Comment l'impédance des haut-parleurs se compare-t-elle à la réponse en fréquence ?
Les ohms et l'impédance des haut-parleurs peuvent certainement être un sujet déroutant et mystérieux. J'aimerais vous aider à tout éclaircir !
Comment l'impédance des haut-parleurs se compare-t-elle à la réponse en fréquence ? Qu'est-ce qu'est l'impédance des enceintes exactement ? Et quelles autres choses devez-vous savoir ?
Je vais tout expliquer en détail avec des diagrammes et des images utiles en cours de route. Lorsque vous aurez fini de lire, vous aurez une compréhension presque experte !
Qu'est-ce que l'impédance des enceintes ? L'impédance des enceintes expliquée
L'impédance du haut-parleur, mesurée en Ohms, est la résistance totale de la bobine acoustique au flux de courant électrique lorsqu'elle fonctionne avec un signal musical.
L'impédance des haut-parleurs est la somme totale de deux éléments :
- La résistance du long enroulement de fil constituant la bobine acoustique.
- Une propriété magnétique spéciale appelée inductance créée lorsque le fil est enroulé dans une bobine.
Un ampli ou une chaîne stéréo nécessite une certaine impédance de charge des haut-parleurs pour limiter la quantité de courant électrique qu'ils tentent de fournir, tout comme une résistance utilisée en électronique avec une alimentation électrique appliquée.
1. Résistance de la bobine mobile
Sur la photo ci-dessus, je mesure l'impédance d'un haut-parleur 4Ω et mon compteur numérique affiche sa valeur de résistance. Dans ce cas, c'est proche mais pas exactement 4Ω.
Comme ils sont constitués d'une longue longueur de fil, la bobine acoustique d'un haut-parleur a une certaine valeur de résistance due au fil lui-même. Il ne s'agit généralement que de quelques ohms. Lorsque vous mesurez l'impédance d'un haut-parleur avec un multimètre, vous mesurez la résistance du courant continu (CC), et non l'inductance qui ne sera pas présente sans l'application d'un signal de courant alternatif (CA).
2. Inductance dans une bobine mobile
Lorsqu'un signal alternatif est appliqué à la bobine mobile à partir d'une radio ou d'un amplificateur, l'enroulement de fil qui forme une boucle enroulée a une propriété électrique appelée inductance . Ceci est différent d'un fil droit qui va du point "a" au point "b".
Cette inductance s'oppose au flux d'électricité semblable à une résistance et change avec la fréquence audio. Cette propriété qui ressemble à la résistance et est présente dans les inducteurs est appelée réactance inductive.
Lorsque nous parlons de l'impédance d'un haut-parleur, la plupart du temps, nous faisons référence à la catégorie (gamme générale d'Ohms) du haut-parleur utilisée pour correspondre aux amplificateurs stéréo domestiques ou de voiture.
Notez que les Ohms sont parfois représentés par le symbole grec Omega, ou "Ω."Quelle est la relation entre l'impédance et la fréquence ?
Exemple de diagramme de la courbe d'impédance mesurée pour un haut-parleur médium 8 Ω. Remarquez comment l'impédance augmente à mesure que la fréquence augmente. Cela est dû à l'inductance de la bobine mobile. La réactance inductive (impédance) est directement liée à la fréquence.
Impédance des enceintes par rapport à la fréquence
Il existe une relation directe entre la fréquence et l'impédance :
- Lorsque la fréquence augmente, la réactance inductive augmente, ce qui signifie que l'impédance du haut-parleur augmente.
- Lorsque la fréquence diminue, la réactance inductive diminue, ce qui signifie que l'impédance du haut-parleur diminue vers la résistance CC de la bobine du haut-parleur.
En d'autres termes, l'impédance est directement proportionnelle à la fréquence, ce qui signifie qu'il monte ou descend lorsque la fréquence augmente ou diminue. L'impédance n'est pas la simple addition de la résistance du fil de la bobine et de l'inductance, mais plutôt la somme géométrique des deux, comme vous le verrez ci-dessous.
Notez que l'impédance d'un haut-parleur sera toujours égale ou supérieure à la résistance de la bobine mobile. Il n'est pas possible d'avoir une impédance de haut-parleur de zéro ohm (du moins pas sans court-circuit) ou une impédance négative - cela n'aurait aucun sens.
Calcul de l'impédance des enceintes par rapport à la fréquence
Comme vous pouvez le voir ci-dessus, la réactance inductive (communément écrite comme "Xl" pour inductance) est directement liée à la fréquence ("f" dans la formule ci-dessus). De plus, vous pouvez voir comment l'impédance du haut-parleur, en Ohms, est la racine carrée de la somme des carrés de la résistance et de la réactance inductive du haut-parleur.
