LE PAVILLON : entre théorie et conjecture...

[claude m4]

bonjour jean yves


pas de mal ;c'était la plaquette que j'avais

bonne journée


claude

[tientien]

Merci de votre approbation, j'espère que vous avez pu vérifier les références auxquelles je fait appel ! J'aimerais avoir un avis de Jean Marie le Cleach !

[jeanmichellcl]

Bonjour,

L'effet du pavillon est effectivement d'assurer une meilleure adaptation d'impédance acoustique entre l'impédance mécanique élevée en surface de la membrane du haut-parleur et la basse impédance mécanique de l'air qui entoure l'auditeur ( l'impédance acoustique est un cas particulier de l'impédance mécanique).

Concernant la puissance dissipée dans une résistance (impédance) de charge par un générateur électrique possédant une résistance (impédance) de sortie donnée, il est facile de montrer en calculant la puissance dissipée dans la charge en fonction de sa valeur par rapport à la résistance de source que la puissance maximale dissipée dans la charge est obtenue pour une résistance de charge de valeur égale à la résistance de sortie du générateur et que dans ce cas la le rendement atteint 50%.

voir : http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Maximum_power.svg

C'est pour cela que, par exemple, dans un amplificateur à tube, le tube de sortie, qui possède une forte impédance interne (plusieurs centaines ou milliers d'ohms) par rapport à la charge constituée par le haut-parleur dont l'impédance est généralement faible (par exemple 4, 8 ou 16 Ohms) on emploie un transformateur de sortie.
Ce transformateur va avoir pour rôle de rapporter au primaire une impédance beaucoup plus élevé que celle du haut-parleur qui charge son secondaire, de telle sorte que l'impédance de charge que voit le tube tube soit du même ordre de grandeur que son impédance interne.

Le transfo par lui même n'apporte aucune énergie c'est à dire aucune puissance mais il permet au tube de délivrer une puissance maximale avec un rendement de 50%.

De même le pavillon peut être considéré comme un transformateur acoustique. Il n'apporte aucune puissance par lui-même mais permet d'adapter progressivement la faible impédance acoustique de l'air entourant l'auditeur à la haute impédance acoustique nécessaire au niveau de la gorge pour maximiser la puissance transmise par la membrane à l'air de sorte à ce que la puissance founit par le haut-parleur soit maximale.

Mais, considérer le pavillon comme un transformateur parfait est en général assez peu réaliste. La meilleure adpatation d'impédance est obtenue par un pavillon possédant une impédance de gorge la moins réactive possible (= impédance acoustique tendant à être la plus résistive possible) et par un rapport entre surface de l'embouchure sur surface de gorge le plus grand possible. Dans ce cas là on peut arriver à ce que la puissance délivrée par le haut-parleur à l'embouchure du pavillon soit maximale et à atteindre un rendement de 50% (cas des pavillons WE15A, WE22A, Yammamura, Le Cléac'h...).

Cordiales salutations,

Jeaan-Michel Le Cléac'h

[tientien]

Merci JMLC pour cette explication sur le "transformateur acoustique"
Mais le problème que je soulève est différent : par analogie, les watts électriques fournis par un ampli sont présents à la sortie du tube électronique, mais pas sous la bonne forme (tension mais pas courant) le transfo modifie la tension en courant, c'est très juste, mais qu'en est-il quand les impédances ne sont pas adaptées ? Ce n'est pas compliqué: la puissance de sortie demandée au tube est extrêmement élevée, dans le cas d'un hp d'impédance normale cela va jusqu'à la destruction du tube: la perte se dissipe sous forme de chaleur (dans le tube)! Ce n'est pas du tout le cas avec la puissance acoustique d' un hp : la puissance demandée par le hp ne varie pas ; les mouvements de la membrane sont identiques ....le son perçu est beaucoup plus faible sans le pavillon, donc les pertes sont plus élevées ! Autrement dit : ou et comment se dissipe la puissance ? (je ne pense pas que ce soit directement de la chaleur, la membrane ne chauffe pas !)
Cordiales salutations
Etienne

[nicolasd]

(je ne pense pas que ce soit directement de la chaleur, la membrane ne chauffe pas !)
Cordiales salutations
Etienne

C'est la bobine qui chauffe ... et beaucoup même, c'est pour cela que certains circuit magnétiques sont ventilés, et que certains hp crament quand on les pousse de trop ...

