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Bi-amplifier

Le <a href="http://www.elektor.fr/bienentendu" target=_blank><U>livre</U></a> de Francis Ibre

Postby francis ibre » Mon Mar 05, 2012 12:00 am

Bonjour Daniel,

la tension continue sur les rails d'alim d'un ampli va jouer sur la puissance maxi, mais pas sur le gain.
L'équilibre des niveaux entre grave et médium-aigu ne sera donc pas du tout affecté par une différence de tension d'alim !

Condos : ils sont déterminés à partir du taux d'ondulation qu'on souhaite obtenir sur les tensions d'alimentation.
On doit prendre en compte l'ondulation due au redressement, qui constitue un bruit de fond, et la modulation de tension due à la consommation variable de l'ampli (en classe AB).

Diminuer la taille des condos ne va surement pas diminuer le gain (donc le niveau de sortie) d'un ampli, mais va à coup sûr augmenter son bruit de fond, et entrainer un pompage sur les tensions d'alimentation...

Abaisser la tension : rien de plus simple si tu as mis un filtrage en Pi !
Il suffit de mettre en les condos de tête et les condos réservoir, la bonne valeur de résistance, pour chuter exactement de la tension voulue.
Par exemple, si la consommation sur chaque rail d'alim est de 60 mA, et sachant que tu veux chuter de 57 - 51 = 6 V, alors tu dois mettre :

R = U / I = 6 / 0,060 = 100 ohms

Evidemment, dans l'extrême grave cette résistance en série va augmenter l'impédance de sortie de l'alimentation, mais dans ton cas précis ça n'a pas d'importance puisque ça concerne l'ampli de médium-aigu : dans la bande de fréquence où il travaille, l'impédance d'alim est celle du dernier condo sur le rail d'alim, et de son câblage.

Cordialement
Francis
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Postby daniel59 » Mon Mar 05, 2012 12:00 am

Bonsoir Francis,

Merci pour ces éclaircissements.

S'agissant de la taille différenciée des condos pour les registres graves et médium/aigu, ma question était plus précisément celle-ci: les transfos étant différents, sans dommage pour l'équilibre des registres, de la même manière, une plus grande capacité dans le grave serait-elle judicieuse ?

Les valeurs non modifiées des amplis YBA2 sont de 4 700 µF x 4 par voie auxquelles j'ai ajouté, en amont des selfs, huit 4 700 µF (4 voies et 2 alternances) soit un total de 112 800 µF.

C'est peut-être déjà suffisant ?

Cordialement

Daniel
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Postby francis ibre » Tue Mar 06, 2012 12:00 am

Bonjour Daniel,

pour un ampli passant le continu, la limite de taille des condos d'alim est... l'infini...
Mais... en pratique l'ampli ne traitera jamais de signaux en dessous de 15 Hz en gros... quelques battements basse fréquence entre les notes les plus graves ?

Par conséquent, si le comportement de l'alim est correct à partir de 15 ou même 20 Hz, il n'y aura pas de problème.
En revanche, si les condos d'alim sont un peu trop petits, ils ne commenceront à travailler qu'au dessus d'une fréquence située dans la bande audio, par exemle 100 Hz...

Donc en dessous, l'alim risque de **pomper**, c'est à dire de voir sa tension fluctuer avec l'amplitude des signaux à très basse fréquence... et les points de fonctionnement des divers étages vont donc se ballader... avec des conséquences parfois audibles.

Personnellement, je fais mes circuits LC de manière à ce que les condos finaux, ceux situés après les selfs (en aval, et non amont...) travaillent dès 10 Hz en gros.
Autrement dit, leur imlpédance doit être, à 10 Hz, du même ordre que celle de la self...

Avec une self de 1 ohm, ça nous fait 16000 µF minimum.
Avec une self de 0,5 ohm, on passe à 33000 µF minimum...

Ceci pour chaque rail, sur chaque voie.
On n'est pas obligé d'être si exigeant !

Il ne faudrait quand même pas croire que si les enceintes ne rendent pas l'extrême-grave, alors l'ampli n'a pas besoin de le traiter correctement !
Parce qu'une fluctuation d'alim en très basse fréquence sera dissymétrique, et se traduira par des déplacements des points de repos, donc des distorsions fluctuantes, particulièrement désagréables, et qui vont empâter le registre bas-médium !

Au contraire, quand l'ampli est parfaitement à l'aise dans les très basses fréquences, le bas-médium gagne nettement en articulé, en légèreté.

