Enceintes HF professionnelles. Conseils utiles. Puissance : de combien de watts l’enceinte a-t-elle besoin Paramètres de base d’une enceinte sonore ?

20.05.2024Titre: l'Internet

Tweeters professionnels Conçu pour une installation en installation multidirectionnelle et en acoustique de concert. Les haut-parleurs haute fréquence professionnels doivent avoir une puissance sonore accrue, offrant aux haut-parleurs dans lesquels ils sont installés la capacité de couvrir entièrement de grandes pièces, ainsi qu'une grande fiabilité. L'acoustique professionnelle est traditionnellement utilisée pendant longtemps avec une puissance absorbée accrue. Ce mode de fonctionnement est particulièrement dangereux pour les haut-parleurs haute fréquence qui, en raison des dimensions relativement petites des systèmes magnétiques, sont sujets à la surchauffe et aux pannes. De plus, les amplificateurs fonctionnant à une puissance de sortie presque maximale génèrent une grande quantité de distorsion, également dans la région des hautes fréquences.

En règle générale, les haut-parleurs HF pour l'acoustique professionnelle ont des dimensions plus grandes et sont équipés pour augmenter la puissance sonore. Les espaces magnétiques de leurs bobines mobiles sont souvent remplis de liquide de refroidissement et les boîtiers comportent des éléments spéciaux qui leur permettent de dissiper efficacement la chaleur. Sinon, le choix d'un tweeter pour l'acoustique professionnelle doit être traité de la même manière que pour un tweeter ordinaire, en fonction de la gamme de fréquences requise des fréquences reproduites, de la résistance et de la sensibilité. Bien entendu, il est nécessaire d'allumer un haut-parleur haute fréquence professionnel via un filtre d'isolation approprié, qui peut également contenir des éléments pour le protéger.

Lors de la création d'un système audio de haute qualité dans une voiture, il faut veiller à reproduire toutes les fréquences de la gamme audio. Ceci est réalisé en utilisant différents types de haut-parleurs : basse fréquence, moyenne fréquence et haute fréquence. Nous parlerons ici de la partie haute fréquence du système audio - les haut-parleurs, souvent appelés tweeters ou « tweeters ».

Objectif des têtes haute fréquence (« tweeters »)

Il est impossible de construire un système audio de voiture de haute qualité basé sur deux haut-parleurs - en raison de caractéristiques de conception, une seule tête de haut-parleur ne peut pas reproduire toutes les fréquences de la plage audio (de 20 à 20 000 Hz) à la fois. La partie haute fréquence de la gamme souffre particulièrement : les haut-parleurs reproduisent bien les basses et moyennes fréquences, mais les hautes fréquences sont perdues - cela entraîne une diminution globale de la qualité de lecture, la scène musicale devient « éthérée » et l'écoute de compositions musicales n'est tout simplement pas agréable. Comment résoudre ce problème?

Il existe une solution : vous devez confier la reproduction des hautes fréquences à des haut-parleurs haute fréquence spéciaux. De tels haut-parleurs sont appelés « tweeters » ou tweeters, ce qui reflète bien leur essence.

En règle générale, les tweeters pour systèmes audio de voiture se présentent sous la forme de haut-parleurs compacts (littéralement de trois à cinq centimètres de diamètre), qui peuvent être facilement placés sur le panneau avant ou les montants avant. De plus, les haut-parleurs haute fréquence font partie des systèmes de haut-parleurs coaxiaux, mais ils ne sont fondamentalement pas différents des tweeters vendus séparément.

Types et principe de fonctionnement des têtes HF

La reproduction des hautes fréquences a ses propres caractéristiques, c'est pourquoi il existe aujourd'hui une grande variété de « tweeters » et, très souvent, dans leurs conceptions, on utilise des solutions qui ne sont pratiquement pas utilisées dans les médiums et, en particulier, dans les woofers. La raison n’est pas difficile à comprendre.

Classiquement, la gamme des hautes fréquences commence par des fréquences de 3 à 5 kHz, et à 4 kHz, la longueur d'onde est d'environ 8,5 cm, et à la fréquence maximale accessible à l'audition humaine (20 kHz), la longueur d'onde est même de 1,7 cm. pour Pour reproduire de telles fréquences, le dispositif émetteur du haut-parleur doit avoir de petites dimensions, et en même temps avoir très peu d'inertie (c'est-à-dire être très léger) - c'est la seule façon de faire osciller ce dispositif avec une fréquence d'unités et de dizaines de kilohertz.

Ainsi, quels que soient le type et l'appareil, toutes les têtes HF ont de petites dimensions (généralement 1 à 2 pouces, soit pas plus de 5 cm) et un faible poids.

