Subwoofer asservi

[LCD 31]

Comme je n'ai pas lu le post et que je ne connais pas bien ce sujet j'ai besoin d'une petite explication

Je crois a voir compris qu'on asservit la membrane en accélération (le capteur mesurant une accélération)

la vitesse est la dérivé de la position,
l’accélération est la dérivé de la vitesse ...

Mais la pression acoustique est homogène à quoi ?... (j'ai l'impression que ça va être entre deux car l'air est "mou" !)

[Denis31]

A l'accélération / la surface du cône

[J-C.B]

LCD31, Denis,

<<Mais la pression acoustique est homogène à quoi ?>>
La pression est le rapport entre une force F appliquée à la normale (perpendiculairement) d' une surface S. => P=F/S.
La dynamique nous apprend qu'une force est le produit d'une masse M par une accélération gamma => F=M.gamma. C'est une des ses lois fondamentales.
La pression est donc le rapport du produit masse M par l'accélération gamma , sur la surface S. => P= M.Gamma/S.
Dans nos repères terrestres, la masse et la surface sont des constantes, ce qui amène à dire que la pression est une fonction de l'accélération Gamma.

Le problème, souvent oublié, qui se pose pour un HP est le couplage entre sa membrane et l'air. Si l'air est principalement pesant aux fréquences basses , l'effet de viscosité (résistance) et de raideur se font sentir très vite. De ce fait l'effet de masse du milieu bénéfique à la transmission du message sonore, est vite freiné. Cet effet est représenté par son impédance de rayonnement acoustique, dont l'expression mathématique n'est pas des plus simples. Simplifiée et apparentée à un circuit électrique analogue, elle est une inductance(représentative de la masse d'air qu'excite le cône) // à un ensemble constitué d'une résistance en série avec une autre résistance, cette dernière // à une capacitance (représentant la compliance de l'air impartie au rayonnement).

Ne maitrisant pas suffisamment la théorie des alims à découpage, je ne m' aventurerais pas à faire un rapprochement hâtif avec la double boucle du système que je propose.
L'idée directrice est que l'asservissement en pression par accéléromètre, la pression sonore étant analogue à une tension, La boucle d'asservissement peut être identifiée à une pure rétro réaction tension/tension. L'adjonction d'un asservissement en vitesse, ne peut que faciliter l'action de cette rétro réaction. A la simulation le résultat est plutôt encourageant.

Cordialement

[LCD 31]

LCD31, Denis,

<<Mais la pression acoustique est homogène à quoi ?>>
La pression est le rapport entre une force F appliquée à la normale (perpendiculairement) d' une surface S. => P=F/S.
La dynamique nous apprend qu'une force est le produit d'une masse M par une accélération gamma => F=M.gamma. C'est une des ses lois fondamentales.
La pression est donc le rapport du produit masse M par l'accélération gamma , sur la surface S. => P= M.Gamma/S.
Dans nos repères terrestres, la masse et la surface sont des constantes, ce qui amène à dire que la pression est une fonction de l'accélération Gamma.

Merci pour ce rappel des bases (les cours de mécas sont lointains pour moi )

Le problème, souvent oublié, qui se pose pour un HP est le couplage entre sa membrane et l'air. Si l'air est principalement pesant aux fréquences basses , l'effet de viscosité (résistance) et de raideur se font sentir très vite. De ce fait l'effet de masse du milieu bénéfique à la transmission du message sonore, est vite freiné. Cet effet est représenté par son impédance de rayonnement acoustique, dont l'expression mathématique n'est pas des plus simples. Simplifiée et apparentée à un circuit électrique analogue, elle est une inductance(représentative de la masse d'air qu'excite le cône) // à un ensemble constitué d'une résistance en série avec une autre résistance, cette dernière // à une capacitance (représentant la compliance de l'air impartie au rayonnement).

