5.2 Choisir les Haut-Parleurs


Sommaire

5.2.1-Choisir le haut-parleur de grave
5.2.2-Choisir le médium (MAJ 11/01/2012)
5.2.3-Choisir la compression
5.2.4-Choisir le pavillon (MAJ 19/01/2012)
5.2.5-Directivité des pavillons (MAJ 6/02/2012)


5.2.1 CHOISIR LE HAUT-PARLEUR DE GRAVE

Le premier critère de choix peut être exprimé ainsi : "il faut que ça déménage !".

En clair, le caisson de grave doit pouvoir déplacer de l'air !

Ce qui s'exprime par un volume déplacé Vd élevé. Le haut-parleur doit être de grand diamètre (surface d'émission Sd élevée) et avoir un déplacement maximal Xmax élevé.


Une façon d'obtenir une surface d'émission élevée est de multiplier les haut-parleurs, mais ceci ne garantit pas obligatoirement le résultat.

Ainsi, Jean Hiraga dans le banc d'essai de la JBK S4800 (RDS298), équipé du 38cm 1500 FE, trouve le grave "plus homogène, plus rapide et mieux exploré dans sa première octave" que celui de la JBL S5800 équipé de deux 30cm 1200 FE.

Même remarque pour la B&W 801D (RDS307) dont le 38cm procure "plus de présence physique" que les deux 25cm de la 800D.


Le deuxième critère de choix est la possibilité des descendre dans le grave, ce qui exige un Fs/Qts faible.
Mais ce critère n'est pas suffisant. En effet, pour un même rapport Fs/Qts (par exemple 35/0,35 et 70/0,7), le résultat sera différent.


Le troisième critère concerne donc régularité de la courbe de réponse.

De ce point de vue, un Qts d'environ 0,4 est une bonne valeur.

Pour les mêmes raisons, Francis Brouchier trouve un ST de 1 à 1,5 afin de faciliter l'optimisation, soit un Qts de 0,33 à 0,5 :

http://static.brouchier.com/livre/node69.html

 

La valeur "idéal" du Qts d'un haut-parleur de grave dépend aussi de sa plage d'utilisation.

Si le haut-parleur doit monter à 200 Hz on prendra Qts=0,4.

Si on se limite à 50 Hz, on pourra accepter Qts=0,5 car, à ces fréquences, c'est essentiellement la pièce qui définit la qualité de l'amortissement.


On peut hésiter entre :
- des haut-parleurs spécifiques infra-grave comme

le NHT 1259 plus fabriqué (12" 90 dB Xmax=13 mm Fs/Qts=37 Hz Qts=0,45)

http://www.wmeckle.com/1259/DETAIL/Detail.htm

le SB Acoustics SB34NRX75-6 (12" 90 dB Xmax=11 mm Fs/Qts=48 Hz Qts=0,4)

http://www.sbacoustics.com/index.php/products/woofers/12-sb34nrx75-6/

le Dayton RSS390HF (15" 90dB Xmax=14 mm Fs/Qts=43 Hz Qts=0,42)

http://www.parts-express.com/pe/showdetl.cfm?Partnumber=295-468

le TC Sounds LMS Ultra 5400 (18" 90 dB Xmax=33 mm Fs/Qts=62 Hz Qts=0,33)

http://www.parts-express.com/pe/showdetl.cfm?Partnumber=293-666

le RE Audio XXX 18 (18" 86 dB  Xmax=54 mm Fs/Qts=28 Hz Qts=0,55)

http://www.reaudio.com/documents/xxx_manual%5B2011%5D.pdf


- des haut-parleurs professionnels comme

le Beyma 18LX60 V2 (18" 98 dB Xmax=9 mm Fs/Qts=73 Hz Qts= 0,48)

http://profesional.beyma.com/ingles/pdf/18LX60V2.pdf

le BMS 18N860 (18" 95 dB Xmax=19 mm Fs/Qts=67 Hz Qts= 0,37)

http://bmsspeakers.com/fileadmin/bms-data/product_data/cone_drivers/neodymium/15_18/bms_18n860_t_data_2010-03-18.pdf

le McCauley 6174 (18" 94dB Xmax= 15mm Fs/Qts=59 Hz Qts= 0,34)

http://www.mccauley.com/component_overview.cfm?ID=126


- ou des haut-parleurs pour automobile comme le JBL W15Gti MKII (15" 92 dB Xmax=20 mm Fs/Qts=53 Hz Qts= 0,48)

http://www.jbl.com/EN-CA/Products/Pages/ProductDetails.aspx?PID=W15GTI%20MKII


Sur le premier critère du volume déplacé Vd, un 46cm avec un Xmax=33 mm, comme le TC Sounds est équivalent à un 25 cm ayant un Xmax d’environ 130 mm (ça fait vraiment beaucoup...).