Après, c'est aussi une question de place, et de prix...
Mais dans ton cas , si la place le permet, ça sera très bénéfique et pas ruineux de passer à 33000µF par voie et par rail en aval des selfs... si la place... et si les diodes acceptent le courant de démarrage élevé...

Cordialement
Francis
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Postby daniel59 » Thu Mar 08, 2012 12:00 am

Bonjour Francis,

... donc l'augmentation de capacité pourrait ne concerner que les voies graves ?
C'est ce que je comprends puisque tu n'évoques qu'une limitation dans les basses fréquences dans l'hypothèse d'une capacité insuffisante.
Cette question est importante parce que la place dans le coffret est limitée. Si je peux utiliser tout le volume pour une seule voie, il me sera peut-être possible de monter jusqu'à 20 ou 30 000µF.

Cordialement

Daniel

PS: Mes selfs sont des 3,90 mH.
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Postby francis ibre » Thu Mar 08, 2012 12:00 am

Bonjour daniel,

Oui, tu as bien compris.

Maintenant, on ne peut que très rarement atteindre l'idéal... c'est l'intention qui compte !

Cordialement
Francis
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Postby daniel59 » Sun Mar 11, 2012 12:00 am

Bonjour Francis,

Ah non alors ! Si les intentions sont toujours louables, c'est le résultat qui compte !

Grâce à tes conseils avisés, le résultat est là, superbe.

Pour commencer, léger gazouillis en collant l'oreille au fond des haut-parleurs. La musique a besoin de ce silence inaugural pour s'exprimer pleinement.
Ensuite les avantages de la bi-amplification se font sentir: scène large et profonde, totale indépendance des voies au service d'une image unique et cohérente.
Il faut dire que j'additionne ici les bénéfices de la bi-amplification horizontale et de la bi-amplification verticale avec quatre voies alimentées séparément.

La réponse dans le grave mérite effectivement d'être améliorée. Je n'ai que 10 000 µF par rail quand tu en préconises 20 ou 30 000 µF. Je pense faire de la place dans les coffrets en sortant les selfs que j'installerai dans un boîtier placé sur la ligne d'alimentation. Qu'en penses-tu ? Y-a t-il des précautions à prendre pour faire cohabiter quatre selfs dans un petit espace ?

Cordialement

Daniel
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Postby daniel59 » Fri Apr 13, 2012 12:00 am

Bonjour Francis,
En lisant je ne sais plus où qu'il était possible, selon toi, de combiner amplification active et passive je me suis dis que c'était fait pour moi puisque je dispose de 4 amplis indépendants.
Peux-tu me dire comment concevoir le filtre actif qui me permettrait d'attaquer directement les hauts parleurs de grave d'une part, d'autre part le filtre passif médium/aigus ?
La fréquence de coupure dans le grave est de 300hz.
Cordialement
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Postby francis ibre » Fri Apr 13, 2012 12:00 am

Bonsoir Daniel,

un filtre, qu'il soit acyif ou passif, ne se calcule pas à partir d'équations : il se conçoit à partir de la réponse mesurée des HP non filtrés, montés dans leur charge respective, et en tenant compte égalemzent de la position spatiale relative (géométrique) des différents HP.

C'est à partir de ces réponses, relevées par exemple avec le système Clio sur PC, ou Arta, et un bon micro de mesure, qu'on pourra décider :

- fréquence de coupure du passe-bas
- sa pente
- fréquence de coupure du passe-haut ; ce n'est pas nécessairement la même que celle du PB...
- sa pente

Par exemple, pour un boomer dont la réponse monte légèrement entre 250 et 600 Hz, on va être obligé de faire un filtre qui commence à couper au premier ordre dès 250 Hz, puis plus fortement à partir de 600...

La pente de coupure après 600 dépendra de la douceur de réponse de ce boomer à une octave au-dessus : il n'est pas rare de voir de grosses bosses de réponse entre 1,5 et 3 kHz, et on doit atténuer suffisement pour qu'elles ne se fassent pas remarquer, même si on coupe à 600...

