T&S : des surprises, et des questions
#1
T&S : des surprises, et des questions
Bonjour à tous

Je m'intéresse à l'évolution des paramètres de Thiele et Small, et à leur évolution dans le temps.
Ma motivation principale est bien sûr l'optimisation d'une configuration bass-reflex. Si les paramètres évoluent avec le temps, ou avec la température de bobine, quels sont les arbitrages à faire ?
Je me suis donc posé d'une part la question du rôdage, d'autre part celle de l'échauffement de la bobine, supposé modifier le RE.

Concernant le rôdage, certains le considèrent comme indispensable pour obtenir auditivement la qualité ultime du HP, ce que je ne commenterai pas. La vraie question est de savoir si un "rôdage" modifie durablement les caractéristiques du HP, et, dans l'affirmative, de concevoir son alignement en conséquence.

J'ai donc fait l'essai en mesurant les paramètres T&S de deux exemplaires du 46 cm de 18 Sound modèle 18NLW9000, l'un d'entre eux ayant subi un rôdage d'une quarantaine d'heures à 20 Hz sous Xmax (28 mm crête à crête), l'autre neuf, juste déballé.
Chacun des HP a été mesuré avec LIMP, mais les résultats sont présentés sous REW, beaucoup plus pratique pour présenter des overlays.

Quatre mesures ont été faites successivement sur ces deux HP : la première à froid, la seconde après une heure d'échauffement sous Xmax, la troisième après une heure de repos, la quatrième le lendemain matin, soit 12 heures environ après la troisième.
Ces résultats sont édifiants :
       
A ce stade, on peut au moins faire les constats suivants :
1. Un tour de chauffe sous Xmax pendant une heure fait baisser sensiblement la fs dans les deux cas, de l'ordre de 12%. Cette fs remonte ensuite lors de la phase de refroidissement.
2. Il y a une assez nette différence de Zmax entre les deux HP, encore que celle du HP non rôdé, la plus élevée, semble se réduire significativement après une période de chauffe. Il y a donc apparemment un "effet rôdage", à confirmer.
3. L'échauffement sous Xmax à l'air libre est faible, il est surprenant que les caractéristiques du HP n'aient pas retrouvé leur valeur d'origine au bout d'une heure et demie.
4. Il est également surprenant que la valeur de RE constatée à chaud ne soit pas supérieure à celle constatée à froid sur le HP rôdé, contrairement à ce que l'on observe sur le HP non rôdé. La variation de température de la bobine est donc très faible, ce qui n'est pas forcément surprenant dans ces HP de grande puissance très ventilés.
5. Par acquit de conscience, j'ai reproduit une nouvelle mesure à chaud avec le HP rôdé, afin de la comparer avec celle de la veille. A part la fs, on note des variations significatives sur RE et les coefficients de qualité, voir le doc joint.

Ceci jette quand même le doute sur la précision des mesures effectuées avec LIMP, largement biaisée par le fait que les valeurs que ce logiciel produit comportent trois chiffres après la virgule ! Pour mon compte, j'en déduis que la précision de la mesure n'est sans doute pas meilleure que 10%.

Je note en tout cas que la fs du HP rôdé a repris sa valeur de départ après 12:00. Ce n'est pas le cas pour celle du HP non rôdé, ce qui semble confirmer l'effet rôdage.

Mes questions sont donc les suivantes :
1. Avez-vous déjà réalisé des investigations de cette nature, et vos observations rejoignent-elles les miennes ?
2. Quelles valeurs retenir pour définir l'alignement du BR ?

Bien cordialement

Pascal

PS : le pdf joint présente la même évaluation sur un 38 cm de 18 Sound, le 15LW2400, neuf lui aussi, et propose la même conclusion.


Pièces jointes
.pdf   Rôdage et mesure d\'impédance.pdf (Taille : 157,09 Ko / Téléchargements : 559)
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#2
RE: T&S : des surprises, et des questions
Bonjour Pascal,

J'ai lu ce que tu viens d'ėcrire, et je ne suis pas sûr de comprendre comment tu arrives à la conclusion que Limp n'est pas "prėcis".

En mesure, on parle de justesse, et de fiabilité. Si tu mesures dix fois le même haut-parleur dans les mêmes conditions, tu vas pouvoir juger de la fiabilitė de Limp. Si tu compares le rėsultat avec un ėtalon, tu vas pouvoir juger la justesse de Limp.

Pour la fiabilitė, on sait faire. Pour la justesse, c'est difficile car on n'a pas d'ėtalon...

Les variations que tu dėcris, de manière très intėressante, semblent liėes aux propriėtės et/ou à l'état diffėrents des haut-parleurs selon les mesures.