En clair un bon petit haut-parleur de grave : ça n'existe pas !

En 31 cm il est possible de trouver dans le commerce des configurations qui fonctionnent plutôt bien comme le BC Acoustique Huron avec un Peerlees 308SWR associé à deux passifs dans un volume externe de seulement 77 l. 

http://www.studiopressdigital.fr/prestige/moteur/modules/smartsection/item.php?itemid=987
Pour ce Peerless XLS 12", le fabricant conseille un volume de 35l et un passif de masse imposante : 625 g !

La comparaison de quelques haut-parleurs montés en bass-reflex accordé suivant SBB4 (Fb=Fs et Vb=environ 4,4 Vas*Qts^2) montre que la fréquence de coupure F-3 (environ 0,5 Fs/Qts) augmente en général avec la sensibilité :

En clair, c'est fromage ou dessert : sensibilité élevée ou F-3 faible !

En application home-cinéma, il est nécessaire de connaitre le niveau sonore maximal qu'il est possible d'atteindre dans les basses fréquences puisque la norme exige 115 dB sans distorsion au point d'écoute.
Certains fabricants évoquent à juste raison la notion de "niveau sonore maximum pouvant être atteint en basses-fréquences avec un niveau significatif".

http://www.d-box.com/sub800art.html

Ce niveau est généralement limité dans les basses fréquences par le déplacement maximale de la membrane Xmax.

Dans un montage bass-reflex,
il existe un minima du déplacement à la fréquence d'accord et un maxima situé à environ 1,5 Fb.
Voir par exemple pour le 18LX60 V2 monté en SBB4 :

Avec un Xmax de 9 mm, la puissance maximale admissible est de 500 W au dessus de 30 Hz.

Comme tout montage bass-reflex, il est souhaitable de rajouter un filtre passe-haut pour éviter une excursion trop importante dans les très basses fréquences :

Notons que le maxima du déplacement de la membrane (pour une même puissance électrique) augmente de façon linéaire avec le Qts du haut-parleur.

Pour mémoire, le niveau sonore s'exprime par N(dB/1m) = 100 + 20.log10(déplacement x Sd x pi x (fréquence)^2 x 1,18).
Pour un niveau sonore donné, le déplacement de la membrane dépend donc de la fréquence (1/f^2) et de la surface d'émission (1/Sd), il est indépendant de la sensibilité du haut-parleur ou de son Qts.
De même, à volume sonore et Sd fixés, la vitesse de la membrane sera proportionnelle à 1/f et l'accélération de la membrane sera indépendante de la fréquence.

Pour terminer, rappelons qu'un haut-parleur de grave est fait pour reproduire... le grave !
En clair, le coté "percutant" du grave est donné par le haut-parleur d'aigu et non par le haut-parleur de grave !

Dit autrement, un haut-parleur de grave rapide, ça s’appelle un tweeter ! 


Rappelons également que, pour un accord donné, le volume de l'enceinte dépend de la fréquence de coupure basse visée :


Ici aussi, c'est fromage ou dessert : volume faible ou F-3 faible !

Il faut maintenant choisir...

Nous avons vu
que le HP de grave est caractérisé par  :
- le produit Sd*Xmax qui doit être maximal (pour avoir un niveau sonore élevé dans les basses fréquences où celui-ci est limité par le Xmax),
- le ratio Fs/Qts qui doit être minimal (pour avoir une F-3 la plus faible possible)

A partir des caractéristiques de quelques HP de grave :

HP_subs.xls

Nous avons placé ces haut-parleurs dans un graphe Sd*Xmax en fonction de F-3 bass-reflex Legendre :


Avec les critères Sd*Xmax > 1,1 l et F-3 en bass-reflex Legendre < 30 Hz et Qts < 0,65 Il reste 6 haut-parleurs situés en haut à gauche sur ce graphe.

