Que sont les tweeters ? Que font les tweeters ? Le guide des haut-parleurs Tweeter
Les systèmes de haut-parleurs au son exceptionnel sont composés de plusieurs types de haut-parleurs, y compris des tweeters. Mais que sont les tweeters ? Et que font les tweeters ?
Dans cet article complet, je vais vous montrer ce que font les haut-parleurs de tweeter, les différents matériaux de haut-parleur, qui sonnent le mieux, et plus encore !
Infographie – Faits sur les tweeters
Qu'est-ce qu'un tweeter ?
Les tweeters sont des haut-parleurs qui produisent la gamme supérieure du son que vous entendez dans la musique. Parce que les fréquences sonores plus élevées ont des ondes sonores plus petites, leur taille est plus petite que les autres haut-parleurs avec lesquels ils fonctionnent.
Un tweeter est un type de haut-parleur électromécanique qui produit du son et de la musique dans la gamme musicale supérieure (fréquence supérieure). Ils complètent les woofers et autres haut-parleurs qui ne peuvent pas produire de sons plus aigus, comme ceux utilisés dans une conception de paire de haut-parleurs d'étagère à 2 voies.
Les tweeters sont de petite taille car ils produisent des ondes sonores plus petites et ont un petit cône. De manière générale, ils sont mieux utilisés lorsqu'ils sont pointés vers l'auditeur.
La plupart sont limités à une plage spécifique telle que 3 kilohertz à 20 kilohertz (kHz) maximum, bien que cela dépende des limitations spécifiques de l'enceinte. La gamme typique de l'audition humaine est d'environ 20 Hz à 20 kHz.
Kilohertz est un terme utilisé pour décrire la fréquence du son produit ou les cycles par seconde d'une forme d'onde de signal audio.
Pièces de base du tweeter
Image d'un tweeter de voiture démonté. L'assemblage de l'aimant (à gauche) et l'assemblage du dôme/grille/borne de câblage (à droite) sont illustrés. La bobine acoustique est fixée à l'arrière du dôme. Dans cette image, le dôme est fait d'un matériau argenté - probablement du mylar ou un autre type de plastique ou un autre matériau léger.
La conception typique du tweeter (bien que divers autres types existent) consiste en un petit aimant avec un espace circulaire à l'intérieur. Une bobine acoustique en fil de cuivre enroulé, appelée bobine acoustique, est fixée à un dôme de haut-parleur composé de l'un des nombreux matériaux différents. Ils sont différents en ce sens que la plupart utilisent une forme de dôme incurvé vers l'extérieur contrairement aux autres haut-parleurs qui utilisent un cône incliné vers le bas.
Cet ensemble est inséré et suspendu à l'intérieur de l'espace de l'aimant. Le dôme est soutenu sur ses côtés, comme les autres haut-parleurs, par un matériau souple mais rigide.
Que font les tweeters ?
Vous aimez la bonne musique ? Les tweeters rendent la bonne musique possible dans un système audio que vous voyez partout. Les haut-parleurs stéréo domestiques comme ces haut-parleurs d'étagère Dayton B652 utilisent un tweeter peu coûteux mais efficace pour remplir la gamme sonore qu'un haut-parleur ou un woofer de milieu de gamme ne peut pas produire. Ensemble, ils peuvent produire toute la gamme audio pour créer un système audio de qualité.
Les tweeters sont utilisés pour produire un son à haute fréquence (aigus) et complètent d'autres haut-parleurs qui ne sont pas adaptés à cela. Lorsqu'ils font partie d'un système audio même à prix modéré avec un subwoofer et des haut-parleurs à 2 voies, ils peuvent avoir un son fantastique.
"Treble" est un mot utilisé pour décrire les parties de la musique dans la gamme supérieure telles que les cymbales, les sons de clavier synthétiques, les effets de batterie et le son "tssst tsst" (aigu) de divers instruments de musique.
