Optimiser le rapport signal sur bruit avec la tension
#1
Optimiser le rapport signal sur bruit avec la tension
Bonjour

Souvent l'audiophile possède un préampli / DAC / Processeurs etc. en amont de plusieurs bloc de puissance (ampli à fond) avec un gain déterminé / fixe. La notion de volume "en sensation dans la pièce" se règle via le préampli ... Le son serait meilleur s'il pouvait sortir plus de tension (du préampli) et baisser le gain de l'ampli pour le même volume "en sensation" qu'auparavant. Le rapport signal sur bruit est meilleur. Grave plus profond etc ..
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Cet article pour montrer qu'il est intéressant de réaliser une chaine électroacoustique avec de forte tension module et un faible gain à l'ampli.

Pratique certain ampli possède des switchs à l'arrière pour régler le gain. Mes réglages:
- Pour les studios / radios ... entre 23 et 29 db de gain
- Pour la sonorisation: 32db de gain
Au dessus je n'utilise pas.

Lorsque l'ampli ne possède pas de réglage de gain, il faut savoir le gain donné par le fabriquant est potar ouvert à fond. Exemple avec 32db. Le gain max n'est donc pas réglable mais il peut être choisit entre 0db et 32db pour l'exemple. C'est plus confortable d'avoir plusieurs échelles de gain évidement.

Quelques calculs pour y arriver avec un haut parleur de 600 W aes / 8 ohms. L'ampli fait 1000W sous 8 ohms

En rappel :
- U=ZI et P=UI donc P= ZI²
- La tension (V) se nomme dbU et Pour "convertir" la tension de volts en dBu: la formule est : 20 log (U / 0,775)= dbU.
- 0,775 volts = OdbU (si l'appareil est bien calibré)

A Déterminer la tension max admissible par le HP

- Avec la puissance AES (Paes max) et l'impédance du HP (Zhp), Calcul de la tension max avec Racine de (Paes X Zhp) = Tension Hp max (Uhp) : Exemple avec un HP de 600w sous 8 ohms: Racine de 600x8 = 69,28 volts

-Pour "convertir" la tension de volts en dBu: la formule est : 20 log (Uhp / 0,775)= Thp avec l'exemple cela donne 20 log (69,28/ 0,775) = 39,03 dbU

En sortie de l'ampli il faut 69 volts ou 39dbU.

B Déterminer la tension d'entrée utile à l'ampli (gain = 32db)

39-32 = 7dbU. La tension de sortie optimal du préampli est 7dbU soit 2,90 volts environ.

C Si on baisse le gain de l'ampli Que se passe t'il ?

Admettons on le baisse à 26 db. 39-26 = 13dbU; pour avoir la puissance max le préampli doit avoir comme tension de sortie 13dbU.

D En pratique :
Le son est très fort, (puisque à fond dans l'exemple..). Il faut jouer le volume "sensation" avec l'ampli.
Trouver le gain de votre ampli / Trouver la position du potentiomètre pour 26 db de gain environ (ne pas baissez votre préampli)
Je vous recommande de faire vos calculs avec 26db de gain pour déterminer la tension optimal de sortie de votre préampli /dac etc. (sortie symétrique de rigueur). Ensuite vous calibrez le potar à votre niveau d'écoute (en principe vous le baissez, si vous êtes déjà au minimum, refaites le calcul avec 29db, si vous le montez refaites vos calculs avec 20db de gain).

E Danger ?

Le danger est d'envoyer une mauvaise tension qui ferait tout saturé. Le propos qui suit est vrai pour les "bons amplis" plus on baisse le gain de sortie / plus on peut augmenter le gain d'entrée (les calculs le démontre sur une puissance identique). LE contraire nuit votre ampli ...

Si l'ampli est peu puissant: puissance ampli = puissance HP est la limite. Dans le cas ou l'ampli est inférieur au HP. L'ampli va chauffer. Il faut refaire vos calculs avec la puissance de l'ampli en place du HP. Le choix d'un ampli inférieur en puissance baisse le rapport signal sur bruit ..

F Le processeur ?

Voilà l'avantage d'avoir un processeur numérique avec un limiteur.
Le limiteur va "limiter" la tension en fonction des réglages. Il est possible d'envoyer 15 W maximum avec un ampli qui en délivre jusqu'à 1000. (En sono les moteurs de 80W sont branchés sur des amplis de +1000W sans casse)

Le seuil (threshold): = Thp - Gain ampli, avec notre exemple et un ampli à 32 db de gain on a 39-32 = 7dbU . Le seuil est 7.
Si l'ampli fait 29db de gain: 39- 29= 10 dbU :le seuil est 10

Par sécurité je travaille toujours 1ou 2 db en dessous du seuil:
Dans le cas 32db je met le gain du proc sur +5dbU et pour 29db de gain je mets le gain sur 8 dbU.

