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Étude et conception d'un pavillon bas médium !
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jefourcade
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Message : #41
RE: Étude et conception d'un pavillon bas médium !

Le calcul des pavillons en 3D étant inextricable, Webster a simplifié le problème en 1919 en ramenant ce calcul à une seule dimension. Si l’on examine les hypothèses qui conduisent à sa fameuse équation, on constate une contradiction intrinsèque qui est la suivante : pour se ramener à une seule dimension Webster a fait l’hypothèse que les fronts d’ondes sont plans et perpendiculaire à l’axe du pavillon. Cela permet de ne considérer que le mouvement selon cet axe. On sait que cette hypothèse n'est valable que dans le cas où les longueurs d’ondes sont inférieures à la plus grande dimension de la section. Mais on sait d’autre part que les dimensions de la bouche doivent être supérieures à la longueur d’onde de la fréquence la plus basse transmise par le pavillon pour que celui-ci se comporte comme un pavillon infini.

En prenant l’exemple d’un pavillon bas medium dont la fréquence de coupure basse serrait de 200 hz et la fréquence de coupure haute de 1kz, on en déduit que les dimensions de la bouche devait être à la fois inférieure à 0.17m pour satisfaire le premier critère et supérieure à 0.85m pour satisfaire le deuxième !

Une possibilité pour concilier ces deux hypothèses est de réaliser des pavillons multicellulaires. En effet la première hypothèse ne va concerner que la taille de chaque cellule alors que la deuxième va s’appliquer à la surface totale de la bouche. En prenant l’exemple du pavillon 200wood, la taille maximum des cellules, obtenue à la bouche, étant d’environ 0.2m, on est pas loin de respecter le premier critère (dimensions inférieure à 0.17m). D’autre part ce pavillon comportant 15 cellules, la surface de sa bouche est de 0.6 m2. Le diamètre équivalent à cette section est de 0.87m, valeur proche de la deuxième contrainte.

A partir du document fourni par Raoul,on peut essayer de calculer les caractéristiques du pavillon 200wood. Voici les données de départ :

Dimensions cellules à la bouche : 196mm x 196mm soit 38416mm2
Longueurs cellules : 0,635m
Diamètre gorge 44mm soit 1520 mm2.
Longueur de la pièce entre le moteur et le pavillon : 0,381m.
Surface de jonction : 100mm x 77 mm soit 7700 mm2.

On suppose que le pavillon est hyperbolique avec un coefficient de forme T=0,707.

On obtient : fréquence de coupure de la pièce de jonction : Fc=135 hz, fréquence de coupure de chaque cellule : Fc=197 hz.

La fréquence de coupure de ce pavillon est donc probablement plus proche de 200 hz que de 130 hz.

La longueur d'un pavillon n’est pas directement un paramètre d’optimisation. Elle découle de la surface de la bouche qui lui en est un. Si l’on trace l’impédance acoustique au niveau de la gorge en fonction de la fréquence pour plusieurs valeur du paramètre kc.am, voici ce qu’on obtient (tiré de l'article "Optimum Horn Mouth Size" de Keele) :



kc est le nombre d’onde. Sa valeur est : 2 PI/lambba, avec lambda la longueur d'onde à la fréquence de coupure et aM le diamètre de la bouche.

On remarque que plus la section de la bouche est réduite plus apparaissent des oscillations de la valeur de l’impédance. Pour que le pavillon se comporte en pavillon infini, il faut que kc.aM >> 1. Cela milite donc pour un pavillon avec une grande bouche.

Dans la réalité dès que la longueur d'onde dépasse les dimensions des sections, les fronts d’ondes ne sont plus plans. Si le pavillon a été calculé avec cette hypothèse, les surfaces réelles des fronts d'ondes sont plus importantes que celles calculées et les sections du pavillon ne grossissent donc pas assez vite. C’est probablement pour cette raison que les longs pavillons calculés avec des ondes planes donnent de mauvais résultats d’écoute.

En calculant le rayon équivalent de la surface de bouche Sb, la formule kc.aM>1 se ramène à : sqrt(16 Sb/pi)/lambda>>1. En revenant au pavillon Onken, cette valeur vaut 1.02.