Lorsqu'un signal musical amplifié est appliqué au tweeter via les connexions de câblage positives (+) et négatives (-), la bobine mobile crée un champ magnétique à l'intérieur de la zone d'entrefer magnétique permanent de l'aimant.
Ce champ variable fait avancer et reculer la bobine et le dôme du tweeter, déplaçant l'air très rapidement en suivant le signal. Lorsque cela se produit, un son est produit.
Tweeters dans la reproduction musicale :pourquoi sont-ils importants ?
La musique est composée de bien plus qu'une gamme limitée de sons. C'est une combinaison très complexe de différentes tonalités, fréquences et autres caractéristiques. Ceux-ci sont créés par différents instruments, la voix des chanteurs et des éléments ajoutés lors de l'enregistrement de la musique.
Les tweeters sont essentiels dans un système audio pour produire toute la gamme de sons que vous pouvez entendre. La musique est beaucoup plus agréable et sonne beaucoup plus naturel à cause de cela.
Imagerie stéréo
L'imagerie stéréo est le terme utilisé pour décrire la façon dont la musique est enregistrée et lue pour donner des repères spatiaux qui indiquent à votre cerveau d'où proviennent les sons. Par exemple, la musique enregistrée par des musiciens peut avoir certains instruments dans le canal gauche, le canal central et le canal droit. Les tweeters aident à reproduire les signaux audio haut de gamme et à créer l'"image" stéréo.
La musique a des sons différents sur presque toutes les gammes que nos oreilles peuvent entendre. De plus, il est normalement enregistré en stéréo de manière à permettre la reproduction de l'instrument de studio d'origine et du placement du son (gauche, droite, centre, etc.).
Cela crée ce qu'on appelle une image stéréo lorsque vous écoutez de la musique de bonne qualité avec votre système audio.
Tweeters de voiture
Une image montrant 3 des supports de tweeter installés en usine les plus typiques. A gauche :tableau de bord. Centre :monté sur pilier. Droite :porte supérieure montée. Tout comme les haut-parleurs stéréo domestiques, ils sont utilisés avec d'autres haut-parleurs comme les woofers. Dans les voitures, ils sont souvent montés plus haut dans le car les tweeters sont directionnels et cela réduit la perte de volume.
Comme les tweeters produisent des sons à haute fréquence, dans les voitures, ils sont utilisés dans le cadre d'un système de haut-parleurs dans les voitures, mais pas seuls. Ils sont utilisés avec d'autres comme des haut-parleurs ou pour compléter et améliorer ce qui existe déjà.
Un système audio de voiture avec un meilleur son utilisera un haut-parleur de graves, un ou plusieurs filtres passifs et un tweeter séparé. (Notez que les tweeters de voiture ont souvent une grille de haut-parleur fixée en permanence pour la protection).
Un pilote de milieu de gamme produit des fréquences moyennes à basses qui ont des ondes sonores plus grandes et ne sont pas aussi exigeantes en termes d'emplacement. Les tweeters, cependant, sont directionnels car le son qu'ils produisent est mieux entendu lorsqu'ils sont dirigés vers vos oreilles.
Les tweeters d'usine sont souvent situés dans un emplacement moins qu'idéal. En effet, il s'agit d'un compromis entre l'espace dans le véhicule et les coûts de production de la chaîne de montage.
L'emplacement du tweeter n'est pas considéré comme très important par les constructeurs automobiles, sauf pour les véhicules de luxe et autres systèmes audio haut de gamme.
Les systèmes stéréo de voiture personnalisés obtiennent souvent le meilleur son en utilisant un montage personnalisé pour surmonter les limitations d'espace et d'emplacements de montage. De plus, les tweeters du marché secondaire (non fabriqués en usine) sont disponibles dans un large éventail de niveaux de qualité dont je parlerai plus loin.
Comment les tweeters sont-ils utilisés ?