[tientien]

La bobine chauffe ! ouaip, je parlais de la membrane !! Mon propos n'a RIEN a voir avec les pertes électriques dans la bobine du hp !

Elles existent bien sûr pour la transformation du signal électrique en mouvement de la membrane, là le rendement est "normal", ce qui m'intéresse c'est ce qui se passe après !

La conversion du mouvement de la membrane en signal acoustique. C'est à dire que nous n'entendons pas un déplacement de membrane, mais bien une différence de pression ! L'interface mouvement de la membrane/pression audible est une transformation qui est sujette a diverse(s) interprétation(s) !

La question est : pourquoi cela çà marche beaucoup mieux avec un pavillon ? Ramené à un chiffre non logarithmique c'est énorme !! Ce que je ne veux pas entendre : c'est que cela est dû au pavillon ! Mais bien pourquoi : le transformateur d'impédance est pour moi une échappatoire dans la même genre que l'entropie : une "explication" à postériori : on peut calculer mais y a pas la raison !

Mais je ne m'emballe pas, la réponse n'est pas évidente !
Cordialement,
Etienne

[nicolasd]

La bobine chauffe ! ouaip, je parlais de la membrane !! Mon propos n'a RIEN a voir avec les pertes électriques dans la bobine du hp !

Elles existent bien sûr pour la transformation du signal électrique en mouvement de la membrane, là le rendement est "normal", ce qui m'intéresse c'est ce qui se passe après !

La conversion du mouvement de la membrane en signal acoustique. C'est à dire que nous n'entendons pas un déplacement de membrane, mais bien une différence de pression ! L'interface mouvement de la membrane/pression audible est une transformation qui est sujette a diverse(s) interprétation(s) !

La question est : pourquoi cela çà marche beaucoup mieux avec un pavillon ? Ramené à un chiffre non logarithmique c'est énorme !! Ce que je ne veux pas entendre : c'est que cela est dû au pavillon ! Mais bien pourquoi : le transformateur d'impédance est pour moi une échappatoire dans la même genre que l'entropie : une "explication" à postériori : on peut calculer mais y a pas la raison !

Mais je ne m'emballe pas, la réponse n'est pas évidente !
Cordialement,
Etienne

La membrane est actionnée par la bobine ... et ça n'a rien à voir avec les pertes électriques ... c'est un problème de rendement, 10w électriques dans la bobine, 0,1 w acoustiques restitusé pour un hp classique bas rendement. Le delta est perdu en chaleur dans la bobine. Quand au principe du pavillon, l'explication de Jean Michel me semble très claire, transformateur acoustique, adaptation d'impédance, ou adaptation au milieu, comme tu préfères.

[jeanmichellcl]

Bonjour Tientien,

On voit bien a ton commentaire que la notion d'impédance acoustique a du mal a passer.

On définit l'impédance acoutique caractéristique comme le rapport entre la pression acoustique et la vitesse particulaire (vitesse moyenne des particules d'air). L'impédance acoustique est donc ce qui relie pression et vitesse. (l'ajout de l'adjectif "caractéristique" est là pour exprimer le fait que l'on considère une section ayant une surface donnée sur laquelle sont mesurées ou estimées, pression, vitesse particulaire ou intensité sonore.)

