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Quel SPL Max viser pour le médium/aigu ?

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Quel SPL Max viser pour le médium/aigu ?

Postby jacques_92 » Wed Mar 04, 2015 6:40 pm

Bonjour Francis,
Dans BE, tu évoques le niveau Max SPL à prévoir pour une enceinte de grave. Si je me souviens bien je crois que c'était 105dB au point d'écoute.
Il est écrit souvent que la majorité de l'énergie pour la musique se concentre dans le grave.
Je voudrai faire une enceinte deux-voies avec le médium/aigu coupées vers 1KHz. Quel niveau SPL max faudrait-il viser pour cette section ?
J'écoute la musique au salon, assez fort à 2 ou 2 metres max, mais c'est pas la boite de nuit pour autant et pas de masse orchestrale à niveau réaliste dans mon salon non-plus...
Cdlt. Jacques
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Re: Quel SPL Max viser pour le médium/aigu ?

Postby francis ibre » Wed Mar 04, 2015 7:28 pm

Bonsoir Jacques,

la répartition de l'énergie sonore est en effet très inégale : si on prend comme référence 0 dB le niveau SPL à 100 Hz, on peut considérer que le niveau à 1 kHz est 20 dB plus bas, et celui à 10 kHz encore 20 dB plus bas...
mais : ça c'est le niveau SPL, autrement dit "moyenné" (intégré par le sonomètre, qui même en "fast" a une constante de 125 ms).

L'énergie tient du niveau crête, mais aussi du temps : l'énergie dans le grave est importante parce que les niveaux crêtes sont élevés ET parce que les sons durent... un certain temps. Normal : les sons graves sont généralement créés par mise en mouvement d'un grand volume d'air, d'une grande masse de matière, d'une grande longueur de corde, et cet ébranlement présente un temps d'établissement important, un temps de maintien et d'extinction tout aussi élevés.
Il existe bien sûr des sons percussifs, même dans le grave.

Alors dans le médium, et l'aigu, on a moins d'énergie, oui, mais pas parce qu'on a moins de niveau crête : on a simplement des crêtes plus brèves !

Un exemple : son de cymbale. Le niveau de crête sur le ping est très élevé, de 100 à 110 dB à 1 m s'il n'y a pas de compression au mixage (c'est rare...) pourtant le niveau SPL reste modéré.
Il me semble qu'il faudrait quand même viser au moins 95 dB en crête à la zone d'écoute dans le médium-aigu, au strict minimum, si on n'est pas trop exigeant.
Mais personnellement je vise plus haut, et 110 dB crête (sur toute la bande audio) à ma place habituelle me permettent d'écouter à niveau réaliste un solo de batterie (je compare avec celle du sous-sol quand je veux).
Et curieusement je crois qu'il est plus difficile de monter à ce niveau dans l'aigu que dans le grave !
je ne connais que très peu de tweeter capables de passer ces crêtes sans tassement...

Francis
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Re: Quel SPL Max viser pour le médium/aigu ?

Postby jacques_92 » Wed Mar 04, 2015 9:41 pm

Bonjour Francis,

Merci pour cette réponse très claire.
Je pose cette question car je suis en recherche d'un LB qui pourrait remplacer un système à compression dans le medium/aigu pour me permettre de descendre plus bas.
j'en suis arrivé à un HP de petit diametre pour monter très haut et correctement : typiquement un truc du genre Jordan JXR6HD qui monte jusque 30KHz (!!).
Le problème c'est qu'un HP, plus c'est petit moins ca tient la puissance. Par exemple, pour celui-ci (et beaucoup d'autres LB) on a un rendement de 88dB/1W et une tenue en puissance de 10W. Ce qui nous fait environ 97db SPL pour 10W. C'est très loin des 110dB généralement demandés à 1m.

Toutefois, si c'est 10Wrms c'est 20W crete ! ça nous ferait donc finalement 100dB en crete à 1m, soit 5db de plus que le mini que tu me préconises. Finalement ca serait peut-être bien suffisant si mes hypothèses sont OK ?

Bonne soirée.
Jacques.
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Re: Quel SPL Max viser pour le médium/aigu ?

Postby francis ibre » Thu Mar 05, 2015 7:27 am

Bonjour Jacques,

pour créer ces niveaux de crête, on rencontre deux problèmes :

- la force motrice du HP diminue nettement dès que la membrane quitte sa position de repos !

- Et en crête, les excursions sont forcément élevées, d'autant plus que la membrane est petite...

