ).

d) dans la feuille de calcul

"egalisation_impedance_grave.xlsx"

on ouvre la feuille dont l'onglet est marqu? "imp?dance_haut_parleur" et on colle le contenu du "clipboard" dans les 3 premi?res colonnes (cela peut se faire par [CTRL] [V] )


Voici comment doit se pr?senter maintenant le haut de la feuille

"egalisation_impedance_grave.xlsx"

[attachment=4648]

e) ouvrir la feuille dont l'onglet est marqu? "Egaliseur_impedance".

Voici ce que l'on voit:

[attachment=4649]

Remarque : Seules les cases num?riques ? remplissage jaune peuvent ?tre modifi?es.

Comme par d?faut les valeurs de R1, R2, R3 et R4 sont ?normes, tout se passe comme si dans un premier temps la courbe d'imp?dance ?tait sans ?galisation (la courbe rouge se superpose ? la bleue).

f) on va maintenant grace aux ?galiseurs N?3 et N?4 corriger la remont?e d'imp?dance ? haute fr?quence (ou "effet selfique").

dans l'?galiseur N?4 mettons pour R4 la valeur 100 ohms et pour C4 introduisons la valeur 1 microfarad.

On voit que la courbe rouge commence ? se d?tacher de la courbe bleue :

[attachment=4650]

Maintenant en laissant la valeur de R4 inchang?e augmentons C4, on voit que le point o?? la courbe rouge se d?tache de la courbe bleue et se d?place vers la gauche c'est ? dire vers des fr?quences plus basses.

Si de plus on diminue la valeur de R4 on voit que la courbe rouge change de pente et on peut la faire s'incliner pour ?tre proche de l'horizontale.

Par exemple pour R4 = 13 ohms et C4 = 12 microfarad voil? ce que l'on obtient :

[attachment=4652]

g) on peut maintenant peaufiner en utilisant l'?galiseur N?3. On trouve alors que R3 = 33 ohms et C3 = 13 microfarads fournit en plus de l'?galisation apport?e par R4 = 13 ohms et C4 = 12 microfarads, une bonne constance autour de 8 ohms de la courbe d'imp?dance au dessus de 150Hz.

[attachment=4651]

Dans le cas g?n?ral on consid?re que s'agissant d'une enceinte bass-r?flex de grave, il n'est pas n?cessaire d'?galiser les 2 pics d'imp?dance visibles sous 100Hz.

Mais pour voir les possibilit?s de la feuille, nous verrons prochainement comment grace aux ?galiseurs d'imp?dance N? 1 et N?2 qui sont de type RLC nous pouvons ?galiser le pic d'imp?dance autour de la fr?quence de 50Hz.

Cordiales salutations.

Jean-Michel Le CL?ac'h
[optimisation d'un filtre passif pour enceinte ? 2 voies] N?4

Bonjour,

Dans le cas g?n?ral on consid?re que s'agissant d'une enceinte bass-r?flex de grave, il n'est pas n?cessaire d'?galiser les 2 pics d'imp?dance visibles sous 100Hz.

Mais pour se familiariser avec cette feuille de calcul, essayons maintenant d'?galiser le pic d'imp?dance autour de la fr?quence de 50Hz.

Un pic d'imp?dance comme celui ci s'?galise par la mise en parall?le avec le haut-parleur d'un circuit RLC s?rie.
Comme on le voit ce pic est disym?trique, il sera donc difficile de l'?galiser avec 1 seul ?galiseur.
La courbe rouge montre un sommet vers 49 Hertz. Imposons une fr?quence de 49Hz comme fr?quence de r?sonance de l'?galiseur N?2. Puis donnons ? L2 la valeur 200mH qui est une grande valeur pour une self.