Le pavillon Delbauve est un pavillon JMLC hyperbolique de coefficient de forme T=0,7 et de fréquence de coupure 150 hz.
Voici la simulation de ce pavillon avec un angle d'arrêt de 180 degrés :



On retrouve ses dimensions 1,2mx1,2mx1m. La courbe verte matérialise le front d'onde de la bouche. Bien que le pavillon ne mesure qu'un mètre de long, l'abscisse du front d'onde de la bouche se situe à 1,4m et sa surface est de 2.6m2. On obtient alors : kc.aM = 2.1

C'est encore meilleur si on pousse le profil jusqu'à 360 degrés :



La surface du front d'onde est: 5.1m2 et kc.aM vaut 3.

La fréquence de coupure de ce pavillon étant plus basse et son adaptation meilleure (kc.aM=3), ce pavillon pourra assurément être coupé plus bas qu'un 200 wood pour une même profondeur mais une surface de bouche plus importante.

Comme je l'ai déjà dit, ce pavillon équipé d'un moteur performant comme le 255ES sera aussi bon, si ce n'est meilleur.


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Ce message a été modifié le: 21/10/2016 08:00:59 par jefourcade.

21/10/2016 07:46:48
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olivecsm
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Message : #42
RE: Étude et conception d'un pavillon bas médium !

Bonjour Jefourcade,

Quel est le logiciel de simulation présenté ici ?
ce pavillon, correspond au mien, hormis qu'il n'a que 4 "pétales",
je ne sais pas comment il se comporterait avec un 255ES, mais déjà avec des moteurs plus communs,
il se fait oublier et assure parfaitement le job,
mais comme précisé, il faut éviter de le faire monter plus haut que 2 à 3K, là un multicellulaire sera bien plus performant,
avec ce type de grand pavillon, ce n'est pas la jonction en bas ou le choix du moteur qui pose le plus de problème,
mais la jonction en haut, où il faut assurer au même niveau qualitatif, et ça n'est pas simple, aucun tweeter seul n'y parvient,
alors qu'avec un multicellulaire, souvent, un simple tweeter suffit.

Cdt
Olivier


L18P300 sur horn 186 sous 95 hz / MT130-PD121 sous 300 hz / Altec 299 sur grand pavillon sous 3 khz / 2440 - membrane 2441 sur MRII 564, non filtrée en aigu + 2402 et JA4205.
21/10/2016 08:21:02
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jefourcade
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Message : #43
RE: Étude et conception d'un pavillon bas médium !

Bonjour Olivier,

le logiciel est celui que j'ai développé. On peut le télécharger depuis mon site à partir de cette page : http://www.volucres.fr/AudioHighEnd/Pavi...index.html fichier AxialHorn.zip. Il est ecrit en java et fonctionne aussi bien sur mac, window ou linux.

Cdl
Jean


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21/10/2016 09:30:23
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revilo
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Message : #44
RE: Étude et conception d'un pavillon bas médium !

Bonjour Jean,

je comprends enfin comment fonctionne ton programme Big Grin Et les infos qui en sortent sont exploitables, impec !

Mais j'ai quelques questions:

1. il est question de "diamètre de gorge" et la valeur par défaut est de 1". Mais cette valeur est en réalité la distance entredeux pétales opposés, donc dans le cas d'un pavillon carré (4 pétales) le plan résultant donne une largeur de pétale de 25.4mm à la gorge. Or les compressions sont circulaires, donc comment décide-t'on de la section à donner à cette gorge, en fonction du véritable diamètre de la compression? passe-t'on directement d'un diamètre de 1" à un carré de 1"x1" par l'intermédiaire d'une pièce d'adaptation?
2. Est-ce que les calculs sont utilisables pour des pétales inégaux? l'idée serait de tenter un pavillon rectangulaire. Dans ce cas, peut-on simuler deux pavillons carrés de largeur de bouche différente, et utiliser ces données pour créer un rectangulaire?
3. Pour pouvoir recourber les bords à 360°, l'usage de bois pour la réalisation me semble un peu compliquée ou alors il faudrait réaliser son propre CP.
Est-ce qu'il existe des retours d'expérience sur le rendu sonore qu'aurait un tel pavillon en métal? (alu ou inox)? Autrement dit, est-ce qu'il vaut mieux utiliser du bois et limiter le retour à 90°, ou bien utiliser du métal pour pouvoir faire un retour à 360°. Si ce dernier permet de réduire l'encombrement, est-ce que le son sera dégueulasse?
4. sur ce type de pavillon jmlc carré ou rectangulaire, est-ce que l'on connait, ou est-ce que l'on sait calculer ou simuler les angles de dispersion?

