Antimanuel de sonorisation: C’est le Watt qu’il préfère!

Watt

   
ComGris
 Nouveau : depuis la rédaction de cet articles il est paru ceci : 

 Tutoriels Techniques du son – Saison 1 épisodes 1 à 9 avec Adobe Audition 

C’est avec le logiciel Adobe Audition que se structurera cette formation.
Vous y découvrirez des techniques de productions audio facilitées par la compréhension de la physique du son. C’est par ici >>>>>>

Epikouros_EpicureUn article raisonnablement scientifique dans le jardin qu’à sa mort Épicure nous léguât à la condition simple d’y perpétuer sa mémoire et d’y échanger des connaissances avec comme règle, s’il en est une, le faire avec plaisir.

Un sujet où le débat est ouvert. En bas de page on peut laisser un commentaire, une suggestion ou rien !


VolumeDe retour dans la grande surface qui lui a vendu un système de sonorisation pour faire Balèti dans son salon, Maurice s’exprime ainsi:
«Ho, collègue, tu m’as vendu un ampli et des baffles de 200 Wouates et j’entends un beignet.
Pas moyen de faire danser même si je mets à dix ( chiffre cabalistique en sonorisation ).
Mon collègue (un autre) il a acheté un système, pareil, de 200 Wouates et quand il a mis le son à sept ça m’a enrhumé.
Ho! collègue (le premier, le vendeur) qu’est-ce qu’il se passe, c’est en panne ou c’est pas les mêmes Wouates?»

P1010196 %28Large%29Quoi le titre? 
Qu’est-ce qu’il a le titre?

Ah oui, Antimanuel de Sonorisation! Et bien oui, un clin d’œil à un philosophe, c’est permis non? 

L’historiette narrée plus haut est assez significative de qui arrive encore quand on a affaire à des vendeurs peu scrupuleux ou bien ignorants.
Car les religions et les légendes sont tenaces même là où on les attend le moins !
 
En audio, le Watt commercial n’est pas une valeur d’intensité sonore.

Alors qui est-il ce fameux Watt [1] ?

Le watt (symbole W) est une unité dérivée du système international pour quantifier une puissance, un flux énergétique ou un flux thermique.
Et que Un watt est égal à un joule par seconde, ou un newton-mètre par seconde ou encore un kilogramme mètre carré par seconde au cube :
{mathrm {W=Jcdot s^{{-1}}=Ncdot mcdot s^{{-1}}=kgcdot m^{2}cdot s^{{-3}}}}
De même que la notion d’accélération ne doit pas être confondue avec celle de vitesse, la notion de puissance (mesurée en watts) ne doit pas être confondue avec celle d’énergie (mesurée en joules). La puissance est le quotient d’une énergie par un temps (1 W = 1 J/s).

 

Loi d'Ohm en raccourci !
Et de se remémorer qu’en électricité, le watt est l’unité de puissance d’un système où l’intensité de 1 ampère sous une tension de 1 volt est le produit de la tension par l’intensité. Ainsi l’a démontré Georg Simon Ohm.
 
 
Il est important de noter qu’en cas de courants sinusoïdaux on note Z au lieu de R ce qui indique une impédance complexe. Le dipôle considéré peut être constitué de résistances, condensateurs et d’inductances et leurs combinaisons en filtres dont l’impédance varie avec la fréquence.
A droite un cercle de formules résumant la loi d’Ohm

Un petit schéma qui résume la loi d’Ohm: un montage basique.

Ce qui est actuellement connu sous le nom de loi d’Ohm est apparu dans le livre Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (Le circuit galvanique étudié mathématiquement) en 1827.
Depuis nous en suivons les principes et grâce à lui fait de nouvelles découvertes.
 
 

Bon, je bavarde, je bavarde et il me faut revenir au propos…
Qu’est-il arrivé à notre bon Maurice et qu’à bien pu répondre le marchand de machines à sons?
Il y a deux possibilités: soit en bon mercanti, étanche à la technique mais donnant illusion, il vante les qualités sonores de l’appareil argumentant sur du vent espérant que son propos dégoulinant de menteries assommantes et écœurantes finiront par anéantir la résistance de sa victime en proie, prématurément, à une surdité sélective salvatrice, l’œil hagard fixé sur la sortie!
Ou bien, le négociant a quelques connaissances techniques assorties d’une politique commerciale honnête donc ruineuse, une rareté.  là, il proposera certainement la reprise d’une partie du matériel afin de satisfaire le balèti anti-célibat de Maurice!
La première possibilité est de loin la plus répandue en regard des publicités lues pour ce genre de produit !
 
Amplificateur  QUAD II - 15W RMS 8Ω, 1953 - 1970 Quad II  Par Harumphy de en.wikipedia.org, CC BY-SA 3.0,

Amplificateur  QUAD II – 15W RMS 8Ω, 1953 – 1970

 

 

Le bon marchand sait faire chanter les Watts, même faux !!!!!
Celui qui fait ses p´tites affaires
Avec son p´tit chapeau
Avec son p´tit manteau
Avec sa p´tite auto…
 

Les Watts de l’amplificateur.

