Puissance amplificateur

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Puissance amplificateur

Postby pb91 » Sat Oct 24, 2015 8:49 pm

Bonsoir à tous,

d'après ce que j'ai compris (avec mes connaisances limitées :D ), plus les enceintes ont un rendement élevée plus la puissance à fournir par l'amplificateur est faible pour obtenir un niveau de pression acoustique attendu (r"endu" sonore, vu autrement).

A partir de là, avec des enceintes dont le rendement est à priori connu, et avec un amplificateur chargeant ces enceintes, exitent-ils des mesures (physiques) permettant de connaitre la puissance délivrée par l'amplificateur à un niveau d'écoute ajusté par la personne écoutant (par exemple zone de "confort").

Pour faire plus basique : on a des enceintes (avec un rendement théorique de xxdB/1w), mon confort d'écoute est avec le potentiomètre de volume à tel réglage ; puis-je déterminer par mesure quelle est la puissance que fournit l'amplificateur (à tubes dans le cas présent...) à ce réglage.

Questions étranges, mais pour me permettre de situer le positionnement d'un SE300B par rapport à un SRPP d'EL34, en terme de niveau acoustique rendu/confort sonore, et de puissance amplificateur à engager...

Cordialement à tous.

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Re: Puissance amplificateur

Postby jaja75 » Sun Oct 25, 2015 6:17 am

Bonjour

Oui la manip est possible et je l'ai faite car j'avais le même soucis que vous de dimensionner correctement la puissance d'un ampli pour des enceintes données.

Il vous faut : une résistance de charge de 8 ohm ( de puissance 10 W ), un oscillo.

La manip consiste à mesurer la tension délivrée par l'ampli dans les conditions d'écoute mais chargé par la R de 8 ohm.

Il s'agit de relever les max de tension donc sur des passages "fortes". Avec un oscillo à persistance c'est facile à faire.

1 - après avoir ajusté le niveau d'écoute mettre la 8 ohm à la place d'une enceinte et brancher l'oscillo à ses bornes, vitesse de balayage horizontale vers 10mS/div

2 - repasser le morceau musical et noter la tension crête à crête sur les passages les plus forts

3 - extraire la tension efficace : Veff = Vcàc/2/1,414

4 - calculer la puissance efficace correspondante dans 8 ohm : P=(Veff) ²/8

La valeur obtenue représente la puissance efficace délivrée par l'ampli sur les crêtes de modulation.

Il faut prendre de la marge pour déterminer la puissance à retenir comme objectif. Perso j'ai pris 10 dB ( en puissance ) ce qui m'a conduit à retenir Pmax=15Weff avec des enceintes Elipson colonne Design. En pratique mon niveau d'écoute dépasse rarement le W electrique pour des enceintes données à 88 dB de rendement.

Jean
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Re: Puissance amplificateur

Postby francis ibre » Sun Oct 25, 2015 9:32 am

Bonjour à tous,

j'aimerais faire plusieurs remarques sur ce sujet :

1 - en remplaçant l'enceinte par une résistance pure, on oublie la puissance "réactive" que l'enceinte demande : son impédance est parfois capacitive, parfois inductive, en particulier dans le grave autour des fréquences de résonances du bass-reflex.
L'enceinte demande alors un courant déphasé (parfois de plus de 60°...) que l'ampli DOIT fournir... s'il le peut (ça dépend beaucoup de son alim).
Aux plus forts niveaux, on remarque que les pointes de résonances d'un BR ont tendance à se faire plus pointues, accentuant encore le phénomène... L'enceinte devient de plus en plus gourmande en watts, pour ne rien en faire...


2 - la mesure en question va renseigner sur ce que CET ampli-là fournit aux enceintes, à un niveau d'écoute que l'on estime convenable.
Mais si on essayait un autre ampli plus puissant et de très grande qualité, par exemple un Conrad-Johnson MV55, et qu'on règle aussi à un niveau d'écoute "convenable", on serait très surpris de mesurer non plus 15 W, mais 30 !!!!
Pourtant, le niveau SPL mesuré au sonomètre, à la place d'écoute, n'aurait pas varié (ou si peu...).

Alors qu'est-ce qui a changé ? la dynamique !
3 dB de plus sur les crêtes... ça ne change pas le niveau "moyen" (SPL) mais ça change fortement le "rendu"...


3 - Le niveau sonore "convenable" varie beaucoup d'une enceinte à l'autre... En pratique, on "arrête" de monter le niveau quand ça commence à "gueuler" et on revient un peu en arrière.
Avec de petites colonnes, équipées de HP grave de petit diamètre, on constate que tout se passe bien jusqu'à disons 80 dB SPL (en gros 95 dB crête) et c'est ce niveau qu'on va juger "convenable" parce qu'il donne déjà l'impression que c'est "fort"... c'est plus le déséquilibre tonal qui donne cet impression, bien plus que la puissance acoustique réellement rayonnée...
Et c'est d'autant plus vrai que l'acoustique est réverbérante.
Avec de grosses enceintes, et encore plus dans une acoustique traitée, le niveau jugé "convenable" est nettement plus élevé ceci sans que le son paraisse "plus fort" !!!

Etonnant, non ? c'est simplement lié au fait que l'énergie sonore rayonnée est plus élevée, mais se dissipe beaucoup plus vite (par l'amortissement de la salle). L'auditeur ne reçoit donc globalement pas plus d'énergie sonore, mais sa répartition temporelle est très différente : bien plus d'énergie sur les crêtes (attaques) et bien moins "entre" les notes !
Le traitement acoustique a supprimé le brouhaha de la réverbération, et du coup l'émergence des pointes est nettement meilleure : la dynamique réellement obtenue a augmenté, et avec elle le besoin en puissance de crête.