Si vous avez des questions sur le réglage du release je répondrai...

Conclusion 1:

Plus le gain de l'ampli est bas, plus la tension module utile augmente pour obtenir la même puissance. Pour une puissance égal le ratio (amplificateur) baisse donc Le rapport signal sur bruit gagne en qualité.

Conclusion 2:

Le HP "travaille" bien / rendement optimisé (SPL)

Conclusion 3:

On se rend compte qu'il est de bonne augure de prendre des amplis surdimensionnés en puissance. La tension d'entrée admissible sera supérieur ...
Je recomande l'utilisation d'un limiteur. En effet le limiteur va faire son job de limiteur.

Avec notre exemple: HP= 600W / 8ohms et un ampli avec 32db de gain. le seuil est 7dbU. Le HP reçoit en tension 7+32 dbU que l'ampli fasse 1000 ou 100000 W. Donc pas de soucis.

Si l'ampli fait 500 W. Il va recevoir trop de tension et va saturer en entrée. Diffusion de son saturé

Jeremie
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#2
RE: Optimiser le rapport signal sur bruit avec la tension
Merci Jérémie pour ce topic.

Sur un autre forum j'ai essayé d'aider sur le réglage des gains pour les DCX2496 et amplis associés: http://vintage-jbl.forumpro.fr/t3141p15-...e-dcx-2496 (voir à partir du message du 6 novembre).

Cela peut compléter le message précédent de jeremie. J'y ai mis un tutoriel pour générer un fichier de signal calé à -2dBFS pour régler les niveaux et un autre pour calculer et faire des atténuateurs fixes en entrée amplis.

dxxx
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#3
RE: Optimiser le rapport signal sur bruit avec la tension
Bonjour

Mon propos n'est pas pour calibrer un appareil / divers.

Pour réaliser mon propos, cela sous entend que toutes les machines sont calibrées.

Pour "re" calibrer un appareil, la manœuvre dépend de celui ci.

Par exemple sur les procs BSS tu as l'option Recall + mute 1+mute2 à l'allumage cela permet d'accéder à divers menu dont ceux pour calibrer ...

Idem sur un XTA, il faut taper un code au démarrage. (un code différent selon ce qu'on veut faire)

Enfin il faut aussi un outillage minimum, (générateur, etc.)

Cordialement

jeremie
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#4
RE: Optimiser le rapport signal sur bruit avec la tension
Bonjour,

Ma remarque, le rapport signal sur bruit (s/n) est une mesure relative de tensions. Nous n'avons pas de mesure directe de s/n, le double mètre de s/n n'existe pas. Il faut procéder à une mesure de bruit puis à une deuxième mesure de signal maximum, puis diviser l'une par l'autre pour obtenir un rapport. L'unité (bien qu'inutile) est en général le dixième de Bell (dB).

Ce type de mesure est apparue avec les catalogues glacés de matériel asiatiques. Elle est inutile pour le technicien qui préfèrera une mesure de bruit (en fonction de la fréquence et de la charge) et une mesure de tension maximale qui est assez obscure car elle dépendent de la fréquence, de la charge et de la distortion.

De même, lorsque nous comparons ces deux mesures, l'idéal serait de le faire sur une échelle d'une unité commune dans des conditions identiques, et là apparait le premier hic, quid de la distortion lors de la mesure du bruit???.

Ces mesures servent donc d'indicateurs. Affirmer qu'un système est "meilleur" en se basant sur le s/n n'est pas très significatif.

De plus et c'est là ou se cache le piège, ce mesures doivent être interprétés dans un système de valeur humaine pour faire sens. Parfois, de petits nombres seront interprétées dans un sens positif, les grands négativement et plus grand encore positive ou inversement. Par exemple, des températures très froides ou très chaudes sont bonnes pour la conservation des aliments, mais mauvais pour notre santé. L'inverse est vrai pour les températures modérées.

Ainsi, l'interprétation relative est essentielle dans la science. Mais dans les cas du s/n en audio, c'est à prendre avec des pincettes car le problème est la simplification de la relation humaine avec le bruit ainsi que face à un signal maximum. Cette relation ne peut se limiter à un bête rapport mesuré avec un voltmètre ou pire servir d'indicateur d'amélioration.