Les tweeters peuvent être construits selon différents principes ; ils se présentent sous les types suivants :

Dynamique (électrodynamiques, enceintes conventionnelles) ;
Piézoélectrique (le son est émis par un élément piézoélectrique auquel un courant audiofréquence est appliqué) ;
Condenseur (le son est émis par l'une des plaques du condensateur ; pour fonctionner, la plaque doit être alimentée en courant continu haute tension, ce type de tweeter n'est donc pas utilisé dans les voitures) ;
Electret (identique à un tweeter à condensateur, mais la plaque est déjà chargée, elle ne nécessite donc pas de source CC) ;
Ruban adhésif (le son est émis par une bande métallique ondulée placée entre deux aimants) ;
Isodynamique (le son est émis par une membrane à pistes conductrices métallisées, placée entre deux plaques perforées avec des rangées d'aimants fins - un tel « sandwich » émet le son dans les deux sens) ;
Orthodynamique (identique à l'isodynamique, mais la membrane, les plaques et les aimants sont ronds ; désormais, ces tweeters sont très populaires dans certains cercles de passionnés d'audio automobile).

Aujourd'hui, les plus répandus sont les « tweeters » de type électrodynamique, c'est-à-dire des haut-parleurs ordinaires, mais seulement de petite taille et de conception particulière. D’autres types de tweeters dans les systèmes audio automobiles trouvent une utilisation très limitée, nous parlerons donc ici spécifiquement des têtes de type électrodynamique.

Dispositif de tweeter

La base de la tête RF est une bobine avec un conducteur placé dans l'espace entre l'aimant annulaire et le noyau. La bobine est reliée rigidement à un dispositif émetteur de son - une membrane, qui a généralement une forme hémisphérique (dôme). Lorsqu'un courant audiofréquence est appliqué à la bobine, un champ magnétique apparaît autour d'elle, qui interagit avec le champ magnétique de l'aimant et commence donc à se déplacer le long du noyau au rythme du changement de courant - c'est ainsi que le son qui est émis par la membrane.

La forme du dôme de la membrane est due au fait que les ondes sonores à haute fréquence ont une directionnalité nette et que la membrane hémisphérique vous permet d'élargir l'angle de propagation du son. Souvent, dans les têtes HF, pour élargir le diagramme de rayonnement, un cône spécial est installé devant la membrane - un séparateur.

Les membranes des tweeters modernes peuvent être constituées des matériaux suivants :

Papier (l’option la moins chère, peu utilisée) ;
Soie (la meilleure option en termes de prix et de qualité, elle deviendra aujourd'hui la plus répandue ; la soie est imprégnée d'une composition spéciale qui augmente la rigidité du dôme) ;
Aluminium, titane (les membranes métalliques minces offrent une haute qualité, mais sont également coûteuses et présentent un certain nombre d'inconvénients qui ne peuvent être transformés en avantages qu'avec une construction professionnelle d'un système audio).

Quant aux aimants, ils sont le plus souvent en néodyme puissant, même si les tweeters simples dans la gamme de prix inférieure possèdent les aimants les plus simples.

Au final, on constate que deux types de tweeters sont désormais courants, de conception différente :

Les têtes placées dans un boîtier simple sont généralement des tweeters plats ou légèrement convexes de petites dimensions ;
Les têtes placées dans un cône en corne ont des dimensions accrues (surtout en longueur), grâce au cornet le motif directionnel nécessaire est fourni.

Les tweeters à pavillon sont plus chers que les tweeters classiques, ils sont donc le plus souvent utilisés dans les systèmes audio professionnels de haut niveau.

Caractéristiques du tweeter

Parmi les caractéristiques des têtes HF, les suivantes sont de la plus haute importance :

Gamme de fréquences;
Sensibilité;
Résistance nominale (impédance) ;
Pouvoir;
Calibre.

Gamme de fréquences. C'est cette caractéristique qui est la plus importante pour un tweeter : elle montre quelles fréquences la tête est capable de reproduire, et donc dans quels systèmes elle peut être utilisée. En règle générale, la gamme de fréquences reproduites est comprise entre 2 et 20 kHz, mais le plus souvent, la limite inférieure des tweeters commence à 2,5 à 3 kHz et la limite supérieure peut atteindre 22 à 30 kHz.

Sensibilité. En raison de leurs caractéristiques de conception (membrane lumineuse, petites dimensions), les tweeters ont une sensibilité très élevée par rapport aux haut-parleurs conventionnels - elle se situe dans la plage de 102 à 109 dB. Cela signifie que même à faible puissance, ils fournissent le niveau de volume requis. Cependant, les tweeters les moins chers ont une sensibilité de 92 à 96 dB, dont il faut tenir compte lors de la création d'un système audio.

Impédance. La résistance de la bobine du tweeter peut avoir les mêmes valeurs que l'impédance des autres enceintes - 2, 3, 4, 6, 8 et 16 ohms.

Pouvoir. Ce paramètre n'est pas aussi important pour les têtes hautes fréquences que pour les fréquences moyennes et basses - pour assurer une scène musicale normale aux hautes fréquences, il y a suffisamment de puissance, presque un ordre de grandeur inférieur à celui des fréquences moyennes et basses. Malgré cela, le marché propose des tweeters d'une puissance de 50 à 80 W (même si dans la plupart des cas ce n'est pas vrai).