Conclusion : dans une petite salle réverbérante, 1 W de puissance moyenne envoyée à un petit HP permet déjà d'obtenir un niveau suffisant... Dans une salle de dimensions plus adaptées, avec un traitement acoustique, il faudra sans doute multiplier par 10...

Francis
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Re: Puissance amplificateur

Postby jaja75 » Sun Oct 25, 2015 10:47 am

Bonjour Francis

Oui tes remarques sont justes mais elles n'empêchent pas de faire la manip pré-citée dans le cas d'un pièce d'écoute et des enceintes données. Il s'agit d'estimer le niveau de puissance nécessaire.

La marge de 10 dB que j'ajoute est bien pour tenir compte de la charge réelle produite par une enceinte, des crêtes très fugitives non vues même avec l'oscillo en mode persistence de la trace, d'un peu de réserve pour monter le niveau...

En écoute à niveau confortable dans ma salle de séjour peu traitée, la puissance électrique des sons moyens ne dépassent pas 200 mW et les crêtes atteignent à peine 2W (électrique).

J'ai fait cette manip pour voir si je pouvais exploiter, dans mes conditions d'écoute, le mode pseudo-triodes au lieu du mode UL (qui me donnait 30W) dans un PP de KT88. J'ai ainsi estimé mon besoin à 10/15 W avec marge, compatible d'un montage PP de triodes. Mon ampli peut délivrer 15W en mode pseudo-triodes AB1 "chaud" m'assurant d'une réserve suffisante pour garantir que les tensions délivrées par le déphaseur en amont de l'étage PP ne feront jamais passer la tension de leurs grilles positives sur des pointes de modulation.

Jean
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Re: Puissance amplificateur

Postby pb91 » Mon Oct 26, 2015 8:46 pm

Bonsoir et merci à tous pour ces commentaires

@ Jean

Je retiens cette manip, J'essaierais. En revanche aillant peu de connaissance sur les oscillos, je ne voit pas bien ce qu'est un oscillo à persistance (analogique ? numérique ?) ; peut être un modèle du marché me permettrait de comprendre via sa doc.

Autre point que je ne saisis pas "une marge de 10 dB ( en puissance )" : cela corresond à combien de W (puissance) ?

@ Francis

J'ai trouvé l'exposé sur le sujet du "niveau d'écoute convenable" très intéressant et surtout très pragmatique.S'il n'y est pas déjà, il devrait être dans la prochaine édition de BE... Du coup et si j'ai bien compris à local sérieusement "amorti", besoin d'une puissance d'ampli plus élevée, d'où la nécessité d'utiliser des enceintes à haut rendement si on veut rester sur des amplis à montage de faible puissance (SE300B par exemple). Dans ce dernier cas si on n'est pas avec des enceintes haut rendement, comme on manque de puissance cela provoque-til un tassement de la dynamique ?

Bonne soirée à tous.
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Re: Puissance amplificateur

Postby jaja75 » Tue Oct 27, 2015 6:25 am

Bonjour

@pb91
1 ere question
La plupart des oscillo (analogiques et numériques) ont un mode de balayage "persistent", c'est à dire que chaque trace de balayage horizontal ne s'efface pas au balayage suivant, ce qui se visualise par une supperposition à l'écran des balayages successifs.

L'intérêt de ce mode est de conserver à l'écran (la durée de conservation d'une trace est réglable) la trace d'un balayage de courte durée (10mS/division par exemple) que l'oeil n'a pas le temps de voir, lorsque le signal à observer n'est pas périodique, cas d'un signal audio. Sans ce mode, la trace va évoluer très vite et il est difficile de repérer les maximum d'amplitude des signaux audio.

Lorsque le signal est périodique on n'a pas besoin de ce mode de persistence car chaque trace de balayage, synchronisée sur le signal à observé, est identique au précédent et la trace apparait stable sur l'écran, laissant tout le temps qu'on veut à l'observation.

2ième question
Le "10 dB" exprime un rapport de puisance et n'est pas une valeur absolue.

De plus ce rapport est exprimé en dB (déciBel).

Lorsque je dis qu'il faut prendre une marge par rapport à la valeur déterminée par la mesure c'est qu'il faut augmenter cette valeur, ici de 10 dB

On a l'habitude d'exprimer les rapports de tension ou de puissance en dB.

Soit P1 et P2 2 niveaux de puissance mesurés, par exemple P1 = 2 W et P2 = 5 W. Leur rapport P2/P1 vaut 5/2=2,5 (nombre sans unité puisque c'est un rapport.

Pour exprimer ce rapport en dB il faut appliquer la relation suivante : (P2/P1)en dB = 10 * LOG (P2/P1), la base des logarithmes devant être 10 (et non pas les log népériens ), soit :

X=10 * LOG10(2,5)=3,42

A l'inverse, lorsque l'on connait le rapport en dB on détermine le rapport simple P2/P1 par une relation inverse de celle ci-dessus :
P2/P1 = 10 à la puissance (XdB/10). Facile avec une calculette, elles ont presque toutes cette fonction de base.

Soit ici P2/P1 = 10 à la puissance 10/10 = 10 à la puissance 1 = 10 ou encore P2= 10 x P1

Donc la marge de puissance à retenir se traduit par une multiplication par 10 de la puissance déterminée au cours de l'onservation des crêtes.

J'espère avoir répondu à tes interrogations

Bonne journée à tous

Jean
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Re: Puissance amplificateur

Postby pb91 » Wed Oct 28, 2015 8:38 pm

Bonsoir à tous.

Merci Jean pour ces explications détaillées.

C'est maintenant plus clair pour moi.

Paul
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