[attachment=4653]

Regardons l'effet de la valeur de R2. Si nous faisons R2 = 2 ohms on voit qu'un creux de faible largeur se forme centr? sur cette fr?quence de 49Hz. On constate qu'en premi?re approche le creux en son minimum correspond ? 2 ohms. Essayons ensuite avec des valeurs de 3, 4, 5 , 6 ohms, etc. on constate qu'en premi?re apporche la valeur d'imp?dance minimale du creux s'?tablit successivement (mais approximativement) autour de 2, 3, 4, 5 ou 6 ohms. (en toute rigueur l'imp?dance r?sultant de la mise en parall?le est Zeq = 1 / ((1/R2)-(1/Zpic), Z pic ?tant l'imp?dance au sommet du pic d'imp?dance).
Mettons R2 ? la valeur 9 ohms et faisons varier la valeur de L2, par exemple 100mH puis 50mH, etc. On constate que le creux s'?largit et que la courbe d'imp?dance s'aplatit progressivement.

Maintenant, pour voir l'interaction de deux circuits RLC dont les fr?quences de r?sonance sont voisines, regardons ce qui se passe quand on met en parall?le les 2 ?galiseurs N?1 et N?2 en parall?le avec les m?mes valeurs.
Par exemple prenons des fr?quences de r?sonance de 48Hz et des valeurs de R1 et R2 ?gales ? 18 ohms (en se rappelant que 18ohms//18ohms = 9ohms) et donnons ? L1 et L2 les valeurs de 100mH (en se rappelant que 100 mH//100 mH = 50mH). On constate que la courbe d'imp?dance ?galis?e r?sultante est la m?me qu'avec l'utilisation d'un seul ?galiseur de m?me fr?quence de r?sonance avec par exemple R2 = 9 ohms et L2 = 50mH.

[attachment=4655]

Cela nous indique que si, pour ?galiser un pic d'imp?dance disym?trique on doit utiliser non pas un seul mais deux ?galiseurs RLC alors il faudra donner dans un premier temps une valeur double ? R de celle que l'on veut atteindre pour la courbe d'imp?dance ?galis?e. Si on veut atteindre 8 ohms pour ?galiser un pic disym?trique avec 2 ?galiseurs RLC en parall?le alors mieux vaut partir de R1 = R2 = 16 ohms, puis retoucher ces valeurs petit ? petit...

En peaufinant les valeurs des fr?quences de r?sonance des ?galiseurs N?1 et N?2 ainsi que les valeurs de R1, R2, L1 et L2, on arrive a rendre constante autour de 8ohms la courbe d'imp?dance au dessus de 40Hz.

[attachment=4654]

Fr?quence de r?sonance de l'?galiseur N? 1 = 65Hz
Fr?quence de r?sonance de l'?galiseur N? 2 = 47Hz
R1 = 15 ohms
R2 = 15 ohms
L1 = 40mH
L2 = 100mH

La courbe d'imp?dance ?galis?e apparait alors comme ceci:

[attachment=4656]

On constate que dans un tr?s large intervalle autour de la fr?quence de coupure d'un filtre passe-bas qui serait utilis? avec cette enceinte grande Onken l'imp?dance peut ?tre prise comme constante et ?gale ? 8 ohms.

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cl?ac'h
Merci Jean-Michel pour ce tuto tr?s int?ressant. Pour l'instant, j'ai survol? tes messages, mais, en attendant la suite, je vais imprimer tout ?a, lire ? t?te repos?e et tenter d'appliquer ? mes enceintes.
Merci Jean-Michel pour ce tutoriel tr?s int?ressant.

Une paire de question n?anmoins :
- Pourquoi lin?ariser la courbe d'imp?dance ? Quel impact ? l'?coute ?
- Comment cela se traduit-il sur la phase ?

Merci Wink

chounim a écrit :
Merci Jean-Michel pour ce tutoriel tr?s int?ressant.

Une paire de question n?anmoins :
- Pourquoi lin?ariser la courbe d'imp?dance ? Quel impact ? l'?coute ?
- Comment cela se traduit-il sur la phase ?

Merci Wink


Franchement, mon gars, tu as l'air de confondre un cours avec un 'tuto'...quant ? ce que ?? donne avec tes HP, fais la manipe...

T'as raison, pourquoi s'emmerder avec le savoir vivre alors qu'on peut passer pour un sale con en une ligne ?
Pardonnez le.
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