Merci d'avance,

Oliver

Ce message a été modifié le: 21/10/2016 11:49:42 par revilo.

21/10/2016 11:37:42
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cha765
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Message : #45
RE: Étude et conception d'un pavillon bas médium !

Bonjour,

Merci beaucoup Jean pour ce message et ces précieuses explications, qui méritent d'être lues et relues pour être comprises.

Cordialement

Charles

Ce message a été modifié le: 21/10/2016 12:34:37 par cha765.

21/10/2016 11:53:01
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Bamboufou
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Message : #46
RE: Étude et conception d'un pavillon bas médium !

Bonjour Jean
merci beaucoup pour ces explications, tout cela devient beaucoup compréhensible.
cependant j'ai une question, pourquoi faire le raccord entre les cellules et le moteur aussi long ( 384 mm pour le 200wood ) ?
si on ne cherche pas a monter en fréquences hautes ( 1000 hz ou 1500 hz maxi ) , serait il envisageable de reduire la longeur de ce raccord ?


Bien cordialement.
Gilles

Ce message a été modifié le: 21/10/2016 15:31:45 par Bamboufou.

21/10/2016 15:31:15
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olivecsm
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Message : #47
RE: Étude et conception d'un pavillon bas médium !

Salut Gilles,

si l'on ne cherche pas à faire monter le pavillon,
il n'est pas utile de compliquer sa fabrication,
la force des multicellulaires, c'est de pouvoir monter justement, contrairement aux pavillons ronds/carrés/rectangulaires... mono cellule,
ou alors il faut faire une pièce de diffraction, façon pavillons CD.

Je vais télécharger le logiciel de Jean,
superbe travail mis à disposition de tous, remarquable.

Cdt
Olivier


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21/10/2016 15:53:13
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gillesni
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Message : #48
RE: Étude et conception d'un pavillon bas médium !

Bonjour Gilles,

Même sans chercher à monter, Onken a toujours préféré éviter de couper aux mêmes fréquences que les fréquences de coupure des pavillons (et des moteurs) pour couper dans une zone plus linéaire.
Dans l'idéal, le pavillon doit descendre plus bas que la coupure basse qu'on lui applique, et monter plus haut que la coupure haute.

Aujourd'hui, certains utilisent les coupures naturelles avec succès, mais c'était tout de même beaucoup plus difficile à mettre au point avant l'apparition des moyens de mesures modernes.


Cordialement
Gilles

Quelques amplis Kaneda, quelques compressions Onken, et quelques disques…
21/10/2016 15:59:02
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jys
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Message : #49
RE: Étude et conception d'un pavillon bas médium !

Bonjour,
Merci Jean pour cette analyse très claire. On voit bien la difficulté à trouver le bon équilibre entre des caractéristiques géométriques contradictoires.
La surface de bouche est un paramètre de première importance pour la coupure basse. La surface de gorge du pavillon impose une longueur minimale qu'il est, à mon avis, risqué de réduire si on veut obtenir une impédance acoustique correcte (à définir) dans la première octave.
cdt, jean-yves

21/10/2016 16:08:12
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Message : #50
RE: Étude et conception d'un pavillon bas médium !

Bonjour GREG,

Comme le montre clairement les simiules de Jean, le fait de pousser le profil augmente la surface du front de d'ondes mais pas les dimensions de la bouche, car le profil revient en arrière.

Le fait de couper un profil plus court et pour des mêmes valeurs de surface de bouche réduit le front d'ondes sans réduire les dimensions.

Le pavillon DELBAUVE, 1200X1200X1000, 150 Hz est entre le IWATA JLMC 1500X1500X1500 pour 120 Hz et le 200 WOOD qui aurait une fréquence de coupure de 200 Hz.

Cela me semble logique.

Que la distorsion de phase ne s'entende pas en-dessous de 300 Hz, peut-être pour certains et pas pour d'autres.

Par contre et selon les moteurs adaptés, une coupure proche de la fréquence de coupure du pavillon peut engendrer de la distorsion.

Ainsi le DELBAUVE est assurément un bon compromis et pourra être coupé au environ de 1,7 fois sa coupure basse, hypex, soit 255 Hz en toute sécurité.

Et il n'est pas très grand.

Eric

21/10/2016 19:40:40
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