Calibre. Les tweeters sont de petite taille et les calibres les plus courants sont de 1, 1,5 et 2 pouces, soit 2,5, 3,8 et 5 cm.

Vous pouvez choisir des tweeters pour une voiture en fonction de nombreux paramètres, mais trois d'entre eux sont les plus importants.

La gamme de fréquences reproduites - la limite inférieure de la tête HF et la limite supérieure du haut-parleur médium (ou médium-grave) doivent se croiser. Par exemple, si la limite supérieure des fréquences reproduites d'un haut-parleur moyenne fréquence est de 4,5 kHz, il est alors préférable de prendre un tweeter avec une limite inférieure de 3 à 4 kHz ou même inférieure - cela garantit que le système audio reproduire tout le spectre des fréquences sans creux.

Impédance - Vous devez acheter des tweeters dont l'impédance nominale est égale à l'impédance de sortie du crossover. Si les tweeters sont simplement connectés en parallèle aux enceintes principales, alors leur impédance doit être plus élevée, ou vous pouvez utiliser une puissante résistance en unités d'Ohms (après tout, lorsque les enceintes sont connectées en parallèle, leur résistance totale diminue en fonction de la formule (R1+R2)/2).

Puissance - la puissance nominale des tweeters ne doit pas être inférieure à la puissance de sortie de l'amplificateur d'autoradio.

Le choix des tweeters en fonction d'autres paramètres peut correspondre aux préférences personnelles, aux capacités financières et aux capacités du véhicule, puisqu'ils ne jouent pas un rôle aussi important que les caractéristiques techniques indiquées ci-dessus.

Caractéristiques de l'installation du tweeter

L'installation correcte des têtes HF est l'une des tâches les plus difficiles lors de la construction d'un système audio de voiture. Même un subwoofer qui souffre depuis longtemps est plus facile à installer et à faire fonctionner, et la raison réside dans les particularités des ondes dans la partie haute fréquence de la gamme sonore :

En raison de leur faible longueur (quelques centimètres), les vagues sont bien réfléchies par les obstacles ;
En raison de la configuration hautement directionnelle des tweeters, une scène sonore complète est formée dans un espace limité et dépend fortement de l'emplacement et de la direction des tweeters.

La réflexion des ondes sonores a un effet négatif - la formation d'ondes stationnaires à l'intérieur de la cabine avec des pics de volume maximum et minimum. Si les ondes sont superposées en phase, le son est amplifié et les hautes fréquences « ressortent » de la scène globale ; si les ondes sont superposées en antiphase, alors les hautes fréquences disparaissent. Par conséquent, les tweeters doivent être installés de manière à minimiser la possibilité de réflexions sonores inutiles et de formation d’ondes stationnaires.

Comme le montre la pratique, la position optimale des têtes HF se situe sur les montants avant. Dans ce cas, il est possible d'assurer une distance par rapport aux objets (fenêtres) les plus proches de plus de 5 cm, ce qui est suffisant pour résoudre le problème des ondes stationnaires. Quant à la position spatiale des tweeters, elle doit satisfaire aux conditions suivantes :

Dans le plan vertical, les tweeters doivent être situés au niveau de la bouche de l'auditeur ;
Dans le plan horizontal, les tweeters doivent être positionnés de manière à ce que leurs axes se croisent approximativement entre les sièges conducteur et passager.

Cependant, une question beaucoup plus difficile n'est pas de savoir comment installer les tweeters, mais comment les connecter à l'autoradio. Il y a trois options possibles ici :

Connexion des têtes HF en parallèle avec les enceintes principales LF-MF sans pièces supplémentaires ;
Connexion des tweeters aux haut-parleurs via un simple filtre ;
Connexion des tweeters via des crossovers passifs.

Dans le premier cas, tout le spectre sonore sera fourni au tweeter, mais en raison des caractéristiques de conception, seule la gamme des hautes fréquences sera reproduite. C'est loin d'être la meilleure option, car la tête sera surchargée et devra travailler en mode difficile. Par conséquent, il est préférable d'utiliser des filtres (crossovers) qui coupent la composante bas-médium et alimentent uniquement les hautes fréquences vers le tweeter.

Lors de l'utilisation d'un crossover, il est très important de sélectionner correctement la fréquence de coupure - ici il faut choisir une fréquence de manière à ce qu'elle ne dépasse pas la limite inférieure de la plage de fréquences reproduites du tweeter, sinon une partie du spectre sera tout simplement perdu. Aujourd'hui, sur le marché, vous pouvez trouver des crossovers avec une fréquence de coupure de 1,8 à 5 kHz, mais le plus souvent cette fréquence se situe au niveau de 2,5 à 3 kHz.

Il convient de noter que dans les crossovers passifs, une partie de l'énergie du courant audiofréquence est perdue, ce qui signifie que moins de puissance est fournie aux haut-parleurs. C'est là que vient à la rescousse la haute sensibilité des tweeters, grâce à laquelle la perte de puissance est presque imperceptible.