On peut admettre que le déplacement de la membrane est ce qui créer la mise en mouvement des particules d'air et donc que le déplacement de la membrane controle la vitesse particulaire. Mais là où l'impédance inytervient est que l'effet sera très différent si l'air ainsi excité (particules d'air mises en mouvement) est à haute impédance ou à basse impédance. Dans le cas où l'air est à basse impédance, la pression sera forte alors que dans le cas d'une faible impédance acoustique de l'air la pression sera faible (toujours pour la même vitesse particulaire).

C'est l'équivalent d'un rameur qui essaye de faire avancer une barque, pour un même déplacement des rames, la barque avancera beaucoup moins vite si les rames bougent dans l'air que si elles bougent dans l'eau.

   

Ce qui s'explqiue par le fait que l'impédance caractéristique de l'eau est 3600 fois plus forte que celle de l'air.

Or la puissance développée qu'on appelle Intensité sonore Is (lorsqu'on la ramène au travers d'une surface) peut s'exprimer comme le produit de l'impédance par la vitesse particulaire

Is = z . v¨?

On notera l'analogie avec l'expression d'une puissance électrique :

Pe = R . i¨?

car effectivement la vitesse particulaire v est l'équivalent de l'intensité électrique i et la pression acoustique p est l'équivalent de la tension u.

Z = p / v = u / i


(Ce qui fait que des logiciels tels que : Hornresp, Akabak, utilisent des méthodes de type Spice pour la simulation de pavillons et autres charges acoustiques.)

On voit donc bien que pour une même vitesse particulaire (et on peut dire un même déplacement de la membrane ) alors la puissance dissipée est proportionelle à l'impédance acoustique.

Il existe donc une impédance acoustique de charge optimale pour la membrane qui fera que celle ci, à déplacement égal, transfèrera une puissance maxiamle à l'air à la gorge du pavillon.

Cordiales salutations,

Jean-Michel Le Cléac'h

Merci JMLC pour cette explication sur le "transformateur acoustique"
Mais le problème que je soulève est différent : par analogie, les watts électriques fournis par un ampli sont présents à la sortie du tube électronique, mais pas sous la bonne forme (tension mais pas courant) le transfo modifie la tension en courant, c'est très juste, mais qu'en est-il quand les impédances ne sont pas adaptées ? Ce n'est pas compliqué: la puissance de sortie demandée au tube est extrêmement élevée, dans le cas d'un hp d'impédance normale cela va jusqu'à la destruction du tube: la perte se dissipe sous forme de chaleur (dans le tube)! Ce n'est pas du tout le cas avec la puissance acoustique d' un hp : la puissance demandée par le hp ne varie pas ; les mouvements de la membrane sont identiques ....le son perçu est beaucoup plus faible sans le pavillon, donc les pertes sont plus élevées ! Autrement dit : ou et comment se dissipe la puissance ? (je ne pense pas que ce soit directement de la chaleur, la membrane ne chauffe pas !)
Cordiales salutations
Etienne

[patriceb]

bonjour a tous
Je me souviens d'un article ancien de Jean Hiraga (NRDS ou Audiophile) a propos d'un acousticien Japonais ( Iwata ?) qui avait travaillé sur des problèmes d'entrées de tunnels féroviaires et avat adapté le principe sur des pav Hi Fi. Il s'agissait de terminer l'embouchure des pavillons par une sorte de poitillé lamellaire. J'ai moi mème observé que les pavillons qui sont recourbés a l'embouchure sonnent mieux que ceux qui se terminent d'une manière abrupte, a tailles et formes d'expansion similaires.

Patrice

[tientien]

Merci, Jean Michel pour la peine que tu te donnes, je pense avoir bien compris la notion d'impédance acoustique, ce que je ne comprend pas c'est POURQUOI elle est basse devant un hp normal et haute quand il y a un pavillon, en vertu de quoi l'impédance caractéristique de l'air serait-elle différente ? Je comprend très bien les rames, mais pourquoi fait-on une différence entre l'air et l'air ?
Les particules d'air qui se trouvent devant la membrane sont-elles différentes ?
Merci d'avance,
Etienne