On a donc un "tassement" des crêtes, simplement parce que mécaniquement le HP ne peut pas obtenir le déplacement nécessaire.
Les mesures avec Klippel montrent bien cette chute du BL, facteur de force du moteur : la courbe de BL en fonction de l'excursion X montre une forme en cloche.
Au contraire, la raideur de suspension augmente avec l'excursion ! on a une courbe en U.
Autrement dit, dès que la membrane a quitté sa position de repos, et sort de la zone de +/- 20% de la course maxi de part et d'autre, la poussée du moteur diminue et la retenue de la suspension augmente.
Si la force active diminue et que la force de retenue augmente, la membrane subit donc une force motrice de plus en plus faible, donc l'accélération diminue, ce qui signifie que la vitesse (donc la pression acoustique) augmente de moins en moins vite !!!
Dans ces conditions, il est difficile pour la membrane d'atteindre la vitesse requise : on obtiens une courbe de transfert qui s'aplatit, voir page 148 de BE, figure 120.
On voit bien que le transfert d'énergie électrique en acoustique est à peu près linéaire au début, mais la courbe s'incline, s'arrondit, puis s'aplatit : impossible de dépasser un certain niveau, d'autant plus faible que le HP est petit !

Avec un HP de diamètre effectif 50 mm, il faudrait environ 5 mm d'excursion pour obtenir un niveau de 100 dB à 200 Hz... Mécaniquement impossible !

On pourrait aussi définir pour un HP un "produit gain-bande" comme on le fait pour d'autres composants (AOP) : il est difficile d'obtenir à la fois le rendement (gain) et l'étendue de la BP.
En gros, un HP capable de couvrir la bande 200 Hz / 20 kHz n'aura qu'un rendement assez faible, disons de l'ordre de 0,2 à 0,4%.
Et au contraire, un HP donnant un rendement de 3 ou 4% ne travaillera correctement que sur une bande réduite, par exemple entre 400 Hz et 4 kHz...

On ne peut pas avoir le beurre et l'argent du beurre !

On est face à une contradiction technique : pour créer les forts niveaux de crête, il faut une surface active importante, afin de limiter l'excursion crête, mais une grande surface n'est pas capable de monter en fréquence, à cause de son fractionnement et de sa directivité.
L'art du LB est donc de trouver comment faire fractionner correctement une grande membrane, pour qu'elle puisse rayonner par une zone centrale de plus en plus réduite au fur et à mesure que la fréquence augmente.
Les meilleurs LB font entre 17 et 21 cm, et possèdent un dôme métallique pour reproduire l'aigu, exemple le JBL LE8-T.

Francis
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Re: Quel SPL Max viser pour le médium/aigu ?

Postby jacques_92 » Sat Mar 07, 2015 10:53 am

Le ead e60 a un tres etonnant xmax de +/-2.1mm.
Le e100 encore +
Le but est de couper vers 600Hz a -6dB ou 12dB. Je serai déjà atténué en dessous. J'ai l'impression que je ne vais depasser le xmax. Si j'ai bien tout compris, il faut que je calcule mon xmax en prenant en compte mon filtrage à la puissance max et sur toute la bande.

Autre question : je suppose que le xmax implique aussi la tenue en puissance du HP. Pourrait-on dire dans une certaine limite que tant que l'on ne depasse pas le xmax on peut envoyer (certainement plus que les 10w max du darasheet) ? Apres tout il y a kyrielle de petit tweeter bien puissant qui descendent à 4k et le moteur est minuscule...
Jacques
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Re: Quel SPL Max viser pour le médium/aigu ?

Postby francis ibre » Sun Mar 08, 2015 12:21 pm

Bonjour Jacques,

la prise en compte du Xmax est très importante dans le grave : souvent on atteint les limites mécaniques du HP bien avant que sa puissance électrique maxi ne soit atteinte !

Et il est certain qu'en coupant à 600 Hz tu n'auras aucun problème de Xmax !
Ce paramètre Xmax ne prend pas en compte la Pmax du HP, ça n'a rien à voir :

- dans le grave, en enceinte bass-reflex, on peut atteindre le Xmax d'un HP de 21 cm alors qu'on ne lui envoie que 10 W... sa Pmax est de l'ordre de 100 W au moins...

- dans le médium, on est limité par la Pmax électrique (échauffement) alors que les excursions ne sont que de quelques dixièmes de mm, et même centièmes de mm dans l'aigu...