Avec une installation et une connexion appropriées des tweeters, un système audio de haute qualité sera créé dans la voiture, ce qui pourra apporter du plaisir à écouter de la musique.

Le fonctionnement des tweeters n'est pas très différent de celui des autres haut-parleurs d'un système audio ; vous devez ici suivre quelques règles simples :

Les nouveaux tweeters doivent être « réchauffés » - pilotés à un volume croissant pendant 20 à 30 heures (avec des pauses) en utilisant différentes musiques. Pendant l'échauffement, les têtes HF atteindront le mode de fonctionnement, les pièces y seront broyées, la rondelle de centrage, la suspension et les autres composants « se réchaufferont » ;
Les tweeters sont moins sensibles aux signaux de haute puissance, mais il n'est toujours pas recommandé d'allumer les systèmes audio à des volumes élevés - il est préférable d'allumer d'abord la musique à faible volume, puis de l'amener au niveau requis ;
Les tweeters doivent être protégés des influences mécaniques (leur position contribue aux impacts fréquents avec divers objets, et simplement à la saisie avec les mains), aux liquides, etc.

Si vous prenez soin des bips et autres composants, le système audio durera longtemps et remplira efficacement ses fonctions à chaque trajet. Et rien de plus ne lui est demandé.

Tout d’abord, mettons les points sur les i et comprenons la terminologie.

Haut-parleur électrodynamique, haut-parleur dynamique, haut-parleur, tête dynamique à rayonnement direct sont différents noms pour le même appareil qui sert à convertir les vibrations électriques de la fréquence sonore en vibrations de l'air, qui sont perçues par nous comme du son.

Vous avez vu plus d'une fois des haut-parleurs sonores ou, en d'autres termes, des têtes dynamiques à rayonnement direct. Ils sont activement utilisés dans l'électronique grand public. C'est le haut-parleur qui convertit le signal électrique à la sortie de l'amplificateur audio en son audible.

Il convient de noter que l'efficacité (efficience) du haut-parleur est très faible et s'élève à environ 2 à 3 %. Ceci, bien sûr, est un énorme inconvénient, mais jusqu'à présent, rien de mieux n'a été inventé. Il convient toutefois de noter qu'en plus du haut-parleur électrodynamique, il existe d'autres dispositifs permettant de convertir les vibrations électriques de la fréquence sonore en vibrations acoustiques. Il s'agit par exemple de haut-parleurs de type électrostatique, piézoélectrique, électromagnétique, mais les haut-parleurs de type électrodynamique sont largement utilisés et utilisés en électronique.

Comment fonctionne le haut-parleur ?

Pour comprendre le fonctionnement d'un haut-parleur électrodynamique, regardons la figure.

Le haut-parleur est constitué d'un système magnétique - il est situé à l'arrière. Il comprend un anneau aimant. Il est constitué d'alliages magnétiques spéciaux ou de céramiques magnétiques. Les céramiques magnétiques sont des poudres spécialement pressées et « frittées » qui contiennent des substances ferromagnétiques – des ferrites. Le système magnétique comprend également de l'acier brides et un cylindre en acier appelé cœur. Les brides, le noyau et l'aimant annulaire forment un circuit magnétique.

Il existe un espace entre le noyau et la bride en acier dans lequel un champ magnétique se forme. La bobine est placée dans l’espace qui est très petit. La bobine est un cadre cylindrique rigide sur lequel est enroulé un fin fil de cuivre. Cette bobine est aussi appelée bobine mobile. Le cadre de la bobine acoustique est connecté à diffuseur- il « pousse » alors l'air, créant une compression et une raréfaction de l'air ambiant – les ondes acoustiques.

Le diffuseur peut être fabriqué à partir de différents matériaux, mais le plus souvent il est fabriqué à partir de pâte à papier compressée ou coulée. Les technologies ne s'arrêtent pas et, en utilisation, vous pouvez trouver des diffuseurs en plastique, en papier avec un revêtement métallisé et d'autres matériaux.

Pour éviter que la bobine mobile ne touche les parois du noyau et la bride de l'aimant permanent, elle est installée exactement au milieu de l'entrefer magnétique à l'aide de rondelle de centrage. La rondelle de centrage est ondulée. C'est grâce à cela que la bobine mobile peut se déplacer librement dans l'interstice sans toucher les parois du noyau.

Le diffuseur est monté sur un corps métallique – panier. Les bords du diffuseur sont ondulés, ce qui lui permet d'osciller librement. Les bords ondulés du diffuseur forment ce qu'on appelle suspension supérieure, UN suspension inférieure- Il s'agit d'une rondelle de centrage.

Les fils fins de la bobine mobile sont sortis vers l'extérieur du diffuseur et fixés avec des rivets. Et à l'intérieur du diffuseur, un fil de cuivre toronné est fixé aux rivets. Ensuite, ces conducteurs multipolaires sont soudés aux pétales, qui sont montés sur une plaque isolée du corps métallique. Grâce aux pétales de contact, auxquels sont soudés les fils multiconducteurs de la bobine mobile, le haut-parleur est connecté au circuit.