Cordialement,

Dominique T
Cordialement,

Dominique T

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#3
RE: T&S : des surprises, et des questions
Bonjour Dominique

Je fais bien allusion à des mesures faites identiquement sur le même HP, à la même température intérieure de 19°, et à des moments différents.
On devrait évidemment retrouver rigoureusement le même résultat, et tel n'est pas le cas.
Je pense que le fait que les paramètres calculés par LIMP comportent 3 chiffres après la virgule donnent l'impression sécurisante, mais fausse, d'un outil précis.
Je poursuis néanmoins, avec une mesure toutes les heures sur le même HP "froid", ampli arrêté entre deux mesures, on va bien voir.
Mais je serais preneur d'essais contradictoires faits par d'autres, je ne suis pas exempté du risque d'erreur.

Pascal
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#4
RE: T&S : des surprises, et des questions
Il s'agirait donc d'un manque de fiabilité... Il faudrait regarder toute la chaine de mesure, pas seulement LIMP. La carte son, par exemple... Il n'y a pas de réglages de gain ? Sur la mienne, avant de mesurer l'impėdance avec LIMP, je dois refaire une calibration à chaque fois...

Crdt

Dominique
Cordialement,

Dominique T

http://unepassionaudiophile.fr/
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#5
RE: T&S : des surprises, et des questions
Bonsoir Pascal,

Très intéressant.

Pression atmosphérique hygrométrie et température ambiante ne jouent pas dans la mesure de ces paramètres ?

Par ailleurs il serait utile de montrer l'effet du rodage sur le même graphique.

Bien cdt
Jean-Louis
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#6
RE: T&S : des surprises, et des questions
Bonsoir,
En effet c'est bizarre ces différences..
As tu essayé avec le DATS de Dayton ?
Phil.
Système Full Paper Cone : Foobar Ramdisk, VDAC 2, atténuateur passif Tocos, LM3886 dual mono, LM3876 à bat Li Ion, double Alpha15A H frame dipole "perfect 8", Fostex FE 126En en Dipole Acoustique Double, tweeter JBL LE26
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#7
RE: T&S : des surprises, et des questions
Jean-Louis P a écrit :Pression atmosphérique hygrométrie et température ambiante ne jouent pas dans la mesure de ces paramètres ?
Par ailleurs il serait utile de montrer l'effet du rodage sur le même graphique.
Les paramètres atmosphériques peuvent être saisis manuellement, mais j'ai laissé les paramètres par défaut (20°, 1013 mbar).
Pour mes 46 cm, c'est encore possible de suivre l'évolution des T&S (en mesure unique, et pas avec la méthode de la masse additionnelle). Il me reste un HP dont j'ai les mesures à l'état neuf, puis après une heure de rôdage. Je vais ajouter quelques étapes de rôdage, et les superposer.

Mais la mesure des T&S n'est manifestement une science exacte, et je crains bien d'avoir commencé à enfoncer des portes ouvertes par d'autres. Voir en particulier ce fil très intéressant :
http://www.homecinema-fr.com/forum/diy-o...29873.html

On y lit d'ailleurs en page 2 :
"Dans le cas du super logiciel ARTA (avec un prix imbattable ET le support ASIO natif) LIMP est probablement la partie la moins aboutie car le logiciel n'utilise que quelques valeurs d'impédance pour calculer les paramètres au lieu d'utiliser la méthode des moindres carrés (par exemple) pour ajuster au plus près la courbe d'impédance réellement mesurée. La conséquence est que d'une mesure à l'autre, des différences notables peuvent apparaître."

Tout ceci ne répond d'ailleurs pas à mes interrogations. Il existe plusieurs façons de faire la mesure, et il n'y a pas d'accord sur un protocole unique, ne serait-ce que pour le niveau auquel doit se faire la mesure.
Un consensus toutefois sur l'idée de la faire après une courte période de chauffe, HP revenu à une température "tiède". Mais comment la vérifier ?
Sur mon 46 cm, la ventilation est telle qu'après une heure au Xmax à 20 Hz le HP n'est même pas tiède sous la main, alors que la ventilation de l'ampli qui l'alimente se déclenche périodiquement (ampli classe D Crown XTI4000 de 2x650W).
Je vais donc poursuivre avec des étapes de rôdage d'une heure suivies d'un repos d'une heure également avant de refaire la mesure.

@Philou :
Je ne connais pas l'outil Dayton. Qu'apporte-t-il de plus que LIMP ? Utilise-t-il un algorithme plus rigoureux genre moindres carrés ?

Pascal
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#8
RE: T&S : des surprises, et des questions
Bonjour Pascal,

Les écarts que vous constatez sont normaux. Ils ne viennent ni de la mesure ni de LIMP mais de la variation de la souplesse de la suspension du haut-parleur. Au fur et à mesure que le haut-parleur fonctionne la suspension s'assouplie (le Cms augmente) et donc la fréquence de résonance diminue ainsi que les facteur de qualités électrique et mécanique. Au bout de plusieurs heures, la souplesse du haut-parleur reprend plus ou moins sa valeur d'origine.

La variation du Cms n'a pas d'impact sur le rendement (niveau sonore) et peu d'impact sur le volume de l'enceinte, l'accord du bass reflex et la fréquence de coupure. Pour s'en convaincre, il faut revenir aux paramètres mécaniques du haut-parleur.

