Un haut-parleur à cône est équipé d'un moteur composé d'un aimant et d'une bobine mobile.
Les lignes de champ magnétique cherchent le chemin de la moindre résistance magnétique et se concentrent pour cela dans l'entrefer (vert) entre la plaque de pôle droite et le noyau (gris tous deux). Dans l'entrefer se trouve la bobine mobile montée sur une bague (rouge)
Si l'on injecte du courant électrique dans la bobine (points rouges verticaux), l'aimant devient un électro-aimant et le champ magnétique (vert, horizontal) produit une force perpendiculaire au courant et au champ - donc vers le haut ou vers le bas, en dépendance de la polarité du courant..
La force est transmise à la membrane (en noir) qui se déplace en conséquence (flêches bleues)
Pour retransmettre les ondes de manière régulière et effective, la membrane doit avoir une certaine taille (tout comme une antenne de HF). Son diamètre D optimal devrait mesurer une demi longueur d'onde, soit λ/2 de l'onde. La longueur d'onde λ = c / f, c étant la vitesse du son (340 m/s) et f la fréquence en Hz. Pour la reproduction de 20 Hz la membrane devrait avoir un diamètre de 1/2 * λ = 1/2 * (c/f) = 8,5 m.
Donc un haut-parleur de 8,5m pour 20 Hz! - pour 20 kHz le calcul donne 8,5 mm. Pour cette raison, la bande de fréquence totale à reproduire par une enceinte est divisée et répartie sur plusieurs haut-parleurs.
On remarque que les 8,5 mm sont possibles, mais 8,5m est peu réaliste
La membrane est donc trop petite pour reproduire les sons graves de manière adéquate. Ceci est corrigible de plusieurs manières:
La dernière solution fonctionne fort bien: si l'on réduit la force magnétique (ou si l'on relie le haut parleur avec une résistance intercalée), la force motrice diminue et avec elle la puissance, sauf aux alentours de la fréquence de résonance, où la vibration est innée. Résultat: moins de médiums et presque autant de graves. Inconvénient: plus on réduit la force motrice, plus le mouvement de la membrane devient difficile à contrôler et la qualité de basse se dégrade. Le caisson doit également augmenter en volume pour contrôler un eventuel excès de résonance.
Quelques exemples avec le haut parleur Alcone AC 12.
Les théories suivantes sont pour qui désire approfondir ses connaissances théoriques, mais ne sont pas indispensables pour commencer à calculer votre enceinte. Pour continuer, vous pouvez passer à la section "outils" en ligne (lien au sommet de la page à droite) pour calculer vous-même l'enceinte appropriée à votre haut-parleur à l'aide de nos applications - ou bien approfondir vos connaissances..
Pour se mettre dans l'ambiance: formules pour le calcul d'un moteur de subwoofer et exemples plausibles de la force motrice.
Solutions: Utilisez un haut haut parleur avec un moteur puissant (facteur Qts plus bas que nécessaire) et reliez une résistance en série. Si vous avez des doutes à cause du facteur d'amortissement - celui-ci ne joue aucun rôle ici, comme nous l'expliquerons plus tard - ou bien utilisez la solution suivante:
L'accordement de caissons bass-reflex peut être faite d'une manière différente. Comme base, nous reprenons l'idée que le contrôle augmente et le danger de surchauffe de la bobine diminue en conséquence d'une augmentation de puissance du moteur.
L'image ci-dessous montre en rouge la courbe de fréquence d'un subwoofer fermé équipé d'un boomer au moteur puissant.
Si l'on place celui-ci dans un caisson bass-reflex de même volume, l'évent peut être accordé d'après la ligne bleue. Ceci donne une courbe plus linéaire sur toute la ligne.
Si, par contre, on utilise une syntonisation plus basse (ligne verte) on obtientra une courbe étagée.
Cet accordement provoque une augmentation de la pression sonore à partir de 60 Hz, ce qui le rend utilisable uniquement en tant que subwoofer, comme ici à gauche, avec un filtre coupant à 65 Hz, donnant comme résultat final une coupure réelle à 80 Hz (courbe totale du sub en bleu)
Avec ce type de subwoofer, le filtre subsonique doit être réglé plus bas que l'on le souhaiterait.
Pour calculer l'accordement de manière appropriée, vous pouvez utiliser un des logiciels de simulation courants comme par exemple LSP-CAD (image à gauche).
Ici avec le Alcone 12 SW4, représentant:: - en noir, la courbe de fréquence résusltante - en bleu pointillé, la courbe du boomer mesurée à la membrane (peu linéaire à cause de l'effet de l'évent à l'intérieur) - en rouge, la courbe mesurée devant l'évent - en noir pointillé la courbe de phase.
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