Comment fonctionne le haut-parleur ?

Si vous faites passer un courant électrique alternatif à travers la bobine mobile d'un haut-parleur, le champ magnétique de la bobine interagira avec le champ magnétique constant du système magnétique du haut-parleur. Cela entraînera soit que la bobine mobile soit tirée dans l'espace dans un sens du courant dans la bobine, soit qu'elle soit poussée hors de celle-ci dans l'autre. Les vibrations mécaniques de la bobine acoustique sont transmises au diffuseur, qui commence à osciller au rythme de la fréquence du courant alternatif, créant des ondes acoustiques.

Désignation des enceintes sur le schéma.

Le symbole graphique du haut-parleur est le suivant.

Des lettres sont écrites à côté de la désignation B ou B.A. , puis le numéro de série de l'enceinte dans le schéma de circuit (1, 2, 3, etc.). L'image conventionnelle du haut-parleur dans le diagramme traduit très précisément la conception réelle du haut-parleur électrodynamique.

Paramètres de base du haut-parleur audio.

Les principaux paramètres du haut-parleur auxquels vous devez prêter attention :

Mais en plus de la résistance active, la bobine mobile possède également une réactance. La réactance est formée parce que la bobine acoustique est, en fait, une inductance ordinaire et que son inductance résiste au courant alternatif. La réactance dépend de la fréquence du courant alternatif.

L'actif et la réactance de la bobine mobile forment l'impédance totale de la bobine mobile. Il est désigné par la lettre Z(soi-disant, impédance). Il s'avère que la résistance active de la bobine ne change pas, mais la réactance change en fonction de la fréquence du courant. Pour mettre de l'ordre, la réactance de la bobine mobile du haut-parleur est mesurée à une fréquence fixe de 1000 Hz et la résistance active de la bobine s'ajoute à cette valeur.

Le résultat est un paramètre appelé résistance électrique nominale (ou totale) de la bobine acoustique. Pour la plupart des têtes dynamiques, cette valeur est de 2, 4, 6, 8 ohms. Des haut-parleurs d'une impédance de 16 ohms sont également disponibles. En règle générale, cette valeur est indiquée sur le boîtier des enceintes importées, par exemple comme ceci : 8Ω ou 8 ohms.

Il convient de noter que la résistance totale de la bobine est supérieure de 10 à 20 % à celle de la résistance active. Par conséquent, cela peut être déterminé assez simplement. Il vous suffit de mesurer la résistance active de la bobine mobile avec un ohmmètre et d'augmenter la valeur obtenue de 10 à 20 %. Dans la plupart des cas, seules les résistances purement actives peuvent être prises en compte.

La résistance électrique nominale de la bobine acoustique est l'un des paramètres importants, car elle doit être prise en compte lors de l'adaptation de l'amplificateur et de la charge (haut-parleur).

Gamme de fréquences est la gamme de fréquences sonores qu’un haut-parleur peut reproduire. Mesuré en hertz (Hz). Rappelons que l'oreille humaine perçoit des fréquences comprises entre 20 Hz et 20 kHz. Et c'est juste une très bonne oreille :).

Aucun haut-parleur ne peut reproduire avec précision toute la gamme de fréquences audibles. La qualité de la reproduction sonore sera toujours différente de celle requise.

Par conséquent, la gamme audible des fréquences sonores était classiquement divisée en 3 parties : les basses fréquences ( LF), moyenne fréquence ( milieu de gamme) et haute fréquence ( HF). Ainsi, par exemple, les woofers reproduisent mieux les basses fréquences - les basses et les hautes fréquences - les « grincements » et les « sonneries » - c'est pourquoi ils sont appelés tweeters. Il existe également des haut-parleurs large bande. Ils reproduisent la quasi-totalité de la plage audio, mais leur qualité de lecture est moyenne. Nous gagnons dans un domaine - nous couvrons toute la gamme de fréquences, nous perdons dans un autre - en qualité. Par conséquent, des haut-parleurs à large bande sont intégrés aux radios, téléviseurs et autres appareils, où parfois un son de haute qualité n'est pas requis, mais seule une transmission claire de la voix et de la parole est nécessaire.

Pour une restitution sonore de haute qualité, les haut-parleurs graves, médiums et tweeter sont réunis dans un seul boîtier et équipés de filtres de fréquence. Ce sont des systèmes de haut-parleurs. Étant donné que chaque haut-parleur ne reproduit qu'une partie de la gamme sonore, le travail total de tous les haut-parleurs augmente considérablement la qualité sonore.

Généralement, les woofers sont conçus pour reproduire des fréquences de 25 Hz à 5 000 Hz. Les woofers ont généralement un cône de grand diamètre et un système magnétique massif.