Par ordre de F-3 croissante :

    -         
Dayton RSS390        (F-3 = 16,3 Hz Sd*Xmax = 1,2 l)
    -         
Dayton TIT400C        (F-3 = 18,4 Hz Sd*Xmax = 1,5 l)
    -         
JBL GTO1514           (F-3 = 19,1 Hz Sd*Xmax = 1,2 l)
    -         
JBL W15GTI MKII     (F-3 = 19,6 Hz Sd*Xmax = 1,6 l)
    -         
McCauley 6174        (F-3 = 23,2 Hz Sd*Xmax = 1,9 l)
    -         
BMS 18N860            (F-3 = 26,2 Hz Sd*Xmax = 2,3 l)

Ces deux critères (Sd*Xmax maximal et F-3 minimal) peuvent être rassemblés en un seul critère :

le niveau sonore maximal dans les basses fréquences, par exemple à
30 Hz.
La comparaison des ces haut-parleurs (avec Ql infini Qa = 12  et Qp = 11) donne :

Ces deux critères (Sd*Xmax maximal et F-3 minimal) peuvent être rassemblés en un seul critère : le niveau sonore maximal dans les basses fréquences, par exemple à
30 Hz.
La comparaison des ces haut-parleurs (avec Ql infini Qa = 12  et Qp = 11) donne, par ordre de niveau sonore croissant :

    -         
Dayton RSS390                    N = 112,3 dB
    -          JBL GTO1514                       N = 113,0 dB
    -          Dayton TIT400C                     N = 115,9 dB
    -          JBL W15GTI MKII                  N = 116,8 dB
    -         
McCauley 6174                     N = 118,4 dB
    -     BMS 18N860                         N = 123,6 dB

Trois haut-parleurs sortent du lot, les JBL W15GTI MKII, McCauley 6174 et l’excellent BMS 18N860.



5.2.2 CHOISIR LE MEDIUM

(MAJ 11/01/2012)


Le contexte contexte du haut-parleur de médium est un différent de celui du haut-parleur de grave :

- la contrainte d'un Xmax élevé est moins forte (en général, un Xmax de +/- 1,5 mm peut suffire),

- la contrainte d'un Fs/Qts faible n'est plus la priorité.


D'autres critères prennent davantage d'importance :

- la régularité de la réponse en fréquence sans accident marqué,

- le bon amortissement sur la réponse impulsionnelle, visible sur le spectrogramme ou le "waterfall",

- le faible taux de distorsion.


Sur le système Palois, le B&C 10PE26 a été retenu sur les critères de sensibilité élevé (98dB), au détriment de la fréquence de coupure basse, et de linéarité de la réponse dans les hautes fréquences (jusqu'à 4kHz ce qui est plutôt rare pour un 25cm).
Les mesures réalisées par prodance
montrent que le 10PE26 associe effectivement une bonne linéarité et un rendement élevé :

http://www.prodance.cz/protokoly/bc10pe26.pdf

La contrepartie de cette sensibilité élevée est un Qts relativement faible (0,18) et donc une fréquence de coupure relativement élevée (130Hz).
Pour les voies arrières il est demandé une fréquence de coupure basse d'environ 50 Hz et donc un Xmax plus élevé.

Le RCF L10/561 choisi il y a quelques années n'est plus disponible.


Depuis ce choix il a été étudié d'autres haut-parleurs pour le médium.


Une première comparaison concerne quatre 31cm :


- le B&C 12PL32

http://www.bcspeakers.com/PDF/PRD/12PL32.pdf

Du point de vue subjectif, ce HP est jugé comme un des plus musicaux par Samuel Corde qui l'utilisait sur un de ses kits.

Du point de vue objectif, les mesures réalisées prodance montrent que le 12PL32 est un des rares à présenter une bonne linéarité :

http://www.prodance.cz/protokoly/bc12pl32.pdf

Ce haut-parleur n'est plus au catalogue de B&C qui propose en remplacement le 12PLB76 :
http://www.bcspeakers.com/CPD/product_pdf.php?id=0000000044

- le B&C 12PH32

http://www.bcspeakers.com/PDF/PRD/12PH32.pdf

Ce haut-parleur est voisin du 12PL32.