La, ça se complique, "je le sens" un peu moins (mais c’est ce dont que je voulais parler quand je disais que l’air était "mou" ou élastique )

Ne maitrisant pas suffisamment la théorie des alims à découpage, je ne m' aventurerais pas à faire un rapprochement hâtif avec la double boucle du système que je propose.
L'idée directrice est que l'asservissement en pression par accéléromètre, la pression sonore étant analogue à une tension, La boucle d'asservissement peut être identifiée à une pure rétro réaction tension/tension. L'adjonction d'un asservissement en vitesse, ne peut que faciliter l'action de cette rétro réaction. A la simulation le résultat est plutôt encourageant.
Cordialement

Mais je suis sur que Robert à la réponse (l'idée dans une alim à découpage et d'avoir une deuxième boucle "courant" plus rapide que la boucle tension car la tension est l'intégrale du courant de la self dans le condensateur de sortie, en évitant une intégration dans cette boucle, l'asservissement répond plus vite vis à vis des transitoires de charge tout en étant plus stable)

[Denis31]

bonjour JCB, merci pour ta précision, j'aurais deux-trois questions si tu veux bien, concernant des ordres de grandeur :
1/ ce pb de l'impédance complexe de l'air a-t-il des effets significatifs pour un hp "sub" (disons sous 100Hz) ?
2/ comment la surface de membrane influe-t-elle sur ce point ? (intuitivement, plus la membrane est grande, moins le pb se pose)
3/ vis-à-vis de ce pb, le rayonnement d'un évent peut-il être assimilé à celui d'une membrane ?
4/ si oui et autrement dit, y'a-t-il un intérêt vis-à-vis de ce pb, a avoir un évent de grande surface ? (pour les fréquences très basse, disons 20-50Hz, et sans parler du pb de bruit d'écoulement)
5/ au niveau des prises de son: j'imagine que le problème inverse se pose à l'interface air/micro; mais il n'est pas corrigé, dans ce cas (à ma connaissance). Qu'en penses-tu ?

merci

[SoulMan]

N'étais ce pas là l'occasion de démarrer un nouveau fil?

[J-C.B]

Bonjour Denis,

En ce qui concerne tes questions 1 et 2
D'une manière simplifiée, la masse d'air rayonnante du HP à membrane circulaire est égale à 8.Ro.rd.Sd/3.Pi, dans laquelle Sd est le diamètre actif et rd le rayon correspondant de la membrane. Ro, la masse volumique, ou densité de l'air ( elle dépend de l'état de l'air et est généralement chiffrée entre 1,18 et 1,2 dans la littérature)
Cette masse est celle de l'air qui serait contenue dans un cylindre de surface Sd et de profondeur 8.rd/3.PI soit environ 0,8.rd ou 0,4.Dd (Dd le diamètre actif)
L'effet de masse, bénéfique au transport est limitée par un ensemble placé en parallèle et constitué:
d'une résistance Rmr1= Ro.c.Sd en série avec une autre résistance Rmr2 peu différente de 0.441 Rmr1 et parallèle avec une compliance dont le volume d'air est équivalent à 1,89.rd.Sd soit 0,945.Dd.Sd.
Cette compliance est celle d'un volume d'air incluse dans un cylindre de surface Sd et de profondeur approchant le diamètre du HP.
Comme tu le vois, ces caractéristiques dépendent directement de la surface du HP.
L'important est d'assimiler le fait que cette impédance est à l'image de la réaction de l'air sur la membrane et qu'elle est de ce fait l'agent de liaison entre le mécanisme du HP et l'air ambiant
A noter que le HP est considéré comme un piston rayonnant. Ces valeurs ne correspondent pas à celle d'un dôme assimilé à une portion de sphère oscillante dont l'impédance de rayonnement y est moins torturée.
Ce qui fait penser que le mode de rayonnement de la membrane et de son dôme cache poussière (rigide) ne sont pas identiques. Vu dans ce sens, l'emploi d'un dôme inversé trouve toute sa signification.