Les haut-parleurs médium sont conçus pour reproduire une gamme de fréquences allant de 200 Hz à 7 000 Hz. Leurs dimensions sont légèrement inférieures à celles des woofers (selon la puissance).

Les tweeters reproduisent parfaitement les fréquences de 2 000 Hz à 20 000 Hz et plus, jusqu'à 25 kHz. Le diamètre du diffuseur de ces haut-parleurs est généralement petit, bien que le système magnétique puisse être assez grand.

Puissance nominale (W) - il s'agit de la puissance électrique du courant audiofréquence qui peut être fournie au haut-parleur sans menace de dommage ou de dommage. Mesuré en watts ( W) et les milliwatts ( mW). Rappelons que 1 W = 1 000 mW. Vous pouvez en savoir plus sur la notation abrégée des valeurs numériques.

La quantité de puissance pour laquelle un haut-parleur particulier est conçu peut être indiquée sur son boîtier. Par exemple, comme ceci - 1W(1 W).

Cela signifie qu'un tel haut-parleur peut être facilement utilisé avec un amplificateur dont la puissance de sortie ne dépasse pas 0,5 à 1 W. Bien entendu, il vaut mieux choisir une enceinte avec une certaine réserve de puissance. La photo montre également que la résistance électrique nominale est indiquée - 4Ω(4 ohms).

Si vous appliquez plus de puissance au haut-parleur que ce pour quoi il est conçu, il fonctionnera en surcharge, commencera à « siffler », déformera le son et tombera bientôt en panne.

Rappelons que l'efficacité de l'enceinte est d'environ 2 à 3 %. Cela signifie que si une puissance électrique de 10 W est fournie au haut-parleur, celui-ci ne convertira que 0,2 à 0,3 W en ondes sonores. Un peu, non ? Mais l'oreille humaine est très sophistiquée et est capable d'entendre un son si l'émetteur reproduit une puissance acoustique d'environ 1 à 3 mW à une distance de plusieurs mètres. Dans ce cas, une puissance électrique de 50 à 100 mW doit être fournie à l'émetteur - dans ce cas, au haut-parleur. Par conséquent, tout n'est pas si mauvais et pour un son confortable dans une petite pièce, il suffit de fournir 1 à 3 W de puissance électrique au haut-parleur.

Ce ne sont là que trois paramètres de base du haut-parleur. En plus d'eux, il existe également le niveau de sensibilité, la fréquence de résonance, la réponse amplitude-fréquence (AFC), le facteur de qualité, etc.

Il existe de nombreux types d’émetteurs sonores, mais les plus courants sont les émetteurs de type électromagnétique ou, comme on les appelle également, les haut-parleurs.

Les haut-parleurs sont les principaux éléments structurels des systèmes acoustiques (AS). Malheureusement, un seul haut-parleur n’est pas capable de reproduire toute la gamme de fréquences audibles. Par conséquent, pour une reproduction complète dans les systèmes acoustiques, plusieurs haut-parleurs sont utilisés, chacun étant conçu pour reproduire sa propre bande de fréquences. Les principes de fonctionnement des haut-parleurs basse fréquence (LF) et haute fréquence (HF) sont les mêmes ; les différences résident dans la mise en œuvre des éléments structurels individuels.

Le principe de fonctionnement du haut-parleur repose sur l'interaction d'un champ magnétique alternatif créé par un courant circulant dans le fil d'une bobine magnétique avec le champ magnétique d'un aimant permanent.

Malgré la simplicité relative de la conception, les enceintes destinées à être utilisées dans des systèmes acoustiques de haute qualité présentent un grand nombre de paramètres importants dont dépend le son final du système acoustique.

L'indicateur le plus important caractérisant un haut-parleur est la bande de fréquences reproduite. Elle peut être indiquée sous la forme d'une paire de valeurs (limite inférieure et fréquence limite supérieure), ou donnée sous la forme d'une réponse amplitude-fréquence (AFC). La deuxième option est plus informative. La réponse en fréquence est une dépendance graphique du niveau de pression acoustique créé par un haut-parleur à une distance de 1 mètre le long de l'axe de travail sur la fréquence. La réponse en fréquence permet d'évaluer les distorsions de fréquence introduites par le haut-parleur dans le signal original, et également, dans le cas de l'utilisation du haut-parleur dans le cadre d'un système multibande, d'identifier la valeur optimale de la fréquence du filtre croisé. C'est la réponse en fréquence qui permet à un haut-parleur d'être classé comme basse fréquence, moyenne fréquence ou haute fréquence.

Sélection d'un caisson de basse

Pour les haut-parleurs LF, en plus de la réponse en fréquence, un groupe d'indicateurs essentiel est ce que l'on appelle les paramètres Thiel-Small. Sur cette base, les paramètres de conception acoustique du haut-parleur (boîtier du système de haut-parleurs) sont calculés. L'ensemble minimum de paramètres est la fréquence de résonance - fs, le facteur de qualité total - Qts, le volume équivalent - Vas.