Sa puissance nominale est un peu plus faible mais sa linéarité reste bonne : 

http://www.prodance.cz/protokoly/bc12ph32.pdf

Lui aussi n'est plus au catalogue du fabricant.

- le Fluxmag 31cm en version "bobine courte" qui représente bien ce qu'un "petit" constructeur est capable de faire
- le Monacor SP-30A/200PAM qui fait partie de la gamme très variée de ce constructeur : il existe une trentaine de références de 31cm !

Les caractéristiques revendiquées sont une sensibilité élevée, une bonne linéarité et une faible distorsion : 

http://www.toutlehautparleur.com/serie-blue-components/monacor-sp30a200pam-p-310.html


L'étude détaillée est disponible ici :

Comparaison_31cm.pdf


Pour chacun des critères, le classement est le suivant :
Linéarité de la réponse en fréquence : Monacor > 12PH32 >> 12PL32 > Fluxmag
Distorsion H3/H1 : Monacor >> 12PH32 = Fluxmag > 12PL32
Amortissement de la réponse impulsionnelle : Monacor > 12PH32 > Fluxmag > 12PL32

Les meilleurs résultats sont obtenus avec le Monacor SP-30A/200PAM.

Une deuxième comparaison concerne cinq 38 cm :


- le Beyma 15MI100 qui est jugé est des plus musicaux par Samuel Corde qui l'utilise, en association avec la DE250+H100, sur son enceinte CG7-382P.
http://profesional.beyma.com/pdf/15MI100E.pdf
http://www.bcorde.com/index.php?page=afficher_produit&id_com=84779&lg=1
- un Fluxmag dans une version proche de la philosophie du 15MI100 (Xmax modéré de 2 à 3 mm, sensibilité élevée),
- une version modifiée de ce Fluxmag par ajout d'une bague cuivre.
- un HP prototype conçu et assemblé par Cyrille Pinton :

http://cyrille.pinton.free.fr/electroac/experiences/proto38/proto38.html

- la deuxième version de ce prototype qui se différencie par l'équipage mobile : spider et suspension périphérique plus souple, membrane plus légère et traitée au pourtour de la bobine afin de linéariser la réponse en fin de bande. La partie motrice (bobine mobile et configuration magnétique) étant restée identique.

L'étude détaillée est disponible ici :
Comparaison_38cm.pdf

Les paramètres Fs, Qms, Qes, Vas ont été calculés à partir des mesures, par Audiotester, des courbes d'impédance à l'air libre et dans une enceinte close.
Les paramètres du 15MI100 (Fs=38 Qms=6,9 Qes=0,18 Vas=217) sont sensiblement décalés, en particulier le Qes, par rapport à ceux donnés par le constructeur (Fs=48 Qms=6,4 Qes=0,30 Vas=166).
On notera que la courbe d'impédance du constructeur (pic d'impédance à un peu plus de 200 Ohm) est cohérente avec un Qes de 0,2 et non avec un Qes de 0,3.

Le deuxième prototype de Cyrille est remarquable sur les critères de régularité de la courbe de réponse et de qualité de la réponse impulsionnelle.
Dans l'absolu, une distorsion H3/H1 encore plus basse serait souhaitable.


Une troisième comparaison a été organisée autour du TAD TL-1102.

Les mesures du TL-1102 qui suivent ont été rendues possibles grâce à Frédéric Fontaine que je remercie vivement.
Les principales caractéristiques du TAD TL-1102 :
http://www.pioneer.eu/eur/products/45/200/1083/TL-1102/index.html
Le haut-parleur est accompagné d'une documentation qui donne plus d'informations (charge, réponse en fréquence et distorsion, courbe d'impédance) :
TAD_TL-1102.pdf

Le TL-1102 a un diamètre nominal de 11".
En réalité sa surface Sd (366 cm2) est celle d'un 10" (320 à 380cm2).
L'évaluation du TL-1102 a été faite par comparaison à un 10" (B&C 10PE26) et à un 12" (Fluxmag 31cm).