  • La puissance efficace (Watts RMS): la seule mesure vraiment crédible.
C’est la seule puissance réelle d’un amplificateur, la seule qu’il faut lire. RMS veut dire Root Mean Square ce qui veut dire en bon François
« racine de la moyenne du carré » (ou « racine de la moyenne quadratique »). En termes plus simples je prends une sinusoïde je lui donne une forme carrée (en rouge) et j’ai, avec la hauteur du carré, ma tension efficace !
Par exemple : 1Vpk = 1/√2 = 0.707Vrms
 
Signal  Forme d’onde V
Sinusoïdal Simple sine wave.svg = Vpk/√2
Triangulaire Triangle wave.svg = Vpk/√3
Carré Square wave.svg = Vpk
Illustration: combinaison de schémas Wikipédia avec modification des formules et des formes pour la circonstance.
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Oscilloscope

Source de l’image


Concrètement, en ce qui nous concerne et en reprenant les valeurs plus haut:
Si je mesure (avec un oscilloscope) une valeur Vpk  de 40V je dois diviser cette valeur par Racine de 2:
40/√2 = 28.28V.
 
  • Il est utile de noter que pour la mesure en audio on se doit d’utiliser des multimètres «True RMS». Sinon il pourrait y avoir des mesures erronées sur des signaux complexes. 
  • La mesure VPK ne peut vraiment être effectuée, en audio, qu’avec l’utilisation d’un oscilloscope. Il en existe pour ordinateur comme Visual Analyser que l’on peut utiliser avec une carte son, d’autres utilisent un «hardware» USB.
Schématisons une ensemble amplificateur enceintes acoustiques.
Pour plus de clarté, il ne sera représenté qu’un canal, les deux étant sensés être identiques.

ampHP Watts Je conserve mes valeurs et fait appel à la loi d’Ohm pour connaitre les caractéristiques de l’amplificateur.

Détérioration du signal (écrêtage)

Détérioration du signal (écrêtage)

Si le constructeur m’a annoncé 100W sous 8Ω je dois trouver à la mesure et juste avant une détérioration du signal visible 28.28V avec voltmètre RMS. Avec un oscilloscope je dois trouver 40VPK . Sans omettre de vérifier les fréquences données par le constructeur…

En sonorisation professionnelle, il existe des amplificateurs donnés pour 1000Wrms, et même beaucoup plus, sous 8Ω. Dans ce cas la tension RMS au bornes de l’amplificateur, à la puissance maximale, sera de : U=√(R.P) soit 89.5 Volts avec un courant de I=√(P/R) soit 11.2 Ampères.

Encore un exemple de caractéristiques techniques:
Le notice nous donne :
Puissance RMS : 100W sous 8Ω  @ 1Khz avec THD (taux de distorsion harmonique) 0,1% suivi de la bande passante à 1W sous 8Ω  20 à 20000Hz +/-3dB.
Ce qui indique que le constructeur annonce bien les 100W mais ne les garanties qu’à 1kHz. Il ne se risque pas à annoncer une bande passante au-delà des 1W!!!
C’est vrai dès que le matériel est médiocre tous ces jolis chiffres s’affolent un peu avec la puissance: la bande passante se réduit et la distorsion (THD) augmente!
Quant à la fameuse THD, distorsion harmonique, je vous en parlerai dans le prochain article (on devrait s’amuser) là aussi les légendes en ont fait une sorte de bête du Gévaudan. Promis vous en écouterez les rugissements.
 

Intérieur d’un amplificateur de puissance.

CA25 Professional Amplifier 3U AMP

Maintenant la sorcellerie des Wouates! 

  • La puissance de crête  (Watts crête)
Là est le commencement de l’arnaque!  
Pour faire le calcul de cette puissance on prend VPK et on applique la formule P=U2/R dans notre cas : 402/8 soit 200W! Celle-là je l’ai déjà vue et mesurée.
Afin de ne pas trop tricher la plupart des constructeurs multiplient la puissance efficace (RMS) par la racine carré de 2. Ce qui nous donne 141W environ en gardant l’exemple du début!
 
  • La puissance Crête Crête (Watts crête à crête)
Encore plus rigolote que la précédente on prend maintenant la valeur VPP  ce qui nous donne pour notre exemple 80V soit 802/8 = 800W! Déjà vue sur des publicités.
Toujours pour faire bonne figure les constructeurs se contentent de multiplier la valeur RMS par deux fois la racine de deux soit environ 2.828 et hop 280W manu militari !
 