Les paramètres Thiel-Small décrivent le comportement du haut-parleur dans la région d'action du piston (en dessous de 500 Hz), en le considérant comme un système oscillant. Avec la conception acoustique (AO), le haut-parleur est un filtre passe-haut (HPF), qui permet d'utiliser des outils mathématiques empruntés à la théorie des filtres dans les calculs.

Une évaluation des valeurs Thiel-Small des paramètres du haut-parleur, et tout d'abord du facteur de qualité total Qts, permet de juger de l'opportunité d'utiliser le haut-parleur dans des systèmes acoustiques avec l'un ou l'autre type de conception acoustique (AO) . Pour les enceintes à conception acoustique à phase inversée, on utilise principalement des enceintes avec un facteur de qualité total allant jusqu'à 0,4. Il convient de noter que les systèmes à phase inversée sont les plus exigeants, du point de vue de la conception, par rapport aux enceintes dotées d'une AO fermée et ouverte. Cette conception est sensible aux erreurs commises dans les calculs et dans la fabrication du boîtier, ainsi qu'à l'utilisation de valeurs peu fiables pour les paramètres du woofer.

Lors du choix d'un woofer, le paramètre Xmax joue un rôle important. Xmax indique le déplacement maximum autorisé du cône, auquel un nombre constant de tours de fil de bobine mobile est maintenu dans l'espace du circuit magnétique du haut-parleur (voir figure ci-dessous).

Pour les systèmes de haut-parleurs satellites, des haut-parleurs avec Xmax = 2-4 mm conviennent. Pour les subwoofers, des haut-parleurs avec Xmax=5-9 mm doivent être utilisés. Dans le même temps, la linéarité de la conversion des vibrations électriques en vibrations acoustiques à des puissances élevées (et, par conséquent, de grandes amplitudes de vibrations) est maintenue, ce qui se manifeste par un rayonnement basse fréquence plus efficace.

Si vous décidez de fabriquer un système d'enceintes de vos propres mains, vous serez inévitablement confronté à la question du choix des composants de marque, notamment de la fréquence des enceintes. Sans expérience dans l’utilisation de produits de différents fabricants, il est parfois difficile de faire le meilleur choix. Il faut se laisser guider par de nombreux facteurs et comparer selon de nombreux paramètres, pas seulement ceux liés aux caractéristiques du passeport. Les enceintes ACTON complèteront avec succès votre système d'enceintes car, en plus d'une haute qualité, elles présentent de nombreux avantages :

avoir un rapport qualité/prix optimal dans leur segment ;
les enceintes sont spécialement conçues pour les intervenants professionnels utilisés pour le doublage d'événements sociaux et culturels ;
une documentation pour la fabrication des boîtiers a été élaborée pour les enceintes ;
l'interaction entre le consommateur et le fabricant s'effectue directement sans intermédiaires, ce qui évite les problèmes de disponibilité des pièces de rechange et des composants ;
support d'information sur la conception des enceintes;
haute fiabilité des enceintes ACTON.

Vous pouvez vous familiariser avec la gamme de modèles d'enceintes ACTON.

Choisir un tweeter

Lors du choix d’un tweeter, la réponse en fréquence détermine la fréquence inférieure de la gamme qu’il reproduit. Il est nécessaire que la bande de fréquences du tweeter chevauche quelque peu la bande de fréquences du woofer.

Certains tweeters sont conçus pour fonctionner avec un pavillon. Contrairement aux tweeters à rayonnement direct (ou tweeters, comme on les appelle), les tweeters à pavillon, en raison des propriétés du pavillon, ont une fréquence de coupure plus basse de la plage audio reproduite. La fréquence limite inférieure d'un tel haut-parleur haute fréquence peut être d'environ 2 000 à 3 000 Hz, ce qui permet dans de nombreux cas d'abandonner le haut-parleur médium dans le système de haut-parleurs.

En raison de leur conception, les tweeters ont tendance à avoir une sensibilité plus élevée que les woofers. Ainsi, au stade conception de filtre, il contient un circuit atténuateur (suppresseur) nécessaire pour réduire l'excès de rayonnement, ce qui amène les sensibilités des haut-parleurs haute fréquence et basse fréquence au même niveau.

Lors du choix d’un tweeter, il est important de considérer sa puissance, qui est choisie en fonction de la puissance du woofer. Dans ce cas, la puissance du haut-parleur HF est prise inférieure à la puissance du haut-parleur LF, ce qui résulte de l'analyse de la densité spectrale du signal audio, correspondant au bruit rose (qui présente une décroissance vers les hautes fréquences). Pour un calcul pratique de la puissance dissipée par la dynamique haute fréquence dans les haut-parleurs avec une fréquence de coupure de 3 à 5 kHz, vous pouvez utiliser calculatrice sur notre site Internet.

Rappelons que les enceintes HF ne peuvent être utilisées sans filtre passe-haut (HPF), qui limite la pénétration de la partie basse fréquence du spectre.