L'étude détaillée est disponible ici :
Mesures_TAD_TL-1102.pdf

En conclusion, le TAD TL-1102 malgré sa sensibilité moyenne (94dB) et sa bande utile limitée est remarquable par la linéarité de sa réponse en fréquence et sa faible distorsion H3/H1.
Toutefois, même si la fréquence de raccordement maximale recommandée est de 1,8kHz, une fréquence de coupure haute vers 1,2kHz semble plus réaliste.

Il faut souligner l'importance du type de matériau de la membrane sur réponse en fréquence dans les hautes fréquences.
Voir cette comparaison entre le
SEAS H1571-08 U18RNX/P avec une membrane en polyprolène tissé :
et le SEAS H1224-08 L18RNX/P avec une membrane en aluminium :
http://www.alexaudio.fr/a-chaque-membrane-son-comportement-mecanique/

Il faut également souligner l'importance de l'enceinte proprement dite.
Pour prendre l'exemple de la Pioneer SP-BS41-LR :
http://www.stereophile.com/content/pioneer-sp-bs41-lr-loudspeaker-measurements
On constatera la présence d'un pic à 470 Hz sur la courbe d'impédance :

que l'on retrouve sur les résonances de la paroi :
et sur la réponse en fréquence de l'évent (ici en rouge) :

On peut prédire un médium un peu coloré...




5.2.3 CHOISIR LA COMPRESSION


Dans la catégorie des moteurs 1" montant jusqu'à environ 20 kHz, on trouve le B&C DE16 choisi dans des enceintes professionnelles pour son naturel (membrane en Mylar).
Le B&C DE500 avec son moteur néodynium et sa membrane titane est également très linéaire et très fin sans agressivité.
Le B&C DE25, avec sa membrane Mylar et son excellent rapport qualité/prix est souvent préféré :

http://www.cadaudio.dk/bcspeakers.htm

Il est utilisé sur les enceintes finies Jensen 285 et 400 de Supravox :

Jensen285_&_400

Le pavillon associé est détaillé ici, il est maintenant utilisé avec la remplaçante de la DE25, la B&C DE250 :

http://www.supravox.fr/haut_parleurs/pav_1_pouce.htm


Les moteurs Altec sont également présent dans les installations VOT (Voice Of the Theater) :

SmallVOT.pdf

LargeVOT.pdf


Chez Beyma, le CP350Ti, avec sa membrane titane, donne un son plutôt agressif. Les RCF N681 et N481, également en membrane titane, sont mieux réussis malgré une réponse limitée au dessus de 15 kHz.

Le Radian 475PB monte réellement jusqu'à pratiquement 20kHz.

La suspension Mylar augmente la fiabilité de ces moteurs et évite les résonances parasites courantes avec les diaphragmes en titane.

Voir les mesures de Nicolas Davidenko sur le 2" 850Nd :

http://nicolas.davidenko.perso.sfr.fr/pavillon/mesures.html


Le fabricant BMS propose des moteurs coaxiaux 2"/1" :

http://bmsspeakers.com/index.php?id=bms_4592nd

http://bmsspeakers.com/index.php?id=bms_4590


Le TAD TD-2001 reste un moteur 1" de référence pour l'audiophile (fortuné) :

http://www.pioneer.eu/eur/products/archive/TD-2001/index.html


Les pavillons FD350 et FD700 en bois massif de la Maison du Haut-Parleur sont remarquables par l'absence de coloration.

L'embouchure du pavillon est recourbée vers le haut-parleur, ceci donne un meilleur résultat en terme de traînée, de turbulences et de distorsion.


On trouvera sur le site de Nicolas Davidenko la méthode de calcul proposée par Jean-Michel Le Cléac'h pour les pavillons hypex :

http://nicolas.davidenko.perso.sfr.fr/pavillon/lecleah.html

Cette méthode est utilisée par Marc Henry pour fabriquer ses pavillons :

http://www.musique-concrete.com/MC/Technique.html


Le logiciel hornresp de David J McBean pour tracer la courbe de réponse d'un pavillon :

http://www.hornresp.net.ms/


Une bonne synthèse sur la conception de pavillon a été réalisée par J. Dinsdale en 1974 :

http://www.volvotreter.de/downloads/Dinsdale_Horns_1.pdf
http://www.volvotreter.de/downloads/Dinsdale_Horns_2.pdf
http://www.volvotreter.de/downloads/Dinsdale_Horns_3.pdf


Le raccordement entre compression et pavillon doit se faire sans rupture.