Par exemple: regardons à nouveau la publicité en haut de page. On nous annonce pour l’amplificateur 100W  crête à crête si j’applique ce que énoncé juste au dessus je divise cette puissance par 2x√2 soit 35W maxi.
Si je me base sur l’alimentation asymétrique de l’amplificateur de 50V et je suppose son montage en classe  B,  j’obtiens (50/2)/√2=17.67Vrms soit sous 4Ω : 78.12Wrms  (je néglige la résistance interne des transistors de puissance qui est 0.275Ω). Pour ce qui est de ces valeurs je suis très optimiste, certainement moins avec une distorsion réduite avec un montage en classe AB.
Si je me base sur les définitions plus haut : Crête à Crête = 78.12 * (2*√2)= 221W
Et si j’applique la puissance de crête: 78.12 * (√2)=110W
Dans ce cas difficile de s’y retrouver si le revendeur avait appliqué la puissance RMS nous aurions eu environ 78Wrms sous 4Ω et 39Wrms sous 8Ω en classe  B et un peu moins en classe AB. Ce que nous dis cette annonce c’est que l’on peut espérer moins de 1% de distorsion à 20W oui, mais à quelle fréquence?
En tout cas cet amplificateur ne me parait fiable qu’en dessous des 15W !
C’était un bel exemple d’embrouillamini commercial! 
 
 
  • La puissance musicale

Complètement loufoque celle-ci consiste à multiplier la puissance RMS par deux !!! Ce n’est qu’une manœuvre commerciale. A bannir absolument. Une marque qui se permet ce genre spécification ne peut être que d’une incroyable médiocrité!

  • La puissance impulsionnelle ????
Employée à des fin commerciale elle peut très vite atteindre des seuils incroyables mais immesurables! On peut multiplier la puissance RMS par des valeurs allant de 2 à 100 sans vergogne!
Quand il s’agit de vendre certains sont prêts à tout! 
 
Watts

Amplifier MC275 – manufactured by McIntosh Laboratory in 1962

Un fantastique amplificateur.


Je souligne que les quatre méthodes de spécifications signalées plus haut n’ont rien de scientifiques.
 
Elles ne doivent jamais, lors d’un achat, être prisent pour vérité. Si le vendeur insiste fuyez-le. Ce ne sont que de basses manœuvres commerciales destinés à escroquer ceux qui n’ont aucune connaissance technique. Bien évidemment, elles sont rarement employées dans la vente de matériel professionnel ou HiFi haut de Gamme.
Il y a d’autres méthodes pour vendre ce que l’on a envie de vendre!
Quand elles le sont c’est en général par des imbéciles qui détruisent les métiers du Son. 
 
Il y a longtemps de cela, j’ai travaillé chez Darty comme marchand de HiFi. J’ai fait des stages de vente dans cette entreprise où on essayait de nous convaincre que le client devait repartir avec le matériel que le vendeur avait décidé, que le client finalement n’était qu’un chéquier sur pattes. Le jeu était de vendre les produits sur lesquels le magasin avait le plus de marge. C’était, on en doute pas, bien meilleur pour le chiffre d’affaire mais certainement pas pour le client ni pour le vendeur obligé de vendre des crasses pour améliorer les fins de mois grâce à un système de prime douteux et stressant. Imaginez l’ambiance lors du retour d’un acquéreur vraiment insatisfait. Bien sûr il fallait justifier l’arnaque! 
 
6L6GCSVComme je suis dans une phase de verdunisation, je me dois de signaler, au passage, pour les amateurs d’amplificateurs à lampes, qu’il n’existe pas Watts particuliers à cette technologie.
Il y a deux mois environ quelqu’un m’a soutenu mordicus qu’il y avait une différence de «Watts» entre les amplis à transistors et les amplis à lampes, c’est à dire que 100W à lampe n’aurait rien à voir avec 100W à transistors! Le plus drôle c’est que la démonstration électrique l’a mis en colère… Un crétin qui, dans la soirée, nous a donné un super festival d’inepties techniques ralliant à lui, tel un prédicateur, tous les ignorants.  Car les religions et les légendes sont tenaces même là où on les attend le moins !
 

Tout ceci ne découle que de l’ignorance, de manœuvres commerciales fallacieuses et dans le cas de l’individu innommé plus haut une volonté de pouvoir relevant du totalitarisme car méfiant et terrifié pas la connaissance qui dévoile sa médiocrité. Mais là il s’agit plus de politique affirmant une vérité en infirmant la connaissance.


NiceAu moment où j’écris ces lignes j’apprends l’attentat de Nice nous sommes le 15 juillet 2016 il est 23H40.
Je ne sais trop que dire. Les mots plus haut me paraissent futiles. Je vais attendre un peu avant de continuer l’article.
Je vais sortir aller dans la foule un moyen de faire de la résistance, ne pas céder à la peur. Tantôt je vous parlais d’imbéciles qu’en est-il quand là?
L’inhumanité sur fond d’obscurantisme gagne du terrain chaque jour… Il ne s’agit plus de tuer mais de commettre des actes atrocement douloureux. Quelle sorte de haine peut pousser les hommes à accomplir de tels actes ?
Ça n’a pas pris beaucoup de temps pour que droite et gauche et gauche et droite et droite et gauche et gauche et droite et droite et gauche et gauche et droite et droite et gauche commencent à s’étriper dans un élan d’union et de solidarité nationale! Le uns auraient fait mieux que les autres, c’est évident…
Il est temps de reprendre, partager la connaissance est un bon moyen de lutte contre l’ignorantisme. 
D700Tannoy

D700 Tannoy


Tout ceci ne nous a pas dit, malgré quelques pistes, ce qui est arrivé à notre bon Maurice!
On sait juste qu’il utilise le même amplificateur que son collègue assourdissant. Alors qu’en est-il? 
Il est temps de se pencher sur l’élément le plus sensible de l’équipement:
 

L’enceinte acoustique.