Facteurs de dommages aux haut-parleurs

En cas de conditions de fonctionnement anormales, des dommages mécaniques et électriques aux enceintes sont possibles. Les dommages mécaniques se produisent lorsque l'amplitude des vibrations du diffuseur dépasse l'amplitude admissible, qui dépend des propriétés mécaniques des éléments du système en mouvement. La zone de fréquence la plus critique pour de tels dommages est proche et inférieure à la fréquence de résonance mécanique du haut-parleur, c'est-à-dire où l'amplitude des oscillations est maximale. Les dommages électriques résultent d'une surchauffe irréversible de la bobine acoustique. La bande de fréquence la plus critique pour de tels dommages correspond à la bande située à proximité de la résonance électromécanique du haut-parleur. Les deux types de dommages résultent du dépassement de la puissance électrique maximale autorisée fournie au haut-parleur. Afin d'éviter de telles conséquences, la valeur de puissance maximale est standardisée.

Il existe plusieurs normes à l'aide desquelles les fabricants normalisent la puissance de leurs produits. La norme la plus proche du point de vue des conditions réelles dans le cas de l'utilisation d'un système acoustique pour le sondage d'événements publics est la norme AES. La puissance selon cette norme est définie comme le carré de la tension efficace dans une certaine bande de bruit rose que le haut-parleur peut supporter pendant au moins 2 heures, divisé par la valeur d'impédance minimale Zmin. La norme réglemente la présence de l'enceinte en « air libre » sans caisson. Lors des tests, certains fabricants placent l'enceinte dans un boîtier, rapprochant ainsi ses conditions de fonctionnement des conditions réelles, ce qui, de leur point de vue, conduit à des résultats plus objectifs. La valeur de puissance connue du haut-parleur sert de guide lors du choix d'un amplificateur dont la puissance doit correspondre à la valeur de puissance du haut-parleur AES.

Il convient de noter que la valeur réelle de la puissance fournie au haut-parleur est difficile à estimer sans mesures spéciales et peut varier considérablement même avec le même réglage du contrôle du volume sur les appareils à chemin sonore.

Cela peut être influencé par de nombreux facteurs, tels que :

Spectre du signal reproduit (genre musical, fréquence et plage dynamique de l'œuvre musicale, instruments de musique prédominants) ;
Caractéristiques des circuits de filtrage passif et des crossovers actifs qui limitent le spectre du signal d'origine entrant dans les haut-parleurs ;
Utiliser un égaliseur et d'autres dispositifs de correction de fréquence dans le chemin audio ;
Mode de fonctionnement de l'amplificateur (apparition de distorsion non linéaire et d'écrêtage) ;
Conception de boîtiers de systèmes acoustiques ;
Dysfonctionnement de l'amplificateur (apparition d'une composante constante dans le spectre du signal amplifié)

Les mesures suivantes augmentent la fiabilité de fonctionnement des systèmes de haut-parleurs :

Réduire la fréquence limite supérieure du haut-parleur de graves à l'aide d'un filtre passe-bas (LPF). Dans ce cas, la partie du spectre du signal qui contribue de manière significative au chauffage de la bobine est limitée ;
Limite la bande de fréquence en dessous de la fréquence de réglage bass reflex à l'aide de circuits PASSE-BAS (filtre passe-haut). Cette mesure limite l'amplitude des vibrations du diffuseur en dehors de la plage de fonctionnement des haut-parleurs du côté basse fréquence, évitant ainsi des dommages mécaniques au woofer ;
Ajuster le haut-parleur haute fréquence à une fréquence plus élevée ;
Conception d’enceintes offrant les meilleures conditions de convection naturelle des enceintes ;
Suppression du fonctionnement des enceintes avec un amplificateur fonctionnant en mode distorsion non linéaire et écrêtage ;
Empêcher l'apparition de clics de commutation forts, « enroulement » du microphone ;
Utilisation d'un limiteur dans le chemin audio.

A noter que les systèmes d'enceintes utilisés pour la prise de son professionnelle (notamment dans les discothèques) sont souvent contraints de fonctionner à puissance élevée. Pendant le fonctionnement, le chauffage de la bobine mobile du haut-parleur peut atteindre 200 degrés et celui des éléments du circuit magnétique - 70 degrés. Un fonctionnement à long terme dans des conditions extrêmes conduit au fait que les haut-parleurs « brûlent ». Cela peut être dû à un dépassement de la puissance électrique autorisée fournie au haut-parleur ou à un amplificateur défectueux. À bien des égards, la sécurité du décor dépend des qualifications du DJ. Pour cette raison, quel que soit l’enceinte que vous choisissez, vous devez tenir compte de la disponibilité des kits de réparation. Dans le même temps, la situation est encore compliquée par le fait qu'en règle générale, ce n'est pas un haut-parleur qui grille en même temps, mais plusieurs, ce qui désactive l'ensemble. Compte tenu de tout ce qui précède, nous concluons que la question du calendrier et du coût de livraison des kits de réparation est également extrêmement importante au stade de la sélection des haut-parleurs.