courbe d'impédance et paramètres de Thiele et Small par LIMP
#1
courbe d'impédance et paramètres de Thiele et Small par LIMP
Mesure d'impédance et des paramètres de Thiele et Small d'un haut-parleur.

Le module LIMP de la suite logicielle ARTA est employé pour la mesure de la courbe d'impédance et le calcul des paramètres de Thiele et Small. On pourra télécharger le mode d'emploi de LIMP à l'URL suivante:

http://www.fesb.hr/~mateljan/arta/downlo...manual.pdf

Il est conseillé d'utiliser le dispositif suivant pour effectuer ces mesures :

   

On note la présence d'un amplificateur de puissance qui doit posséder à la fois une très grande linéarité et posséder une fréquence de coupure basse inférieure à 10Hz et si possible moins ainsi qu'une impédance de sortie très basse et une faible distorsion.

Il peut être intéressant de construire une boite appelée "ARTA box" qui comprendra la résistance de mesure du courant (27 ohms sur le schéma), les sélecteurs ainsi que les différentes prises pour l'ampli, le haut-parleur et les cables audio vers la carte-son.

Certains boîtes de type "ARTA box" sont sophistiquées et sont munies de protections contre tout dépassement du niveau max admissible en entrée de la carte son. Voir par exemple :
http://www.fesb.hr/~mateljan/arta/AppNot...ev4Eng.pdf

Les paresseux peuvent aussi se procurer la boîte toute faite :
http://www.mini-cooper-clubman.de/html/h...ement.html

Mesure d'un haut-parleur:
Dans un premier temps il faut mesurer la résistance en continu (Re ) de la bobine mobile du haut-parleur. Ce que l'on peut faire avec un bon multimètre réglé en position ohmètre, s'il peut afficher le dixième d'ohm de manière significative.

Il faut aussi connaître le diamètre actif ( Dd ) de la membrane, pour cela on prend le diamètre du cône auquel on ajoute, de chaque côté, un tiers de la largeur de la supension.

Réglages préliminaires à la mesure :

   

Dans [Gen] en haut à gauche de l'écran choisir le type de mesure: en bruit rose ( = "Pink PN") ou par pas de fréquence ( = "Stepped
Sine"). Stepped sine donne souvent de meilleurs résultats que "Pink PN" . Choisir la fréquence de départ [Fstart (Hz)] soit 5Hz pour un haut-parleur de grave.

Si on doit mesurer la courbe d'impédance d'un moteur à chambre de compression il vaut mieux éviter d'envoyer dans sa bobine un courant à fréquence trop basse devant sa fréquence de résonance Fs. Par souci de protéger le moteur à chambre de compression de 8ohms, j'intercale avant le haut-parleur un condensateur de 100 microfarads et pour un 16 ohms, j'utilise 47 microfarads.

On lance alors la mesure Puis après avoir fait une première mesure à l'air libre qu'on enregistre, il faut en faire une seconde après avoir fixé à l'arrière du cône 4 masselottes pesant chacune environ 9 grammes pour un HP de 38 centimètres et moins pour un HP plus petit. J'utilise pour ces masselottes des vieilles pièces de monnaie en laiton ou en cuivre.

Je place sur chaque masselotte un peu de Patafix, et pèse l'ensemble (au 1/10ème de gramme). Ensuite, je fixe à l'arrière du cône, de manière symétrique et le plus près possible du spider,en appuyant en même temps par l'avant du cone et par l'arrière de la masselotte pour étaler la Patafix.

On enregistre également cette mesure pour usage futur (en indiquant dans son titre une référence à la masse ajoutée).
La courbe d'impédance avec masse ajoutée étant affichée, aller dans les calques ("Overlays") et mettre cette courbe en overlay ( "set as overlay" ).

   

Fermer alors la fenètre où est affichée la courbe et rappeler la mesure de la courbe d'impédance du haut-parleur sans masse ajoutée.

   
les deux courbes avec et sans masse ajoutée s'affiche avec des couleurs différentes dans la même fenêtre.

   

Ouvrir alors le menu [Analyze] et choisir [loudspeakers parameters - Added mass method] on voit s'afficher à gauche les impédances maximales et minimales ainsi que les fréquences de résonance avec et sans masse ajouté. Lire plus bas l'indication de la variation de la fréquence de résonance obtenue après ajout la masse. Si elle est inférieure à 20% alors il vaut peut être mieux refaire une mesure avec une masse ajoutée plus forte (ajouter une 5ème masselote).

