Pour votre argent :technologies de haut-parleurs audio pour voiture
Nous avons récemment parlé de la différence entre de bonnes et de bonnes enceintes. En un mot, lorsque vous choisissez d'excellents haut-parleurs, vous bénéficiez d'une meilleure gestion de la puissance, d'un potentiel de sortie accru et d'une clarté considérablement améliorée, grâce à une réduction de la distorsion. Dans ce numéro de Bang for Your Buck, nous allons examiner deux technologies de haut-parleurs audio pour voiture qui réduisent la distorsion. Cet article sera un véritable aperçu des coulisses du fonctionnement des haut-parleurs.
Flux de courant et champs magnétiques
Selon la loi de Lenz, lorsque le courant traverse un conducteur, un champ magnétique est créé autour du conducteur. En même temps, lorsque nous déplaçons un conducteur dans un champ magnétique, un courant est créé dans le conducteur.
Le schéma ci-dessus montre un conducteur (en gris) traversé par un courant. Les lignes vertes indiquent la direction du champ magnétique autour du conducteur.
Dans un haut-parleur, la bobine acoustique est une bobine de fil enroulée autour d'une bobine ou d'un ancien. Le courant de notre amplificateur traverse ce conducteur et crée un champ magnétique autour de la bobine mobile. Nous utilisons cette propriété pour déplacer le haut-parleur dans et hors du panier. Lorsque la polarité du champ magnétique est la même que celle de l'aimant fixe, les champs magnétiques similaires se repoussent et le haut-parleur avance. Lorsque la polarité du champ magnétique s'inverse, le haut-parleur est attiré par le champ magnétique et le haut-parleur se déplace vers l'arrière.
Malheureusement, lorsqu'il s'agit de gérer le courant alternatif, le comportement des champs magnétiques peut jouer contre vous. Lorsque la polarité du courant s'inverse, il doit lutter contre le champ magnétique qu'il a créé. Vous pouvez le considérer comme un élan. Si des billes roulent sur le sol, il faut de l'énergie pour les faire changer de direction. Cette opposition au changement du flux de courant s'appelle l'inductance. L'impulsion électrique résiste au désir de créer un nouveau champ magnétique de polarité opposée.
Gestion de l'inductance de la bobine mobile
La quantité d'inductance dans une bobine acoustique de haut-parleur est déterminée par plusieurs facteurs. La taille du conducteur de la bobine mobile, la géométrie du conducteur, le nombre de couches dans la bobine mobile et la proximité de la bobine mobile avec la plaque supérieure et la pièce polaire - pour n'en nommer que quelques-uns.
Alors, comment l'inductance provoque-t-elle une distorsion dans un haut-parleur ? Comme vous pouvez le voir sur le schéma ci-dessus lorsque l'enroulement de la bobine mobile (en rouge) est au repos, il est centré sur la plaque supérieure (en vert). Au fur et à mesure que le cône descend, une plus grande partie de la bobine acoustique se trouve à côté de l'aimant (en bleu) et de la pièce polaire (en rose). Inversement, à mesure que la venue se déplace vers l'extérieur, moins de cône se trouve près du pôle. Dans une conception de haut-parleur classique, les changements de proximité avec la pièce polaire en acier provoquent des changements d'inductance. Lorsque l'inductance diminue, il y a moins d'opposition au flux de courant haute fréquence et une augmentation des performances haute fréquence. Les changements de performances en fonction de la position du cône du haut-parleur entraînent une distorsion.
L'image ci-dessus montre l'inductance d'une bobine acoustique par rapport à sa position dans le haut-parleur. La courbe rouge est le graphique d'inductance d'un haut-parleur classique. La courbe bleue est le graphique d'inductance d'un haut-parleur qui comprend un anneau de court-circuit en aluminium au bas de la culasse en T. Comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessus, sans l'anneau de court-circuit, le haut-parleur a des caractéristiques inductives radicalement différentes selon la position du cône. 
Le graphique ci-dessus montre la réponse en fréquence d'un haut-parleur sans anneau de court-circuit (en rouge) et celle d'un haut-parleur très similaire avec un anneau de court-circuit (en bleu). Comme cela est clairement évident, l'inclusion d'un anneau de court-circuit améliore considérablement les performances haute fréquence d'un haut-parleur. D'autres améliorations de la linéarité peuvent être obtenues en incluant un capuchon en cuivre sur le dessus de la culasse en T.