Utilisations courantes dans les systèmes de haut-parleurs
Pour un son de haute qualité, un ensemble comme ce système de composants de voiture CT Sounds Strato peut être utilisé. Les systèmes de haut-parleurs à composants utilisent généralement des woofers et des tweeters connectés aux croisements de haut-parleurs via un câble de haut-parleur.
Ils sont conçus pour correspondre aux haut-parleurs et séparer la production sonore, en l'envoyant à celui qui lui convient le mieux.
Les tweeters sont utilisés dans les systèmes d'enceintes pour un nombre limité de raisons (ils ne sont jamais utilisés seuls) :
- Dans un système d'enceintes à 2 ou 3 voies pour produire un son que les autres enceintes ne peuvent pas
- Pour ajouter plus de sons haute fréquence (aigus) pour un effet supplémentaire
La plupart des systèmes de haut-parleurs utilisés aujourd'hui sont appelés "2 voies", car ils utilisent une combinaison de 2 haut-parleurs qui reçoivent une gamme limitée de sons à produire. En effet, presque aucun haut-parleur vendu aujourd'hui avec un seul cône ne peut produire toute la gamme de sons que vous pouvez entendre.
La raison principale en est que les grands haut-parleurs ne peuvent pas bien produire des fréquences plus élevées (aigus) et que les petits haut-parleurs ne peuvent pas produire de fréquences plus élevées (graves).
Les haut-parleurs, en général, sont spécialisés et conviennent le mieux à une gamme de sons.
Un haut-parleur de milieu de gamme comme les woofers (aussi parfois appelés haut-parleurs "midbass" ou "mid woofers") a normalement des performances terribles dans la gamme de sons supérieure.
Par conséquent, les tweeters sont essentiels pour fournir cette gamme de son manquante.
Pourquoi les tweeters ont-ils besoin de croisements ?
Les croisements de haut-parleurs de voiture (à gauche) et les croisements de haut-parleurs stéréo domestiques (à droite) sont chargés de diriger les basses vers les bons haut-parleurs. Ils protègent le tweeter et empêchent la distorsion et la puissance des basses potentiellement dommageable de le surcharger.
Comme je l'ai mentionné plus tôt, les tweeters ont besoin de croisements comme ceux de l'image ci-dessus pour plusieurs raisons :
- Les tweeters ne peuvent pas lire les sons à basse fréquence ; ils déforment fortement
- Ils peuvent être endommagés si un signal ou des signaux basse fréquence suffisamment importants les entraînent
- Il réduit la puissance appliquée et aide à la protéger
Comprendre les croisements d'enceintes
Les croisements de haut-parleurs à 2 voies (passifs) sont extrêmement courants. Le tweeter reçoit les sons autorisés à passer au-dessus du point de croisement. Le croisement à 2 voies illustré est réalisé en combinant une section passe-haut et une section passe-bas. Dans ce schéma, une inductance (bobine de fil) est représentée par "L" et le condensateur par "C".
Dans de nombreux cas, les tweeters sont livrés avec un simple condensateur connecté en série avec l'une des bornes de câblage. Il s'agit normalement de la borne positive (+) par convention.
Les condensateurs agissent comme un croisement audio à un seul ordre (un seul étage). C'est-à-dire qu'ils ont une pente de croisement qui fonctionne à un taux de -6 décibels par octave (dB). Une octave est un terme utilisé pour l'audio et représente le doublement ou la réduction de moitié d'une fréquence. Par exemple, 400 Hz correspond à une octave au-dessus de 200 Hz.
Les croisements d'ordre supérieur filtrent encore plus de basses qui atteindraient les tweeters et sont encore plus efficaces. -12dB/octave (2e ordre) est l'un des plus courants et est efficace sans être trop coûteux.
Comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessus, un crossover de 2ème ordre (-12dB) nécessite un composant supplémentaire appelé inductance. Ce sont des bobines de fil qui réagissent à la musique et réduisent la sortie vers le haut-parleur à certaines fréquences.