A titre d'illustration, le pavillon AR2140H associé au TD-2001 montre un creux vers 2 kHz:

Ce creux est significatif d'une adaptation perfectible entre moteur et pavillon puisqu'il n'apparaît pas systématiquement :
http://members.aol.com/araiyuichi/Measurement/measure01.htm


De façon générale la TD-2001, comme toutes les compressions, a une réponse en fréquence (coupure basse, régularité de la réponse en fréquence, extension dans l'aigu) qui dépend fortement du pavillon associé :


Dans les basses fréquences, le premier octave d'un moteur est rarement utilisable.
La figure ci-après, extraite d'un article de Jean Hiraga dans la RDS n°281S p52, montre l'augmentation de la distorsion en dessous de 600Hz pour un moteur 2" :


Il est alors déconseillé de vouloir abaisser la fréquence de coupure à 300Hz avec un grand pavillon.
L'ensemble FD700 + Radian 475PB descend sans problème jusqu'à 1kHz à la mesure avec une remontée de la distorsion en dessous de 1,4kHz.

C'est à cette fréquence de coupure que les meilleurs résultats ont été obtenus (aigu plus propre, plus de corps).


Cinq compressions 1" ont été comparées avec le pavillon J501 Fc=500Hz fabriqué par Marc Henry suivant le profil de Jean-Michel Le Cléac'h.

- La Beyma CP380M utilisée, en particulier, par Samuel Corde sur l'enceinte CG7-382P

http://profesional.beyma.com/ingles/pdf/CP380M.pdf

- La BMS 4552ND utilisée par La Maison du Haut Parleur

http://bmsspeakers.com/index.php?id=bms_4552nd

- La B&C DE250 également utilisé par Samuel Corde

http://www.bcspeakers.com/product.php?id=16

- La RCF N681 qui présente une absence d'agressivité malgré son diaphragme titane

http://www.doublefishdesigns.com/forum/rcf/RCF_N481K.pdf

- La Radian 475PB avec sa suspension Mylar

http://radianaudio.com//components/com_virtuemart/shop_image/prod_files/450pb_465pb_475pb.pdf


Cette comparaison est disponible ici :

http://perso.orange.fr/francis.audio2/Comparaison_1pouce.pdf


Sur les différents critères : linéarité de la courbe de réponse, faible distorsion, bon amortissement de la réponse impulsionnelle et prix raisonnable la B&C DE250 est un excellent choix même si elle monte un peu moins haut en fréquence que d'autres compressions.


Concernant le critère de distorsion, Earl R. Geddes a réalisé ces tests subjectifs en double aveugle :

http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=13404

Sa conclusion a été :

"Analysis of the results shows that the differences in frequency response between drivers are statistically significant, whereas differences in playing level, and therefore nonlinear distortion, were not significant. This unexpected result implies that nonlinear distortion is not audible under these test conditions."


Earl R. Geddes, qui a travaillé pour B&C, a comparé en double-aveugle la B&C DE250 avec la TAD TD-2001 avec ce résultat :

"Another less controlled study compared a B&C 1" driver with a TAD 2001 in a double blind subjective study on identical systems. The B&C was slightly prefered over the TAD, but statistically they were just about the same - except for their price."


On trouvera dans le document ci-après une comparaison entre les compressions BMS 4549, BMS 4550, BMS 4552, BMD 4554 et RCF N350 sur pavillon HK-Horn 60°x40° ainsi qu'une comparaison entre 18Sound ND1460, BMS 4554, BMS 4594 (coaxial) et B&C DE700 sur pavillon 18Sound XT1464 60°x50°.

Ces mesures ont été réalisées avec Arta 1.4

http://www.fesb.hr/~mateljan/arta/AppNotes/PAF212_Dokumentation_ARTA_User_Case_Study.pdf




5.2.4 CHOISIR LE PAVILLON

(MAJ 19/01/2012 )


Cinq pavillons ont été comparés en association avec la compression B&C DE250 :
- FD700 d=23cm de la MHP.

Ce pavillon ne semble plus fabriqué et remplacé par le PS700.