Qu’en dit le dictionnaire du CNRTL ?
Système acoustique servant de support à des haut-parleurs et destiné à améliorer leur rayonnement sonore“ (Radio 1972).
Un coffret, comportant un ou plusieurs haut-parleurs excités par un courant électrique modulé fourni par un amplificateur de puissance
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Haut parleur – Chester W. Rice et Edward W. Kellogg

C’est certainement l’élément le plus difficile à réaliser car c’est lui qui fera le pire travail: interfacer l’électronique avec l’atmosphère. C’est à dire rendre le courant électrique audible !

Le premier haut-parleur à bobine mobile a été breveté le 10 décembre 1877, brevet accordé à Werner von Siemens. Leur forme actuelle remonte à 1924 date du dépôt de brevet par Chester W. Rice et Edward W. Kellogg. Ils déposèrent aussi le brevet d’un amplificateur capable de fournir une puissance de 1 watt pour leur dispositif. Ce haut-parleur, pour la petite histoire coûtait 250$ à l’époque soit 3000$ aujourd’hui!

Mais je ne vais pas m’attarde sur l’historique de l’objet sonore, mais aller droit au problème c’est à dire le couplage amplificateur – enceinte acoustique et ce qu’il en résulte.

Quand on travaille en sonorisation c’est assez souvent que revient cette question «Elles font combien de Wouates vos baffles ?». Revient encore l’unité si chère aux marchands. Unité que l’on peut appliquer à un fer à repasser avec cette extraordinaire différence que le dernier qui m’a vu m’en servir n’est plus tout jeune!
Cette unité ne veut dire: à quelle intensité et par conséquent à quel voltage maximum votre haut-parleur de 8Ω ( ou 4Ω et plus rarement 16Ω) peut-il travailler sans dommage et sans limitation de temps? 

 Effectivement, las, je peux par exemple répondre 450W (pour 8Ω: 44.7V). En aucun cas le chiffre annoncé nous donnera une quelconque idée le niveau sonore. Il va falloir passer par une notion un peu plus délicate:


Le rendement du Haut-Parleur.

Quand un fabriquant d’enceinte acoustique décide de réaliser un nouveau modèle, avant de mettre sur le marché, il lui fera subir la question ordinaire et extraordinaire afin que l’expérimentation corrobore la théorie. Toutes ces données devront être respectée le temps de la construction de dizaine d’enceintes acoustiques afin que les derniers construites aient les mêmes caractéristiques que les premières.

Réponse en Fréquence: 50 Hz – 28 kHz
Impédance: 8 Ohms
Puissance d’amplification: 200 Watts RMS
Rendement : 91,5 dB 1W 1kHz à 1m
Voici un extrait des caractéristiques techniques d’une enceinte domestique.
C’est basique mais il y a d’importantes indications.

Réponse en fréquence d'un système acoustique.

Réponse en fréquence d’un système acoustique.


Réponse en fréquence:
 
qui, comme son nom l’indique donne les fréquences restituées par l’enceintes. Dans un prochain article, je détaillerai les enceintes acoustiques. 
 
Pour résumer: une norme s’est imposée selon laquelle l’oreille humaine percevrait les sons dans des fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz. Cette normalisation ne correspond pas à la réalité psychoacoustique de chacun, c’est seulement une moyenne.
 

Pour cette enceinte la valeur annoncée est correcte si le constructeur est honnête. Il y a des milliers de façons de tricher à ce jeu mais ce sera dans le sujet d’un autre article.


 Courbe Z HP - WattImpedance:   Il s’agit d’une moyenne… Les enceintes acoustiques sont un peu capricieuses et leur résistance varie en fonction de la fréquence. Tel qu’on peut le constater sur le graphe à droite.
Abscisse x: Fréquences en Hertz.
Absicsse y: impédance en Ohms.


Loudspeaker-bass

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Puissance d’amplification:
 
Là, c’est un peu la jungle, il faut chercher une valeur RMS toutes les autres sont douteuses. Par exemple on aurait pu ajouter à cette enceinte la valeur spectaculaire de 450W Peak. Ce qui veut dire que pendant un court instant l’équipage électromagnétique d’icelle peut supporter 450W soit 60V… Certes mais pendant combien de temps et à quelle fréquence?
La chose qui est en principe sure ici est que notre enceinte pourrait fonctionner au régime de 200W soit 60V pendant plusieurs jours sans incident et cela à toutes les fréquences de l’acuité humaine. 
 
Schéma d’un haut parleur
  1. Aimant permanent
  2. Bobine (ça chauffe et quand ça casse c’est là que ça se passe !!!!)
  3. Suspensions de la…
  4. Membrane
  5. Le tout dans un châssis parfois appelé saladier.