PFB
Enceintes de 300W plastoc+subwoofer de 300W replastoc. 60 millions d'albums sous l'index et 3000 disques sur étagère.
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#5
RE: Optimiser le rapport signal sur bruit avec la tension
Bonsoir,

Comme le dit Eric le seul niveau de référence est 4dBu, déjà presque à la limite d'une électronique grand public (cela concerne aussi les cartes son usb comme ma Tascam US-144 qui sature à 2Vrms).

Dans le topic cité le -2dBFS sert uniquement à se caler par rapport à la LED -2dB du DCX2496, car le réglage à -20dB n'est pas assez précis. C'était fait pour un amateur sans moyen de mesure du tout pour régler son niveau d'entrée en analogique. Un coup de multimètre permet déjà d'être plus précis.

Par contre si vous calez le -20dBFS à 4dBu sur une électronique grand public cela peut écrêter sur les niveaux max. Lorsque vous avez un DAC ou une carte son en général dans la documentation vous pouvez trouver la valeur max du signal analogique qui varie de 1Vrms à 2.2Vrms, ce qui est conséquent.

dxxx
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#6
RE: Optimiser le rapport signal sur bruit avec la tension
Bonjour

L'intérêt d'avoir un ampli avec une forte sensibilité d'entrée.

Dans les miens on peut entrer des niveaux de 0 à 22 dbU en fonction du gain choisis. Voir la démo...

en sortie de proc, j'ai 9 à 11 dbU selon le HP. ..

jeremie
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#7
RE: Optimiser le rapport signal sur bruit avec la tension
dxxx a écrit :Merci Jérémie pour ce topic.

Sur un autre forum j'ai essayé d'aider sur le réglage des gains pour les DCX2496 et amplis associés: http://vintage-jbl.forumpro.fr/t3141p15-...e-dcx-2496 (voir à partir du message du 6 novembre).

Cela peut compléter le message précédent de jeremie. J'y ai mis un tutoriel pour générer un fichier de signal calé à -2dBFS pour régler les niveaux et un autre pour calculer et faire des atténuateurs fixes en entrée amplis.

dxxx

Bonjour David, très intéressant. Sais tu s'il existe un adaptateur switchcraft permettant d'insérer des résistances tel que celui que tu indiques pour XLR XLR mais pour RCA RCA ?

JLouis
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#8
RE: Optimiser le rapport signal sur bruit avec la tension
Bonjour,

Je n'ai pas vu de modèles permettant de faire cela avec des RCA. On doit pouvoir faire cela soi même avec fiches femelles et mâles et un bout de tube, sinon on peut insérer cela directement dans un câble.

Il existe peut-être des atténuateurs tout faits (comme c'est le cas pour les XLR).

Attention dans ce cas aux valeurs de résistances utilisées afin de ne pas trop charger l'étage de sortie de l'électronique qui se trouve devant. Si c'est un équipement pro avec des vrais sorties XLR, pas de problème car sur leurs sorties XLR ils sont prévus pour aller jusqu'à des charges de 600 ohms, mais les équipements grand public eux s'attendent plutôt à du 10kohm et il ne faudra pas descendre en dessous de 2kohms pour l'impédance vue depuis la source.

dxxx
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#9
RE: Optimiser le rapport signal sur bruit avec la tension
Bonjour

PFB, n'a pas bien compris l'intérêt : " Affirmer qu'un système est "meilleur" en se basant sur le s/n n'est pas très significatif." Ce n'est pas mon propos

Je ne compare pas des systèmes X ou Y en fonction du signal sur bruit, il y a beaucoup plus de paramètres sur ce thème...

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Je vous refait la démo avec un moteur à explosion: un moteur diesel de 1980 possède une puissance et un rendement / un moteur de 2000 aussi. Et bien en 2000 en récupérant des pertes (HDI, turbo etc) un moteur diesel d'aujourd'hui de 90 ch vaut celui de 150 il y a 20 ans (en économie d'essence sur ce sujet sécurité routière est passé par là avec radar mais cela pourrait être la vitesse ou autre). Là on a un rapport de performance sur perte mais c'est la même chose.

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L'intérêt est d'améliorer / optimiser le rendement et l'intelligibilité du message (moins de souffle) de son système. L'exploiter à son potentiel Enfin c'est une écoute avec moins de puissance donc cela apporte aussi du confort. Moins de puissance mais pas moins de pression acoustique.

A n'importe quel température et sur n'importe quel système, cela est important de le réaliser et c'est très audible. Comme le nez au milieu du visage....
(par ailleurs les données mentionnées par PFB n'ont as d'incidences sur la méthode, vous trouverez les mêmes résultats)

jeremie
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