Ensuite, pour un médium qui a déjà une coupure naturelle dans le bas, soit par sa charge (close) soit par sa résonance (haute) ou bien par son pavillon (Fc dépend de la surface et de la longueur), on va devoir tricher :

- couper électriquement (par le filtre) beaucoup plus bas que ce qu'on vise

- faire une bosse de niveau juste au-dessus de la coupure électrique

- pour au final, en combinant coupure acoustique et coupure électrique, récupérer une réponse qui descend bien droit jusqu'à la coupure prévue, sans creux d'énergie (comme on le voit pourtant très très souvent)


On doit donc concevoir le filtre pour qu'une fois combiné aux HP et à leurs réponses réelles, on obtienne bien le résultat visé...


Evidemment, on peut faire très simple, en calculant un filtre actif à AOP, avec structure de Sallen et Key bien connue : on arrive aisément à des coupures d'ordre 2 ou 4, avec des réponses électriques parfaites...
Après, si on mesure les réponses des HP ainsi filtrés, on aura quelques surprises...

A bientôt
Francis
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Postby daniel59 » Sun Apr 15, 2012 12:00 am

Bonjour Francis,
Houla ! Je pensais que cela allait être beaucoup plus simple que cela à mettre en œuvre.
Cela dépasse largement mon champ de compétence.
Je ne veux pas jouer au nord-coréen lançant des fusées qui retombent au sol au bout de 2 minutes !
Sans doute naïvement, en filtrant activement après le préampli, j'envisageai d'envoyer la totalité des fréquences à l'ampli raccordé au filtre passif médium/aigu et de ne couper à 300Hz qu'en amont de l'ampli raccordé directement aux HP graves.
Cette configuration est-elle totalement farfelue ?
Cordialement
Daniel
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Postby francis ibre » Sun Apr 15, 2012 12:00 am

Bonsoir Daniel,

oui, la configuration que tu indiques est farfelue !

1 - la séparation médium / aigu sera bien faite en passif, ça ne posera pas de problème, mais le médium ne sera pas coupé en bas !
Il ne va pas aimer du tout recevoir du 100 Hz à fort niveau... surtout si c'est une compression sur pavillon : c'est un moyen de tout casser...

2 - si maintenant ce médium coupe naturellement à 150 Hz (c'est une supposition) à cause de sa charge close par exemple, alors entre 150 Hz et 300 Hz, grave et médium vont rayonner ensemble !

- en phase ou pas ? vaste question...

- on aura peut-être une belle bosse quelque part entre 150 et 300, là où les deux HP sont pile en phase...

- on aura peut-être aussi un beau trou dans cette même bande, là où les deux HP sont en opposition

- il faut donc s'attendre à un gros problème de linéarité dans cette région...


Au minimum, si tu coupes le grave à 300 Hz, tu dois couper aussi le médium en passe-haut à 300 Hz, mais...

ça na fonctionnera que si les HP sont bien linéaires au moins 1 octave au-delà de la coupure :
- le HP grave doit être bien droit jusqu'à 600 Hz
- le médium doit descendre bien droit jusqu'à 150 Hz

Si ce n'est pas le cas, la pente naturelle des HP va interférer avec celle du filtre, pour l'augmenter ou la diminuer... et le résultat risque d'être loin de celui prévu...

D'autre part, si tu veux que le raccord soit bien plat, c'est à dire que le niveau sonore à la coupure soit le même que de part et d'autre, sans bosse ni creux autour de 300 Hz, tu dois savoir si les deux HP sont en phase ou non...

Cela dépend de :
- leurs filtres : les deux sorties passe-bas et passe-haut sont déphasées (c'est inévitable) et le déphasage dépend de l'ordre du filtre, et de son type

- leur position relative : vue de la place d'écoute, les rayonnements des divers HP arrivent avec des déphasages dépendant de leur distance.
Le plus éloigné de l'auditeur rayonne en retard, forcément...

problème :
- si les HP sont en phase, le filtre doit raccorder à -6 dB, parce que la somme de deux ondes en phase produit une résultante deux fois plus intense, soit +6 dB...

- mais si le filtre met les HP en quadrature (déphasage de 90° ou 270 °) alors le raccord se fera à -3 dB...



Note bien que beaucoup de gens ne s'embêtent pas :

- ils calculent les filtres avec des formules toutes faites (mais ils ignorent que ces formules ne sont vraies que si tous les HP rayonnent depuis un même plan)

- ils ne s'occupent pas du déphasage, ni de la réponse réellement obtenue...


Pour faire un tel filtre, c'est fort simple :

http://www.calculatoredge.com/electronics/sk%20low%20pass.htm

A la portée de chacun... jusquà ce qu'on pose les bonnes questions... que j'attends...

A bientôt
Francis'
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