Lorsque vous achetez de superbes haut-parleurs, recherchez des capuchons de réduction d'inductance sur tous les haut-parleurs (subwoofers, haut-parleurs de milieu de gamme et tweeters), et dans les haut-parleurs plus grands (subwoofers et haut-parleurs de milieu de gamme) où la pièce est disponible dans l'assemblage du moteur, recherchez la présence d'un anneau de court-circuit.
Comparaison des nombres d'inductance
Si nous ne pouvons pas déterminer si un haut-parleur a une conception qui atténue les changements de caractéristiques inductives, pouvons-nous simplement regarder les spécifications ? Ils fournissent très certainement un indice. Un woofer de 6,5 pouces sans capuchon ni anneau de court-circuit peut avoir une inductance de 0,7 à 1,1 mH (millihenry), alors qu'un haut-parleur avec ces technologies sera plus proche de 0,1 ou 0,2 mH. En termes de sonorité, tous les autres critères de conception étant égaux, le haut-parleur avec l'inductance la plus faible aura de meilleures performances dans les hautes fréquences et produira moins de distorsion.
Non-linéarités de la suspension des haut-parleurs
Le but de l'araignée (également connu sous le nom d'amortisseur) est de maintenir la bobine acoustique centrée latéralement dans l'entrefer entre la plaque supérieure et la pièce polaire et d'aider à ramener le cône en position de repos lorsque le signal audio est supprimé.
Choisir la rigidité parfaite de l'amortisseur (conformité) pour une masse de cône donnée et la fréquence de résonance souhaitée est l'un des plus grands actes d'équilibrage impliqués dans la conception d'un haut-parleur. Si l'araignée est trop rigide, la fréquence de résonance du haut-parleur peut être trop élevée pour l'application souhaitée et son efficacité peut en souffrir.
Une variété de matériaux sont disponibles, ainsi que différentes tailles et différentes géométries. Une araignée est un ressort. Certaines araignées sont conçues pour une conformité linéaire et certaines sont progressives. Plus important encore, en raison des variations dans la hauteur d'enroulement de la bobine acoustique et la conception du panier, certaines araignées incluent une lèvre de montage décalée. C'est ce qu'on appelle une araignée en coupe. Cette coupelle ou entretoise permet à l'araignée de se fixer au support de la bobine acoustique au-dessus de l'enroulement, puis de se connecter au châssis tout en maintenant la bobine acoustique centrée verticalement dans l'entrefer magnétique.
Le graphique ci-dessus montre la conformité de la suspension de deux haut-parleurs différents de 6,5 pouces de diamètre en fonction de la position du cône. Le graphique en rouge montre la conformité d'un haut-parleur qui utilise une araignée en forme de coupe. Vous pouvez voir qu'à 6.5 mm de débattement vers l'intérieur, la suspension est 25% plus rigide qu'à 6.5 mm de débattement vers l'extérieur. Le graphique bleu montre un haut-parleur de taille similaire avec une araignée plate. Bien que la conformité globale soit différente, le comportement vers l'avant et vers l'arrière est presque identique.
Ce qu'il faut rechercher chez une araignée
En fin de compte, nous voulons que l'araignée exerce la même force sur le cône et la bobine acoustique lorsqu'elle avance ou recule depuis la position de repos. La quantité de force ne doit pas changer en fonction de la direction de déplacement du cône. Imaginez la distorsion créée par un haut-parleur jouant une onde sinusoïdale où le cône ne se déplace pas aussi loin vers l'arrière pour une quantité de courant donnée lorsqu'il avance. En tant que tel, essayez d'éviter les haut-parleurs qui utilisent des araignées en forme de coupe.
Écoutez différentes technologies de haut-parleurs audio de voiture en personne
La prochaine fois que vous vous rendrez chez votre détaillant local d'accessoires mobiles pour écouter de nouveaux haut-parleurs, choisissez deux prix très différents et écoutez la même partie d'une chanson sur chaque haut-parleur. Écoutez-les à un niveau de volume raisonnablement fort et placez-vous de l'autre côté de la pièce. Alternez jusqu'à ce que vous déterminiez les différences.
Ensuite, ajoutez une troisième option de haut-parleur, tarifée et présentée quelque part au milieu. Faites la même comparaison avec ce nouveau haut-parleur et les haut-parleurs coûteux. Une fois que vous avez écouté les intervenants, demandez à regarder un échantillon de chacun et voyez si vous pouvez corréler certaines des caractéristiques de conception dont nous avons discuté avec leurs performances. Ce n'est pas seulement un excellent moyen d'auditionner des produits, mais aussi de découvrir ce qui rend une technologie ou une conception de haut-parleurs audio de voiture meilleure qu'une autre.