Rendement  :
 
ou sensibilité de l’enceinte.
C’est peut-être ici que réside le problème de Maurice…
 
Ce qu’il y a de marqué dans les spécifications:
91,5 dB 1W 1kHz à 1m ce qui veut dire en clair que dans une Chambre anéchoïque, comme illustré plus haut, a été placée une enceinte acoustique et un microphone de mesure est positionné à un mètre d’icelle. Sur la photo il a l’air un peu plus loin mais peu importe la norme est d’un mètre.
Un signal d’un Watt sous huit ohms (2.83V) à une fréquence d’un kilohertz (1000 hertz) a été envoyé aux bornes de l’enceinte.
Le microphone calibré a détecté une pression acoustique de 91.5dB.
A partir de là on peut dire qu’à cette fréquence avec une puissance de 200W, toujours à un mètre le niveau sonore sera de 91.5+10*log(200)=114,51dB dans les conditions de décrites auparavant.
Dans votre salon il y aura une différence due au interférences engendrées par la géométrie et  la géographie de la pièce mais ce petit calcul nous donne quand même une bonne estimation du niveau sonore pour une enceinte acoustique.
Prenons un autre exemple:
CourbeTan

Bande passante “lissée” d’une enceinte acoustique.


En plus des caractéristiques techniques habituelles le constructeur vous donne la courbe de réponse pour 1W / m dans l’axe : Il est bien plus aisé de «voir» le son de cette enceinte même si  la courbe de réponse même si celle-ci à été écrite dans une chambre sourde.
 
440 Hz       : 95dB /1W / 1m
880 Hz      : 98 dB/1w/1m
1000 Hz    : 95dB /1W / 1m

10000 Hz : 97dB /1W / 1m


 Avant d’aller plus avant, un petit rappel sur les niveau en décibels: 
Niveaux sonores - Illustration PolBr

Niveaux sonores – Illustration PolBr

En mesure du bruit, le décibel, souvent abrégé dB, exprime le rapport de puissance entre ou la pression acoustique et une valeur de référence qui correspond à un son imperceptible.

En audio et particulièrement pour les enceintes acoustiques on utilise le dB SPL.

Le niveau de référence pour 0dB SPL est 2×10-5 Pa soit 20 micropascals. c’est une infime variation de la pressions atmosphérique qui varie autour de l’atmosphère normale, soit 101 325 Pa !

Niveaux sonores.
Le niveau en décibels est égal à 20(log10P/Po) où P est la pression acoustique et P0 est égal à 2×10-5Pa (0.00002Pa).

Note : Le bruit, s’il n’y a pas d’obstacle (on dit en champ libre) se disperse dans toutes les directions. Lintensité acoustique ( W⋅m-2, watts par mètre carré) diminue à proportion de la surface sur laquelle la puissance se répartit au fur et à mesure que l’onde sonore s’éloigne de la source. Si la distance parcourue double, la surface quadruple. L’intensité acoustique, c’est-à-dire la puissance par unité de surface, se divise donc par quatre. Doubler la distance en champ libre, c’est retirer 6 dB. D’une façon générale, le niveau sonore en champ libre est inversement proportionnel au carré de la distance, c’est-à-dire à la distance multipliée par elle-même. L’écart entre deux mesures de la même source en champ libre à des distances différentes est la valeur en décibels du rapport des distances. [Source]

Personnellement j’utilise un petite formule: Niveau de la source – 20log10(distance).

Avec l’exemple plus haut à 1000 Hz    : 95dB /1W / 1m
Niveau à 2m →  95dB-20log10(2) = 88,979dB ≅ 89dB = 95dB-6dB  (on a doublé la distance)
Niveau à 7m  → 95dB-20log10(7) = 78.09dB
 

Note : Le réflexe stapédien protège l’oreille interne en agissant sur un muscle de l’oreille moyenne, de façon à diminuer la transmission des vibrations sonores. Il se déclenche au moment de parler et à l’exposition à un son supérieur de 80 dB environ au seuil de l’audition. Le muscle stapédien se fatigue, et, au bout d’un certain temps, ne peut plus assurer sa fonction protectrice. C’est pourquoi on estime que le déclenchement du réflexe stapédien correspond à l’entrée dans la zone dangereuse pour l’exposition sonore prolongée.[Source]


La3  440Hz -50dB
La3  440Hz -40dB
La3  440Hz -30dB
La3  440Hz -20dB
La3  440Hz -10dB
La3  440Hz – 0dB
Concrètement qu’entendons-nous quand le niveau change?

Voici six échantillons sonores Enregistrés à des niveaux différents. Sans changer le volume de votre ordinateurs écoutez chaque échantillons afin de mieux appréhender les niveaux sonores.

Les signaux test ci-contre doivent être employés avec prudence. le niveau d’écoute est géré par la carte son de votre ordinateur. Par conséquent, attention avec le 0dB surtout si vous montez le son pour entendre le -50dB!!! Si vous écoutez au casque faite encore plus attention: les petits haut-parleur d’icelui sont très près de vos tympans. Il est donc possible d’obtenir de très forts niveaux avec une petite énergie. Beaucoup de traumatismes de l’oreille sont irrémédiables.

440Hz-0dBfsWav

Le signal à 440Hz à 0dB analysé Format wav.