Le rendement est : ns=rho Sd^2 (Bl/Mms)^2 / (2 Pi c Re). Le rendement est indépendant de Cms.

Selon Synder, le volume de l'enceinte est Vb = n Vas Qts^2, l'accord du bass reflex wb=0.39 ws/Qts, la pulsation de coupure w3=ws/(sqrt(n) Qts). Le Qms étant toujours supérieur au Qes, on peut confondre le Qts avec le Qes. Or nous avons :
- Vas Qes^2 = rho c^2 Sd^2 Re^2 Mms / (Bl)^4
- ws/Qes = (Bl)^2 / (Mms Re)

Ces deux termes sont indépendant de Cms. Ainsi le rendement ne dépend pas du Cms et le volume, l'accord et la fréquence de coupure en dépendent peu (ils en dépendent d'autant moins que le Qms est élevé par rapport au Qes).

Concernant LIMP : je ne suis pas d'accord avec l'affirmation que LIMP ne calcule pas bien les paramètres du haut-parleur. C'est vrai qu'une méthode de type moindres carrés permet un meilleur ajustement mais les essais que j'ai fait montrent que les écarts sont très faibles.

A partir d'une même mesure de la courbe d'impédance, LIMP me donne sur un de mes Altec une fréquence de résonance de 24.03 hz. Avec un moindre carré, j'obtiens 24.01 hz. Par contre, un des avantage du moindres carrés et qu'il permet d'identifier également la valeur de la résistance de la bobine mobile. Ca peut être utile car les multimètres standards sont peu précis pour la mesure de faibles résistances. Mais si celle-ci est mesurée avec un pont, il n'y a pas beaucoup d'écart. Pour ce même haut-parleur la résistance mesurée est de 6.71 ohm et celle ajustée par moindres carrés 6.67 ohm.

Si vous voulez utiliser mes routines d'ajustement vous pouvez télécharger le fichier Mesure-HP.sce. Ce script calcule les paramètres de TS à partir d'une mesure d'impédance que vous pouvez exporter depuis LIMP. Pour utiliser ce script il faut d'abord executer celui-ci SciAudioBox.sci (fonctions utilisées par plusieurs autres scripts). Il vous faudra installer Scilab (logiciel freeware).

Cordialement

Jean
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#9
RE: T&S : des surprises, et des questions
Merci Jean de cette contribution.
J'ai installé scilab et enregistré SciAudioBox. Mais quoi faire maintenant pour opérer comme préconisé ?

Pascal
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#10
RE: T&S : des surprises, et des questions
Pascal,

- Copie les deux scripts Mesure-HP.sce et SciAudioBox.sci sur ton ordinateur ;
- Exporte un fichier de mesure d'impédance de LIMP (dans LIMP menu File->Export as txt file) ;
- Edite ce fichier pour supprimer les deux premières lignes de commentaire (mon script ne les filtre pas pour l'instant) ;
- Supprime les mesures au-delà d'environ 200 hz (je mesure entre 5hz et 200 hz) ;
- Dans Scilab ouvre SciNotes : c'est l'éditeur de script de Scilab. Pour cela tu as un icône sur la fenêtre de résultat de Scilab ou tu peux aussi ouvrir directement un fichier avec le menu Fichier -> Ouvrir ;
- Ouvre le fichier SciAudioBox.sci et execute le (menu Executer -> ... fichier sans echo). Tu as également un icône sur SciNotes pour executer le fichier sélectionné ;
- Ouvre le fichier Mesure-HP.sce ;
- Il te faut remplir les données de la section "Données d'entrées" notamment le nom du fichier de mesure de LIMP et le répertoire (variable d) ;
- Execute le fichier Mesure-HP.sce.

Celui-ci identifie par moindres carrés les paramètres du HP. Pour identifier le Vas, j'utilise la méthode de la masse additionnelle. Dans ce cas il faut saisir la valeur de cette masse et renseigner le fichier d'impédance obtenu avec cette masse. Si cette masse est nulle le nom du deuxième fichier peut ne pas être renseigné.

Une variable ReAjust indique au script s'il doit également identifier la résistance de la bobine ou non.

Pour fonctionner un moindre carré à besoin d'une valeur initiale des paramètres. Le mieux est de saisir ceux calculés par LIMP.

Le programme calcule alors les paramètres TS et trace la courbe d'impédance mesurés (en rouge), calculés (en bleu) ainsi que les résidus (écart entre les mesures et la valeur théorique).

Voici un exemple :
[attachment=10347]

Tu devrais obtenir quelque chose de proche et retrouver les valeurs calculées par LIMP.

J'ai d'autres script en cours que je suis en train de finaliser pour identifier les paramètres d'un bass reflex (principalement les facteurs de pertes Qa,Qp, Ql). Je les communiquerai bientôt.

La procédure peut paraître un peu compliquée mais après l'avoir exécuté une fois c'est finalement assez simple.
Si tu as un pb, je suis dispo.

Jean
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