- Marco870 Fc=870Hz d=24cm
- RCF H100 Fc=800Hz 22x22cm souvent utilisé dans le milieu professionnel avec un profil "Modified Constant Directivity",

http://www.lautsprechershop.de/pdf/rcf/h100.pdf

- Marco500 Fc=500Hz d=40.5cm,
- Fostex H320 Fc=340Hz de mêmes caractéristiques que celles du Fostex H325


Cette comparaison a été rendue possible grâce à Jean-Michel Le Cléac'h, que je remercie pour m'avoir prêter ses Fostex H320.
Les "Marco" sont les pavillons fabriqués par Marc Henry.

L'étude est disponible ici :
Comparaison_pavillons_1pouce.pdf

Dans une première étape, les sensibilités de ces pavillons ont été comparées en utilisant une bruit rose filtré avec un passe-bande FFT 1400 à 4000Hz.
Dans une deuxième étape, la réponse impulsionnelle a été mesurée par Adobe Audition + Aurora avec un sine sweep de 20s sur 100-24kHz.
Dans les conditions des mesures, le niveau sonore moyen pour 0,76Veff à 20cm de l'embouchure du pavillon était de 103 à 108dBC.
Les analyses des fréquences des impulsion H1 et H3 ont été lissées au 1/6 d'octave.

En conclusion :
- Le RCF H100 descend assez bas compte tenu de son encombrement mais demande une petite égalisation autour de 2kHz. Sa réponse impulsionnelle est bonne et le rapport qualité/prix est remarquable.
- Les pavillons Marco grâce à une excellente linéarité de la courbe de réponse en fréquence constituent des références pour l'audiophile.
- Le Fostex H320 est le pavillon parmi ceux testés qui a donné les résultats les plus "exotiques" : sensibilité nettement plus faible d'environ 4,5dB, mauvaise linéarité de la réponse en fréquence et courbe de temps de propagation irrégulière.

Le point de vue subjectif de Jean-Michel qui a utilisé ce pavillon associé au TAD TD2001 de 1982 à 1985 est "Ce pavillon est caractérisé par un son projeté et coloré. Les voix ont un timbre nasillard voire un son de canard".
Pour ces raisons objectives et subjectives, on peut donc classer le Fostex H320 parmi les pavillons à éviter pour l'audiophile.


Jean Michel Le Cléac'h a publié sur [son-qc] une étude sur l'intérêt de l'ajout d'une résistance série afin de linéariser la courbe de réponse en fréquence du couple TD2001 + Marco320 :
creux_1900Hz_TAD2001.pdf
Dans l'intervalle de fréquence 100-800Hz, l'amplitude de variation de la courbe de réponse passe de 3,9dB (Rsérie=0ohm) à 1,9dB (Rsérie=16ohm).

Une étude comparable a été réalisée sur le couple DE250 + H100 :
Linearisation_DE250-H100.pdf
La courbe d'impédance indique une fréquence de résonance à 1620 Hz.
L'ajout d'une résistance série
de R=14,7 ohm remonte le niveau relatif dans la zone 1200-2000 Hz, ce qui améliore la linéarité de la courbe de réponse dans cette zone.
De façon générale, l'ajout d'une résistance est utile si la courbe de réponse sous l'attaque en tension est le reflet inverse de la courbe d'impédance, ce qui est le cas de la TD-2001.



5.2.5 DIRECTIVITÉ DES PAVILLONS

(Ajout 6/02/2012)

Quelques mots en ce qui concerne la directivité des pavillons CD.
L'objectif de ces pavillons est de proposer une directivité constante dans une certaine plage de fréquence.

Prenons l'exemple du Electro-Voice HP1240 :
http://www.electrovoice.com/sitefiles/downloads/HP1240_Horn_EDS.pdf
Ce pavillon est présentée comme un "Constant-Directivity Horn" 120° x 40° avec une fréquence de coupure basse recommandée de 500 Hz.

Les courbes de directivité (Beamwidth -6 dB en fonction de la fréquence) montrent que :
- la caractéristique CD
120° x 40° est obtenue uniquement au dessus de 1,5 kHz,
- malgré une forme très asymétrique, les directivités horizontale et verticale sont identiques en dessous de 900 Hz :

Autrement dit, ce pavillon se comporte comme un pavillon circulaire en dessous de 900 Hz...