Les chiffres sont négatifs car ce sont des niveaux décibel pleine échelle (dBFS) car Le signal a été fabrique de manière numérique, 0dB étant le niveau le plus fort que l’on puisse enregistrer sur un fichier audio.

Le dB FS, sigle anglais pour «Decibels relative to Full Scale» (Décibels relatifs à la pleine échelle), est une unité de niveau de signal audio numérique. Elle indique le rapport entre le niveau le plus bas de ce signal et le niveau le plus élevé qui puisse exister avec son échelle de valeurs numériques. La Suite >>>

Par exemple -144dB à 0dB pour un signal audio numérique en 24 bits soit 20Log10(224).

J’ai converti les signaux de format “wav” (48000kHz 32bits) en format mp3 192 kbit/s pour le «streaming» (lecture en continu). Même s’il y a une différence détectée par les analyseurs audio elle reste minime et quasiment inaudible à cette fréquence. 

Retour au sujet principal!
La différence de niveau constatée par Maurice est certainement due aux enceintes acoustiques. Avec un rendement différent nous avons un niveau différent pour le même nombre de Watts.
Dans l’exemple ci-dessous vous pourrez pour deux enceintes acoustiques différente apprécier la différence notable de niveau.
Avec ces deux fichiers audio de bruit rose vous ressentirez la différence de 14dB entre deux rendements: attention ça pique un peu!
<<<<<  Enceinte de salon 87 dB / 1W / 1m  comparée à une enceinte de sonorisation 101 dB / 1W / 1m  >>>>>

WattsCertains se laissent séduire par les Watts qui est une unité de physique importante mais facile de manipulation dans l’imaginaire collectif.
 
Outre la bande passante souvent annoncée de manière cavalière il est important dans le choix d’un système audio de déjouer les pièges commerçants!
Il est important de lire les notices détaillées du matériel convoité surtout en ce qui concerne les enceintes acoustiques le maillon le plus sensible.
Les tous premiers modèles ALTEC LANSING A7 dites “Voix du Théâtre” datant de 1945, (VOTT Voice Of The Theatre) étaient volumineuses mais avaient un très haut rendement : 101 dB/Watt/Mètre!
A cette époque les amplificateurs de plus de 100W étaient rares et extrêmement volumineux il fallait, pour de la sonorisation professionnelle, du très haut rendement. Il était donc aisé avec un amplificateur de 100W d’obtenir 121dB à 1m.
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Crown DC300 – 1967

Photo: Binksternet


Dés 1967 la firme Crown avec le DC300 propose un amplificateur de 2 x 150W. c’est le début des amplificateurs à transistors de puissance modernes. Vous pouvez lire la notice de l’époque ici. Les caractéristiques y sont remarquables et on souhaiterait que les notices actuelles soient aussi détaillées!!! (Rendons la justice: même rares certaines ont été écrite avec le soucis du détail!)
 
Watts

Linski design:

enceintes acoustiques en béton

Quand aux enceintes le choix est difficile…
Des centaines de modèles des plus fonctionnels au plus “designs” du meilleur son au plus catastrophique les enceintes acoustiques sont les médias d’une culture sonore importante.
Leur rôle est très sérieux. Beaucoup de gens ne connaissent le son des instruments et des orchestres qu’à travers cet objet. Que ce soit en sonorisation professionnelle en en écoute domestique souvent le choix est difficile.
Savoir décrypter un fiche technique est un plus lors d’un achat.
 
En dessous un extrait de notice technique avec quelques explications en rouge et à la dernière ligne la courbe de réponse de l’enceinte acoustique. Je ne nomme pas car le nom des marques a trop d’influences pour une étude de choix. Si vous citez un nom connu, les gens vous dirons que ce sont de bonnes machines même s’il s’avère que le choix se soit fait sur un modèle raté de la gamme et/ou qu’ils n’y comprennent vraiment rien !
Outre l’impédance, la puissance, le rendement certaines données du tableau nous renseignent sur la «couleur sonore» de l’enceinte. Il n’y pas que la bande passante qui définit le son d’une enceinte, il y a les taux de distorsions harmoniques à différentes fréquences. Ce sont là des caractéristiques plutôt rares et pour cause: dans la plupart des cas les chiffres sont catastrophiques!
Seules des enceintes bien conçues en ont un taux relativement bas. Les enceintes de monitoring des grands studios d’enregistrements (même des petits) doivent être le plus linéaire possible en bande passante et leur taux de distorsions extrêmement bas. Rien est laissé au hasard, ce type d’enceinte peut être comparé à un instrument de mesure couplé sur nos oreilles.
 
De nos jours tout est mesurable!
La subjectivité, chère aux journalistes un peu trop audiophiles, aux ignorants et autres commerçants, tient plus du numéro de divination astrologique dans un cirque que d’une réalité scientifique! Si on arrive, actuellement, à détecter le boson de Higgs croyez bien que la «subjectivité magique» ne résistera pas longtemps à la mesure moderne, le moindre ordinateur domestique peut-être transformé en banc de mesure plus que précis! Mais les spécialistes de la subjectivité maladive et leurs thuriféraires continuent leur besogne d’inculture empreinte du chiffre d’affaire, il faut bien vendre des Bibles!
Car les religions et les légendes sont tenaces même là où on les attend le moins !
 