En ce qui concerne les évents d'un BR. Les corrections d'extrémités correspondent à cette impédance de rayonnement. En ce qui concerne sa surface relative à celle du HP, il me semble qu'un rapport peu éloigné de 1 soit souhaitable. Les enceintes Jensen (Onken) ont un ratio de 0.75.
De plus, l'enceinte est souvent considérée comme une compliance pure. En fait elle est également constituée d'une masse de rayonnement arrière dépendant du rapport entre la surface de membrane, la surface de la face avant de l'enceinte et enfin de sa profondeur.
L'équation du BR que l'on trouve dans la littérature est donc simplifiée. Elle est suffisante dans de nombreux cas mais elle ne fait pas intervenir ces derniers paramètres.
J'ai une amorce d'analyse de l'enceinte BR qui va dans ce sens sur mon blog " http://www.delapucealoreille.com " (Je le terminerai bientôt). Tu y trouveras également le comportement de l'impédance de rayonnement et ses implications dans les articles "HP intro" et ceux sur l'asservissement.
J'ai un début de simulation d'une enceinte BR que je mettrais sur la toile prochainement afin de montrer qu'en matière de linéarité et de temps de propagation de groupe (Tpg), l'asservissement est supérieur au BR.
En ce qui concerne les micros, il n'en est pas tout à fait de même, ce dernier étant récepteur. Toutefois sa géométrie a une influence sur l'écoulement de l'air. La distance qui sépare la source au micro est également influente sur la réponse. Une approche (encore une) existe dans "la chaine électroacoustique".

Cordialement.

Cette couleur indique une modif

[Denis31]

je relirais ça avec un bol d'aspro.
Je charrie, c'est à moi de m'y coller sérieusement, bien sûr...
Mais d'abord une autre question: est-ce que l'effet de tout ça, peut se voir en simplifiant, comme une part de perte de rendement par échauffement de l'air, et une part de déphasage ? Et si oui, quels seraient les ordres de grandeur, par rapport a ce qui se passe dans le HP non asservi ?

[J-C.B]

Denis,
Tout élément résistif produit de la chaleur. Par contre, masses et compliances accumulent et restituent l'énergie qui sera dissipée dans un élément résistif.
Asservi ou non, les éléments de rayonnement existent sans modification aucune. L'asservissement, via une modification de l'amplitude et la phase du mouvement provoqué par l'ampli, compense tout ou partie des effets indésirables.
Un lien montrant les effets d'une simulation d'un GT120 asservi en vitesse (pont) et en pression (via un accéléromètre). Le tracé est en vert. La courbe rouge est celle du HP dans une enceinte close de 25dm3. Les courbes pointillées sont celles des temps de propagation de groupe respectifs.
Le HP asservi est précédé d'un filtre passe haut du second ordre (Q=0,707) dont la fréquence de coupure est de 16 Hz
http://ddata.over-blog.com/xxxyyy/1/74/ ... 0_PetV.jpg
Cordialement

[tropodator]

Il y a un coin pour les PA, merci d'éviter le "racolage".
Breizheau

[PhC]

Il y a un coin pour les PA, merci d'éviter le "racolage".
Breizheau

?????

[SoulMan]

tropodator a des W15GTI à vendre... il à du les proposer là avant qu'un modo n'édite le message.

[breizheau]

Et vi. Il y a une section pour les ventes.

[Grand_Floyd]

Bonjour à tous!
Etant à la recherche d'un boomer pour mon asservissement, autre que le fameux JBL 15WGTI j'ai trouvé le modèle BM-15W chez P.AUDIO qui me semble intéressant : haut rendement , descent d'une manière linéaire jusqu'à 20Hz avec un niveau de environ 86dB.Ce qui ne soliciterai pas trop l'asservissement à mon avis.N'étant pas trés expérimenté dans les domaine des HP, j'aimerai avoir votre avis sur ce choix si toutefois il y en a qui l'on essayé!

http://www.p-audio.co.uk/products/db_pr ... bm-15w.htm

Description :

HIGH POWER MID-BASS

Size (in.) 15.0

Nominal Diameter (mm) 380

Standard Impedance (Ohm) 8 Ohm

Power RMS (Watts) 350

Power Program (Watts) 700

Sensitivity 1w/1m (dB) 100

Basket Materia Die cast aluminum

Cone Materia Paper

Poles Material 1008 Cold Roll Steel

Magnet Material Ferrite
Voice Coil Material aluminium+fiberglass

Voice Coil Diameter (in.) 4.0

Fs (Hz) 33.0

Qts 0.24

Vas (lt) 316.37

Xmax (mm) 4.5

Net Weight (kg) 9.44

Gross Weight (kg) 10.84

[Denis31]

Bonjour,
le x-max n'est pas terrible pour un sub clos.