"petit tweeter bien puissant qui descendent à 4k et le moteur est minuscule..

Oui, mais quelle puissance peuvent-ils réellement rayonner à 4 kHz ?
Si on s'intéresse à leur courbe de transfert de puissance (d'électrique vers acoustique) on obtient une courbe qui s'aplatit très vite : le tweeter est incapable de "transformer" plus de 10 W électrique... pour sortir 0,1 W acoustique...
Bien sûr il supporte (par exemple) 50 W électrique... mais qu'en fait-il de cette puissance ? pratiquement rien de plus qu'avec 10 W, sauf qu'il chauffe...
Pourquoi ? le mécanisme est simple :
- dès que la bobine sort de la zone médiane de l'entrefer, le BL chute et la raideur ses suspensions augmente : force motrice réduite, donc vitesse réduite, donc pression acoustique limitée = impossible d'en faire plus !
- la puissance électrique supplémentaire n'augmente presque pas la vitesse de la membrane, mais seulement la température de la bobine...
- et quand la température augmente, le rendement baisse : finalement la pression acoustique n'augmente même pas.

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Re: Quel SPL Max viser pour le médium/aigu ?

Postby jacques_92 » Sun Mar 08, 2015 4:19 pm

Bonjour Francis,
La conclusion de tout cela c'est que je ne peux pas avoir beaucoup de niveau avec un petit LB et qu'en dehors de la compression point de salut ?
Que pense-tu de la BMS 4590 (BMS 2" et 1" coaxial) ?
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Re: Quel SPL Max viser pour le médium/aigu ?

Postby francis ibre » Sun Mar 08, 2015 4:30 pm

Bonsoir Jacques,

effectivement, tu ne pourras pas avoir à la fois un niveau acoustique suffisant dans le grave/bas-médium ET une extension de la BP en haut, sur le même HP !

- si le HP est assez petit pour monter : il n'aura pas les excursions nécessaires pour produire le niveau crête...

- si le HP est capable du niveau crête dns le bas : il ne pourra pas monter parce que sa membrane sera nécessairement grande...

les bons compromis de LB sont des HP :
- suffisamment grands pour répondre correctement dans le grave/bas-médium : 20 ou 21 cm... rarement 25 cm... comme le LE8T de JBL, le 20TK8 de Davis, le PHY-HP 21 cm...

- avec une membrane dont le fractionnement est bien maitrisé (donc légère et pas "trop" rigide)

- et un cache noyau rigide, souvent en métal, et dont le diamètre participe à la maitrise du fractionnement ;-)

- et une bobine pas trop grosse, pas trop inductive, pas trop lourde...

- donc souvent relativement courte : les excursions linéaires sont plutôt faibles, mais le HP se comporte encore bien lorsque sa bobine sort de l'entrefer !

- ce qui suppose des suspensions bien étudiées

Bref, le LB est un art très difficile !
A mon avis il est cent fois plus facile de réaliser une deux voies, avec un HP de grand diamètre dans le bas et un pavillon/compression en médium-aigu...

Francis
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Re: Quel SPL Max viser pour le médium/aigu ?

Postby francis brooke » Mon Mar 09, 2015 2:01 pm

Bonjour Jacques,

jacques_92 wrote:Je voudrai faire une enceinte deux-voies avec le médium/aigu coupées vers 1KHz. Quel niveau SPL max faudrait-il viser pour cette section ?

Cela dépend du type de musique.

Toutefois, pour du "classique" riche en transitoires ou pour de la musique pop, le niveau max après application d'un filtre passe-haut LR3 à 1 kHz est généralement... identique au niveau max avant application du filtre !

Par contre le niveau RMS après application d'un filtre passe-haut LR3 à 1 kHz est généralement situé environ 10 dB en dessous du niveau d'origine.

Pour en discuter.

Cordialement.

Francis Brooke

P.S. Le niveau sonore maxi de 105 dB(C) est une recommandation de Dolby, THX... en home-cinéma.
En "Hi-Fi", il n'existe aucune norme !
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Re: Quel SPL Max viser pour le médium/aigu ?

Postby jacques_92 » Mon Mar 16, 2015 8:25 am

Bonjour Francis B,
Je n'ai pas bien saisi ce que tu veux dire par " le niveau max après application d'un filtre passe-haut LR3 à 1 kHz est généralement... identique au niveau max avant application du filtre"
Peux-tu explicité ?
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