Par conséquent décryptons!

Caractéristiques techniques d’une hypothétique enceinte acoustique.

Input Impedance 4 Ω (Nominal) Impedance
Anechoic Sensitivity 93 dB/2.83 V/1 m 
Là un piège: 2.83V sur 4Ω donne 2W!
Il faut recalculer la sensibilité pour 1W sous 4Ω soit 2V.
93dB-20*LOG(2,83V/2V) soit ≅ 90dB 
Frequency Response +1. -1.5 dB
(60 Hz – 22 kHz)
Bande passante (+/-1.5dB)
Low Frequency Extension -3 dB: 54 Hz
-10 dB: 35 Hz
Bande passante (-3dB)&(-10dB) 
Enclosure Resonance Frequency 33 Hz Résonance du coffret
Long Term Maximum Power (IEC265-5) 200 W continuous average; 800 W peak
L’équipage électro-magnétique doit supporter une moyenne de 200Wrms continuellement et un pic de 800W.
   
Niveau SPL Max : 90dB+10Log10(200W)=113dB à 1m ce qui est correct.
 

Norme CEI : norme de mesure de la puissance admissible d’un haut-parleur, exprimée en Watts CEI (ou IEC).

Conditions climatiques normales : température 15°C à 35°C, humidité relative 25% à 75%, pression atmosphérique 860hPa à 1060hPa. Signal de test: bruit permanent gaussien pondéré, sans limitation d’amplitude (dont le spectre de fréquences répond aux conditions suivantes : bande plate de 125Hz à 1,25kHz, atténuation de part et d’autre à -3dB/octave jusqu’à 31,5Hz et 5khz, atténuation de fin de bande -6dB/octave), le facteur de crête doit être compris entre 1,8 et 2,2. La puissance nominale de bruit est calculée selon la formule suivante P=UN²/R

R est soit 4,8 ou 16 Ω 
UN est la tension nominale de bruit, que le haut-parleur peut supporter en permanence sans dommage mécanique ou thermique lorsque nous appliquons le signal de bruit en le limitant au domaine nominal de fréquences).
Le haut-parleur en test est soumis à la tension nominale de bruit UN pendant 100h, après une période de repos de 24h il ne doit pas révéler de modifications significatives de ses caractéristiques, hormis la fréquence de résonance dans des proportions acceptables.
L’enceinte (facultative) utilisée durant le test ainsi que le domaine nominal de fréquences doivent être spécifiés par le constructeur.
Recommended Amplifier Power 150 W – 1000 W (into 4Ω) 1000W avec grande prudence – 200W c’est bien!
High Frequency Control 0 dB, -1 dB (2.5 to 20 kHz) Atténuation dans l’aigu possible (voir courbe plus bas)
Distortion, 96dB SPL, 1m 2nd Harmonic (below 120 Hz): <1.5%
3rd Harmonic (below 120 Hz): <1%
2nd Harmonic (120 Hz to 20 kHz): <0.5%
3rd Harmonic (120 Hz to 20 kHz): <0.4%
(Below = En dessous de)

Distorsion: les données les plus rares des fiches techniques car souvent peu flatteuses et terrifiantes pour l’acheteur tant on lui vante des taux de distorsions extrêmement bas en électronique. Une carte son Focusrite Rednet 3 peut sans problème frôler avec les 0.00003% THD+N ( Distorsion + Bruit ) soit -130dB. Quand on regarde les chiffres à gauche cela nous laisse rêveurs: pas de subjectivité, de la technique!

J’écrirai sur le sujet distordant (de rire) dans un prochain article.

Distortion, 102dB SPL,  m 2nd Harmonic (below 120 Hz): <1.5%
3rd Harmonic (below 120 Hz): <1%
2nd Harmonic (80 Hz to 20kHz): <1%
3rd Harmonic (80 Hz to 20kHz): <1%
(<0.4%, 250 Hz – 20 kHz)
Low-Mid Frequency
Crossover
4th Order Acoustic Linkwitz-Riley: 250 Hz Description des filtres.
Mid-High Frequency Crossover 4th Order Acoustic Linkwitz-Riley: 2.2 kHz
courbeconclusion

Courbe de réponse avec et sans l’atténuation des hautes fréquences

C’est la fin de cet article où j’espère que vous saurez un peu mieux dénouer les arcanes de l’obscurantisme phonique! 


On choisit son système d’écoute. Même si l’on vous «guide» vous devez rester maître de la situation. Si vous achetez des enceintes de salon recherchez la qualité sonore. Un haut rendement n’est pas synonyme de qualité, pas plus que ne l’est un bas rendement, c’est une question d’utilisation .
Un modéle 86dB/1W/1m supportant 60W peut largement suffire pour une écoute domestique. Ce qui nous donne 103.7dB à 1m et si vous êtes à trois mètres de vos enceintes il vous en restera encore 94dB de quoi rendre vos voisins phonophobes ou misophones!
 