Illustré :Un haut-parleur stéréo domestique à 2 voies typique avec un tweeter. Dans cette conception à faible coût, un seul condensateur est utilisé en série comme filtre passe-haut pour filtrer les basses. Cela évite également la distorsion et les dommages potentiels.
Que signifie une cote d'impédance de tweeter ?
L'impédance, évaluée en Ohms, est un terme utilisé pour décrire la résistance électrique totale au courant d'un haut-parleur. La bobine acoustique d'un tweeter est constituée d'une longue quantité de fil enroulé dans une bobine. Ce fil a une résistance électrique.
L'impédance est importante car les croisements sont conçus pour la notation de vos tweeters. De plus, les tweeters doivent être associés à des woofers et à d'autres haut-parleurs ayant une note similaire.
Si vous ne faites pas correspondre l'impédance des haut-parleurs, l'un jouera à un volume plus élevé que l'autre car plus de puissance les entraîne. En effet, la puissance développée par un haut-parleur est directement évaluée en fonction de sa cote Ohms.
Traditionnellement, les haut-parleurs stéréo domestiques sont évalués à 8 ohms tandis que les haut-parleurs de voiture sont généralement de 4 ohms. Ce qui est intéressant, c'est que, par exemple, les haut-parleurs de 8 ohms ne sont pas exactement de 8 ohms. C'est une approximation car ils sont généralement un peu en dessous de cela (disons 6 à 7Ω par exemple).
Puissance nominale des tweeters
Le tweeter moyen ne peut pas gérer de grandes quantités de puissance comme le peuvent les haut-parleurs plus grands. Les woofers et autres haut-parleurs plus grands peuvent dissiper de plus grandes quantités de chaleur et avoir une plus grande jauge de câblage de bobine acoustique.
À quelques exceptions près, des puissances nominales telles que 15 W (watts) RMS et plus sont réalistes. 25W-50W est assez courant pour les modèles à prix moyen vendus aujourd'hui.
Les tweeters doivent correspondre à l'impédance nominale attendue d'un amplificateur. Les amplificateurs peuvent surchauffer s'ils sont utilisés avec des haut-parleurs trop faibles pour leur conception. (Par exemple :utiliser des tweeters de 4 ohms avec une chaîne stéréo de 8 ohms minimum n'est pas acceptable).
Efficacité du tweeter (indice SPL)
Tout comme les autres types de haut-parleurs, les tweeters ont une cote d'efficacité. Cela vous indique le volume, en décibels (dB), qu'un tweeter produit pour une puissance spécifique. Il s'agit normalement du paramètre "SPL".
Dans le cas des haut-parleurs, une efficacité plus élevée est meilleure. Pour les tweeters moyens, vous pouvez vous attendre à trouver cela entre 89 dB et 91 dB à 1 W.
Remarque :dB @ 1W/1m est une méthode standard de mesure de l'efficacité des haut-parleurs avec un équipement de test avec un microphone placé à 1 mètre de distance. Cependant, il existe 2 types de tests pour cela et cela peut prêter à confusion.
Il est important, lors de la comparaison des tweeters, de s'assurer que les mesures sont basées sur des types de mesures similaires. Dans la mesure du possible, comparez 2 tweeters avec des mesures basées sur la même norme d'efficacité (1W/1M ou 2,83V/1M).
La raison en est que les tweeters de 8 ohms nécessitent une tension plus élevée appliquée pour créer 1 W de puissance par opposition à un modèle de 4 ohms. De même, l'association des tweeters aux woofers nécessite un soin similaire lors de l'achat.
Types et matériaux de tweeter courants
Matériaux
Exemples de certains des types de tweeters les plus courants aujourd'hui. Un tweeter à dôme souple (à gauche) est souvent fabriqué avec des textiles ou des matériaux en soie, comme illustré. Un tweeter à dôme métallique (à droite) est généralement fabriqué à partir d'aluminium, de titane ou d'une conception hybride. Certains auditeurs préfèrent l'un à l'autre, bien qu'un tweeter bien conçu d'un type puisse surpasser l'autre. Il est important de vérifier toutes les spécifications et la réponse en fréquence si elle est fournie.