   

Avant de calculer les paramètres de Thiele et Small entrer sur la droite de la fenêtre :
- la résistance de la bobine mobile ("Voice coil resistance")
- le diamètre de la membrane ("Membrane diameter (cm)")
et
- la masse ajoutée ("Added mass (g)")

Finalement lancer le calcul des paramètres en cliquant sur [Calculate TSP].

   

Les paramètres de Thiele et Small du haut-parleur s'affichent alors à gauche et on peut les enregsitrer en mode Texte ("copy to the clipboard") ou lisible par excel ("export in .csv file").

Ne pas oublier d'enlever les masselottes. Pour cela on appliquera une légère torsion tangentiellement au pourtour de la pièce avant de la soulever.

Vous pouvez vous entraîner en important sur votre ordinateur les fichiers .txt suivant et en changeant ensuite leur extension .txt en .lim, seul format pouvant être ouvert dans LIMP :

impédance sans masse ajoutée :

.txt   impedance_HP.txt (Taille : 3,44 Ko / Téléchargements : 891)

impédance avec masse ajoutée :

.txt   impedance_HP_ma.txt (Taille : 3,44 Ko / Téléchargements : 710)

Préalablement à la mesure par Limp j'ai mesuré sur ce haut-parleur :
Re = résistance en continu = "Voice Coil Resistance (ohms)" = 11
Dd = dimaètre actif = Membrane diameter (cm)" = 32.7
Masse ajoutée = Added mass (g) = 29.6

Attention : dans la suite logicielle ARTA c'est le point décimal qui est utilisé (pas la virgule) comme séparateur dans l'écriture des nombres non entiers.

Jean-Michel Le Cléac'h
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#2
RE: courbe d'impédance et paramètres de Thiele et Small par LIMP
Bonsoir Jean Michel,

Je te remercie pour ton dévouement à nous permettre d'avancer dans notre chemin d'audiophile.
Ma question est : le fait que je n'ai pas rentré la RE du haut parleur, ainsi que son diamètre utile, ait pu me donner ces valeurs fantaisistes que j'avais mentionné sur mon post de Limp?

En tout cas je t'encourage à poursuivre dans ta démarche, celle-ci va permettre à tous les passionnés du haut-rendement de progresser de manière significative.

Sincères salutations

Daniel
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#3
RE: courbe d'impédance et paramètres de Thiele et Small par LIMP
Bonjour Daniel,

La réponse est oui!

Il est absolument nécessaire de connaitre Re pour évaluer correctement Qes ( puis Qms et Qts ) et il est absolument nécessaire de connaître Dd pour évaluer correctement Vas.

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cléac'h
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#4
RE: courbe d'impédance et paramètres de Thiele et Small par LIMP
Bonjour Jean Michel,

Tous mes voeux pour cette année 2012.

Je viens vers toi car j'ai du mal avec Limp, j'ai démonté de mes A7 le grave ( 416-8c ) pour effectuer la mesure d'impédance. j'avais tout préparé, y compris les masselottes, lors de la première mesure " à l'air libre ", sur l'écran, j'ai des mesures fantaisistes de nouveau. Aurais-je oublié de paramétrer quelque chose? car j'ai suivi la procédure que tu as écris, et rien à faire.... je te joins une capture d'écran sur la calibration, que faut-il rentrer dedans?pour la résistance, j'ai utilisé une de 27 ohm et reproduit le montage comme indiqué dans ton premier post. Peux -tu m'éclairer sur ces points?
Merci d'avance

Daniel


Pièces jointes Image(s)
   
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#5
RE: courbe d'impédance et paramètres de Thiele et Small par LIMP
Bonjour Daniel,

La copie d'écran que tu nous montre ne correspond pas à la fenètre du menu de calibration mais aux paramètres de réglages du dispositif de mesure.

Es tu sur d'avoir réalisé une calibration complète?

Je remarques sur ta copie d'écran que tu as laissé une valeur de "reference resistor" de 100 (ohms) alors que tu aurais du indiquer 27

Je vais regarder chez moi les paramètres que j'utilise.

Essayes de poster une mesure que tu aurais effectué.

Samedi 4 février après midi je vais animer un atelier mesure à Rueil Malmaison pour l'association Mélaudia qui comportera une grosse partie mesure des paramètres de Thiele et Small de haut-parelur de grave. Je pense que cela conduira à une présentation détaillée de la méthode sur le forum Mélaudia.

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cléac'h
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#6
RE: courbe d'impédance et paramètres de Thiele et Small par LIMP
Bonjour Jean-Michel,

Dans tes explications, tu parles d'un haut-parleur à l'air libre, donc non bafflé.

En toute logique, le hp devrait être suspendu loin du sol et des murs.