Ce constat peut être généralisé à toute forme de pavillon : dans les basses fréquences, un pavillon se comporte comme un haut-parleur circulaire ayant une surface d'émission Se égale à la surface de bouche du pavillon.
Dans le cas du EV HP1240, d'après les valeurs de directivité dans la zone 600 à 800 Hz, le haut-parleur équivalent a pour rayon environ 22 cm :
Ce qui est cohérent avec la taille du pavillon (13" x 21").

Deuxième exemple avec le Beyma TD194
http://profesional.beyma.com/pdf/TD194E.pdf
Ce pavillon est présentée comme un CD 90° x 40° avec une fréquence de coupure acoustique de 1,2 kHz.
Ici aussi, on constatera que les directivités horizontale et verticale sont identiques dans les basses fréquences (en dessous de 2 kHz).
Il faut également noté que le caractère de directivité constante 90°x40° est obtenue en fait au dessus de... 8 kHz !

Rappelons que le facteur de directivité D (appelé aussi Q) est le rapport de l'intensité sonore reçu sur l'intensité qui aurait été reçue si la répartition de l'émission sonore était sphérique.
Pour un rayonnement omnidirectionnel D = 1
Pour un rayonnement homogène sur baffle infini D = 2
Pour un piston circulaire de rayon a (m) sur baffle infini, la directivité est donnée par la relation :

http://courses.engr.illinois.edu/ECE403/coursenotes/lec06.070129.pdf
avec ka = 2*Pi*F*a/c
       F = fréquence (Hz)
       et c = vitesse du son
(m/s)
       J1 est la fonction de Bessel d'ordre 1 :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fonction_de_Bessel
Cette fonction de Bessel est disponible dans Excel avec BESSELJ(x;1)
En première approximation si ka < < 1

et si ka > 2
Le Directivity Index (DI en dB) exprime le facteur de directivité sur une échelle logarithmique DI(dB) = 10*log10( D )

Pour un piston circulaire de rayon a (m) au bout d'un long tube, la directivité s'exprime par :
http://books.google.fr/books?id=n6VrGMyYtkkC&pg=PA352&lpg=PA352#v=onepage&q&f=false

Si on considère un lobe principal conique et que l'on fait l'hypothèse que toute la puissance acoustique est concentrée dans ce lobe, la directivité de ce modèle simplifié est donnée par la relation :
http://books.google.fr/books?id=n6VrGMyYtkkC&pg=PA296#v=onepage&q&f=false

Il est intéressant de comparer ces modèles à des résultats expérimentaux.


Ainsi Altec Lansing propose une formule empirique reliant largeur de rayonnement et indice de directivité pour des haut-parleurs dans différents types d'enceintes :
-6dB angle (°) = 10 * (19 - Directivity Index)
http://alteclansingunofficial.nlenet.net/publications/techletters/TL_237.pdf

Aux mesures
dans les basses fréquences des HP1240 et TD194, nous avons ajouté celles de l'enceinte JBL JRX115 à base d'un 38cm coupé à 1600 Hz :
http://www.jblpro.com/catalog/support/getfile.aspx?doctype=3&docid=835

On constatera que ces mesures, qui concerne dans les basses fréquences aussi bien des pavillons CD qu'un 38 cm, sont en bon accord avec le modèle Q=2/(1-cos(teta/2)) ainsi que avec la courbe moyenne empirique d'Altec :
(MAJ 28/02/2012)

Le format de fichier "Common Loudspeaker Format" a été proposé pour représenter des mesures afin d'être utilisées dans les logiciels de simulation :
http://www.clfgroup.org/
http://www.clfgroup.org/clf_SAC_Newsetter_fall_2004.pdf

On trouve régulièrement l'utilisation de données avec ce format dans des publications relatives à la directivité d'ensembles de haut-parleurs.
Voir par exemple :
http://www.hacihabiboglu.org/Conferences/hhogunkon_aes30rev.pdf

De nombreuses mesures sont disponibles sur le site du groupe CLF :
http://www.clfgroup.org/files/index.php

Voir par exemple cette mesure d'un 38cm Yamaha :



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