Il y a tout simplement beaucoup trop de matériaux utilisés pour être énumérés ici, mais je vais couvrir certains des plus courants. N'oubliez pas que certains produits vendus aujourd'hui sont faits d'une variété de matériaux moins courants.
De plus, il est important de toujours vérifier attentivement car parfois les spécifications ne sont pas claires et sont trompeuses.
Certains des matériaux les plus couramment utilisés pour les tweeters incluent :
- Soie, textile ou autre tissu
- Mylar ou autres plastiques
- Plastiques revêtus de métal et matériaux PEI
- Métaux :aluminium, titane et alliages
- Céramique et dômes recouverts de céramique
- Kapton (dans les tweeters à ruban)
La soie et le textile sont parmi les matériaux les plus couramment utilisés. Le titane et d'autres types de métaux comme l'aluminium sont également assez courants pour les tweeters de gamme de prix moyenne à supérieure.
Tweeters en soie
Un tweeter à dôme en soie est l'un des types les plus populaires et constitue souvent un bon compromis entre coût, performances et qualité sonore. Un bon exemple est cette paire de tweeters de voiture Polk Audio DB1001.
Ces types ont tendance à bien fonctionner et, en raison de leur rigidité supplémentaire, sont souvent associés à une certaine "couleur" de son. D'autres matériaux spéciaux comme la céramique et même le diamant sont également utilisés dans d'autres.
Cependant, il est très important de comprendre que le type de matériau utilisé pour le dôme du tweeter ne détermine pas à lui seul sa qualité . Vous devez toujours vérifier les spécifications telles que le tableau de réponse en fréquence s'il est fourni.
Si aucun n'est fourni, il est préférable d'envisager de rechercher plus d'informations et d'acheter un modèle qui fournit ces informations.
Sinon, vous faites le pari d'acheter un tweeter trop "brillant" ou "dur" dans la mesure où il peut avoir certaines gammes de sons qu'il accentue trop ou pas assez.
Mylar, Î.-P.-É. et autres
Les types Mylar et PEI utilisent des plastiques pour le dôme. On les trouve souvent dans des ensembles de composants économiques ou des haut-parleurs coaxiaux. Bien qu'ils soient moins chers, ils ne sont généralement pas très bons pour un son précis et net. Vous pouvez souvent entendre la différence en les comparant directement à une paire de tweeters à dôme en soie.
Certains modèles sont hybrides et utilisent un type de revêtement métallique qui peut ou non offrir de meilleures performances. Tous les types répertoriés sont généralement des tweeters à cône dans leur forme.
Tweeters à pavillon et pavillon à compression
Un tweeter à pavillon (à gauche) peut être entraîné par un assemblage d'aimants ou un pilote piézo. Les tweeters piézo sont très puissants et efficaces mais ne sont pas très bons en termes de qualité musicale. Un "super tweeter" est généralement entraîné par un aimant et produit plus de volume et a une puissance nominale plus élevée que les produits moyens. Les deux sont souvent utilisés pour des événements musicaux en plein air et des rassemblements.
Les tweeters à pavillon sont une classe spéciale de haut-parleurs. Les modèles d'entrée de gamme comme les tweeters piézo sont peu coûteux et ne produisent pas de bons sons musicaux, mais ils sont bon marché et très efficaces. Leur volume est souvent beaucoup plus élevé que les tweeters standards (96dB contre 91dB produits à 1 watt, par exemple).
Contrairement aux modèles qui utilisent un aimant, un tweeter piézo utilise un cristal piézoélectrique couplé à un diaphragme mécanique comme une montre numérique ou une horloge électronique utilise pour le son. Ils ont généralement une impédance très élevée et peuvent même ne pas avoir besoin d'un crossover. Un tweeter piézo est peu coûteux, efficace (bonne sortie dB par watt) mais pas bon pour la qualité sonore.