Peut-on néanmoins le disposer avec son aimant directement sur le sol et sa membrane rayonnant vers le haut?

Quant aux compressions, on ne peut évidement pas rajouter de masse.
Comment se fait le calcul?
Doit-on les mesurer avec le pavillon sur lesquelles elles fonctionneront?

Merci

Cordialement
Gilles
Cordialement
Gilles

Mon système : de la musique, et quelques bricoles pour l'écouter...
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#7
RE: courbe d'impédance et paramètres de Thiele et Small par LIMP
Bonjour Gilles,

Personnellement je suspend les haut-parleur au plafond par 2 cordelettes assez rigides, de sorte à ce que les haut-parleurs n'oscillent pas.

Mais pour des hauts-parleurs très lourds (comme certains Altec ) je retourne un tabouret en bois à 4 pieds sur une table et dispose le haut-parleur entre les pieds en l'immobilisant avec des rouleaux de mousse ou de feutre.

J'ai aussi un petit baffle plan qui me permet d'accueillir certains 38 centimètres.

Je ne pose jamais le haut-parleur directement sur une table ou sur le sol.

Pour les compressions, il vaut mieux relever une simple courbe d'impédance sur un pavillon axisymétrique de forme simple, faire des mesures géométriques (diamètre épaisseur du diaphragme, poids de l'équipage mobile, résistance en continu de la bobine ) et utiliser un logiciel tel qu'Akabak ou Hornresp pour obtenir par une méthode par essais et erreurs d'ajuster une courbe d'imépdance la plus proche possible de celle mesurée. C'est ce que j'avais fait avec la TAD TD2001.

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cléac'h




Cordiales s
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#8
RE: courbe d'impédance et paramètres de Thiele et Small par LIMP
jeanmichellcl a écrit :Bonjour Gilles,

Personnellement je suspend les haut-parleur au plafond par 2 cordelettes assez rigides, de sorte à ce que les haut-parleurs n'oscillent pas.

Mais pour des hauts-parleurs très lourds (comme certains Altec ) je retourne un tabouret en bois à 4 pieds sur une table et dispose le haut-parleur entre les pieds en l'immobilisant avec des rouleaux de mousse ou de feutre.

J'ai aussi un petit baffle plan qui me permet d'accueillir certains 38 centimètres.

Je ne pose jamais le haut-parleur directement sur une table ou sur le sol.
[...]

J'avais envisagé de faire mes mesures de paramètres T/S à l'extérieur, HP pointant vers le ciel (en Bretagne, il va falloir que je trouve le bon momentBig Grin). Faut-il vraiment aller jusque-là?

Merci pour l'astuce du tabouret.Wink
CD: Sphinx Myth9 MkII+Parasound DAC2000/ LP: Technics SP10 MkII+Schröder 2+Phasemation PP500/ Transfo: Sculpture A/ Pré-phono: Audionet PAM/Pré: Firstwatt B1 DIY/Ampli: Firstwatt AlephJ DIY/HP: Petite Onken+Altec 414-8B+Faital HF10AK+Audio Pavillon MA600.
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#9
RE: courbe d'impédance et paramètres de Thiele et Small par LIMP
Bonjour,

Je ne conseille pas d'effectuer une mesure d'impédance en extérieur.

Le problème lié à la mesure en extérieur c'est que tout déplacement d'air va faire se déplacer la position de repos de la bobine dans l'entrefer et va donc modifier l'inductance et aussi éventuellement avoir une influence sur l'impédance mesurée à très basse fréquence ( au dessous de 10Hz pour se donner une idée) , avec pour autre conséquence éventuelle une estimation érronée des paramètres de Thiele et Small.

Mon expérience est que si il vaut mieux pour ces mesures d'imépdance s'éloigner des murs de la pièces, il ne faut pas non plus trop exagérer l'influence de la pièce sur cette mesure.

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cléac'h
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#10
RE: courbe d'impédance et paramètres de Thiele et Small par LIMP
Bonjour Daniel,

A la maison, j'ai regardé les paramètres de "Measurement set-up" que j'utilise avec LIMP.

Ce n'est pas très différent de celui dont tu nous as montré une copie d'écran sauf que j'utilise une résistance ("reference resistor") de 32,84ohms et que dans le sous-menu FFT (pink noise mode) j'utilise un averaging de type "linear".

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cléac'h


Ibarbia daniel a écrit :. je te joins une capture d'écran sur la calibration, que faut-il rentrer dedans?pour la résistance, j'ai utilisé une de 27 ohm et reproduit le montage comme indiqué dans ton premier post. Peux -tu m'éclairer sur ces points?
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