Bien évidement il faut demander à écouter le matériel avec votre musique et non pas celle du commerçant qu’il choisira flatteuse le bougre!
Il n’existe pas d’enceinte ni d’amplificateur Rock, Jazz, Techno ou Classique, encore un boniment destiné à vous berner. Un bon matériel passe tous les styles de musique.

Notre bon Maurice, qui cherche l’âme sœur dans son salon discothèque, aurait-du acheter du matériel avec plus de rendement et pourquoi pas un petit système de sonorisation plus adapté aux soirées dansantes? Et par le fait assurer son mariage!

Bien sûr il faut aussi adapter son budget… Tâche ardue pour que tout soit conforme au matériel envisagé à moins de dépenser sans compter 🙂 !

Si vous êtes passionné de musique et que vous l’écoutez sur votre ordinateur, branchez-le sur votre chaîne HIFI! Rien n’est plus terrible que les enceintes vendues avec l’informatique!


Annexes:
 
 Classeur1Afin de profiter pleinement de l’écoute de la musique dans un salon cette configuration serait parfaite !
Les enceintes de salon n’ont généralement pas le rendement des enceintes professionnelles cependant leur qualité d’écoute peut être excellente.
 Prenons par exemple une enceinte de salon aux caractéristiques suivantes:
  • Rendement 87 dB de niveau acoustique pour 1 Watt à 1 m 
  • Tenue en puissance 100W
Avec un amplificateur de 100W , si vous êtes à 2.5m ( d2-d3 ) des enceintes, vous pouvez obtenir l’estimation du niveau sonore maximum au point d’écoute idéal:
 
Pour une enceinte à 1 mètre :
87dB + 10 * log(100W) = 107dB à 1m
 
Pour une enceinte à votre point d’écoute soit à 2.5 mètres : 107dB – 20 * log(2.5m) = 99dB à 2.5m
 
Ce qui, pour une écoute domestique, est très confortable.
Si votre appartement, au calme, a un bruit de fond continu de 25dBspl[1]

 vous pouvez espérer une dynamique de 74dB.

 
 Télécharger la feuille de calcul 
 

 Voir la page de calculs >>>>>


 GraphURacinePR


NiveauxWetD


A propos de James Watt à qui on a fait l’honneur d’une unité de physique :

Né le à Greenock en Écosse – mort le à Heathfield Hall, dans sa maison à Handsworth (localité maintenant intégrée à Birmingham) en Angleterre est un ingénieur écossais dont les améliorations sur la machine à vapeur furent une des étapes clé dans la révolution industrielle.

C’est là >>>>


Ohm

Georg Simon Ohm

A propos de Georg Simon Ohm à qui on a fait l’honneur d’une unité de physique :

 

né le à Erlangen en Allemagne et mort à 65 ans le à Munich, est un physicien allemand ayant étudié à l’Université d’Erlangen.

Professeur d’université, Ohm a commencé ses travaux de recherche par une étude sur la cellule électrochimique récemment inventée par Alessandro Volta. En utilisant du matériel de sa propre invention, Ohm a découvert l’existence d’une relation de proportionnalité directe entre la différence de potentiel appliquée aux bornes d’un conducteur et le courant électrique qui le traverse, ce qu’on appelle maintenant la loi d’Ohm.

La Suite >>>>


 Note

  • Classe A : Chaque transistor (ou tube) fonctionne 100 % du temps et traite 100 % du signal. L’absence de commutation entre les alternances positives et négatives évite la distorsion harmonique associée. Le faible rendement de cette topologie la réserve à des étages de puissances modérées.
  • Classe B :

    Le circuit classe B utilise au minimum 2 transistors en « push-pull » symétrique : Un composant traite l’alternance positive, l’autre l’alternance négative du signal. Le rendement est meilleur qu’en classe A. La non-linéarité du fonctionnement au passage de l’alternance positive vers l’alternance négative introduit une distorsion harmonique plus importante.
  • Classe AB : fonctionne comme un Classe A à faible puissance (augmentation du temps de conduction des transistors) et bascule sur le fonctionnement de Classe B à des puissances plus élevées. Cela permet une absence de distorsion lorsque le signal est faible. Lorsque le signal est important la distorsion est présente mais masquée par l’amplitude du signal, en conservant l’avantage du rendement. C’est une classe très courante en hi-fi et en sonorisation.

La suite >>>


Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt Watt

A propos Frank Lovisolo-Guillard

Frank Lovisolo est un réalisateur multimédia demeurant à Toulon (France).
Compositeur de musique, il s’est intéressé à l’image pour illustrer ses œuvres musicales.
Frank Lovisolo is a multimedia film-maker who lives in Toulon (France)
He is also a music composer and has always taken an interest in visual representation to illustrate his musical works.

Lien pour marque-pages : Permaliens.

6 Commentaires

  1. What??

  2. Allo allo ! Quiès ? Ici la terre – stop – j’entends plus couic ! – stop – Alerte tympans ! – stop – Des babybels pleins les esgourdes – stop – Signé Pr Tournesol des ex RG.

  3. Ouf !!!

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