D'autres tweeters à pavillon utilisés dans les systèmes stéréo domestiques de très haute qualité ont une très bonne réponse en fréquence ainsi qu'un son. Ce sont le plus souvent des haut-parleurs de type "cornet à compression" avec un aimant et un dôme qui se fixent à un corps de pavillon qui se dilate vers l'extérieur.
Cela aide à diriger le son plus efficacement et peut diffuser le son plus uniformément que les autres.
Modèles de super tweeter et de bullet tweeter
Ceux-ci sont similaires aux autres mais peuvent avoir une forme de "balle" attachée au dôme pour aider à produire des niveaux sonores élevés. Ils sont parfaits pour le volume et la gestion de la puissance.
Vous pouvez utiliser des tweeters comme ceux-ci pour les situations où une gestion de puissance élevée et un volume élevé sont les principales exigences. Pour une écoute critique et un plaisir à l'intérieur, ils ne sont généralement pas très pratiques.
Tweeters à ruban
Un tweeter à ruban est un peu différent des autres. Ils utilisent une conception unique avec un diaphragme "ruban" très fin qui se déplace d'avant en arrière de manière linéaire pour produire du son.
Les tweeters de ce type sont parmi les meilleurs et les plus musicaux disponibles aujourd'hui, mais cela dépend grandement de la conception et de la qualité. Les prix varient d'environ 25 $ à 600 $ environ.
L'une des raisons pour lesquelles ils sont si uniques est que, contrairement aux tweeters basés sur une bobine acoustique et un aimant, leur impédance est beaucoup plus plate sur la plage de réponse en fréquence.
Cela signifie qu'il y a moins d'interaction avec votre crossover en raison des fluctuations qui se produisent lorsque la fréquence du signal audio change.
Tweeters à radiateur annulaire (concentriques)
Les tweeters à radiateur à double anneau (parfois appelés anneaux «concentriques») sont un type unique de tweeter avec une surface mobile composée de plusieurs anneaux et d'un bouchon central. Ces types sont des tweeters plus précis sur le plan sonore et détaillés sur le plan musical.
Les tweeters de ce type sont cependant moins courants.
Un inconvénient est que, contrairement à d'autres types, ils produisent beaucoup moins de son selon les angles (appelé la réponse hors axe). Cela signifie qu'ils sont mieux adaptés aux systèmes d'enceintes où ils visent directement l'auditeur.
Principes de base de la réponse en fréquence du tweeter
Les tweeters ont des caractéristiques uniques, comme n'importe quel autre haut-parleur. Dans cette image, vous pouvez voir le niveau du son produit sur différentes fréquences (appelé la « réponse »). Ces graphiques montrent la réponse sonore sous différents angles.
Dans les graphiques ci-dessus, nous pouvons voir que le Tweeter A a des creux et des pics qui feront que le son manquera dans certaines gammes et est trop "dur" (trop élevé) dans d'autres. Le tweeter B a une réponse beaucoup plus plate et idéale, car il est presque toujours le même sur toute la gamme de sons produits.
Les tweeters, comme tout autre type de haut-parleur, ont des limites. Pour une gamme donnée, ils ont des fréquences auxquelles leur réponse (niveau de volume pour une puissance donnée appliquée) est supérieure ou inférieure à un volume moyen en décibels (dB) produit.
Ces pics et creux (zones où la production sonore est plus élevée ou plus faible) ne peuvent pas être surmontés sans un égaliseur ou une autre compensation. Les fréquences à l'extrémité inférieure de la plage de réponse sont mieux laissées aux haut-parleurs de milieu de gamme
Il n'existe pas de haut-parleur d'aigus "parfait" - ils ont tous de bonnes et de mauvaises caractéristiques ainsi que des facteurs de prix, de montage et de performances à prendre en compte.
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