C'est parce que l'impédance est une propriété de la physique qui se comporte différemment de la résistance au courant continu - elles ne s'additionnent jamais directement. Pensez-y comme à la trigonométrie et à la façon dont vous trouvez l'hypoténuse d'un triangle.
Comment l'impédance des haut-parleurs se compare-t-elle à la réponse en fréquence ?
Généralement, il y a peu de relation, voire aucune, entre l'impédance et la réponse en fréquence. Cependant, cela dépend de l'orateur particulier. Certains peuvent être plus influencés que d'autres mais de manière générale, autrement qu'à la fréquence de résonance d'un haut-parleur, la réponse en fréquence n'a aucune incidence réelle sur elle.
La réponse en fréquence d'un haut-parleur est le résultat final de sa conception, de la performance de l'ensemble aimant/cône/suspension et d'une variété d'autres paramètres de ce genre.
Notez qu'à la fréquence de résonance, l'impédance est généralement très élevée en raison de la résonance, car c'est à ce moment que l'ensemble de haut-parleurs ne peut pas rester stable pour cette très petite plage de fréquences. Cependant, il s'agit d'une situation plutôt marginale et, d'une manière générale, les concepteurs d'enceintes évitent de toute façon que les enceintes jouent près de leur fréquence de résonance.
Quelle fréquence détermine l'impédance des enceintes ?
Il n'y a normalement pas de fréquence utilisée pour déterminer l'impédance des enceintes. Au lieu de cela, l'impédance indiquée par le fabricant, en Ohms, est approximativement la moyenne dans sa plage de fonctionnement normale.
D'autres paramètres tels que l'efficacité (sortie de haut-parleur mesurée en décibels [dB] pour 1 watt généralement) et la réponse hors axe sont généralement mesurés à 1 kiloHertz (KHz). Ce n'est pas le cas de l'impédance, car cela n'aurait pas vraiment de sens.
Pour certains orateurs particuliers avec des données supplémentaires, il pourrait être une valeur d'impédance spécifiée pour une fréquence spécifiée. Cependant, si cela est inclus, il est généralement fourni sous forme de graphique. Dans ce cas, l'impédance est affichée sous forme de graphique sur une large gamme de fréquences audio.
L'impédance des enceintes affecte-t-elle la qualité du son ?
Un graphique comparant la puissance produite par des haut-parleurs de 8 et 4 ohms lorsqu'ils sont connectés au même amplificateur. Un haut-parleur avec une impédance de 8 ohms consomme moins d'énergie à la même sortie (volume) qu'un haut-parleur avec une impédance de 4 ohms.
Seuls certains facteurs liés à l'impédance, tels que la puissance des haut-parleurs (volume) et leur fonctionnement avec les crossovers, ont un effet sur la musique. Dans la grande majorité des cas, des ohms plus élevés ne signifient pas une meilleure qualité sonore.
Le meilleur son provient de l'utilisation de la bonne impédance de haut-parleur pour la bonne application :
- Associer les ohms de haut-parleur corrects à votre radio ou à votre ampli pour obtenir la meilleure puissance et le meilleur volume disponibles.
- Lorsque vous utilisez des croisements d'enceintes, utilisez la bonne impédance d'enceinte.
Comment l'impédance des haut-parleurs affecte la puissance et le volume
Le graphique ci-dessus montre un exemple de la puissance produite par un haut-parleur de 8 ohms lorsqu'il est utilisé sur le même amplificateur qu'un haut-parleur de 4 ohms.
- La puissance du haut-parleur à faible impédance, au même niveau d'amplificateur ou de sortie stéréo, est le double de celle du haut-parleur de 8 ohms.
- La puissance maximale que vous obtiendrez pour un haut-parleur de 8 ohms connecté à un ampli de 4 ohms sera toujours inférieure à celle d'un haut-parleur de 4 ohms.
Par exemple, l'utilisation d'un haut-parleur de 16 Ω à la place d'un 8 Ω pour une chaîne stéréo de 8 Ω présente des inconvénients en termes de perte de puissance et de volume. Il n'y a rien à gagner à le faire. (De même, le même principe pour les haut-parleurs 8Ω et 4Ω). Pour deux haut-parleurs par ailleurs identiques, la qualité sonore elle-même sera la même - mais celle avec l'impédance la plus élevée aura un volume plus faible car elle aura moins de puissance à travers elle en raison d'un courant électrique plus faible.
Remarque :doubler la puissance d'un haut-parleur ne le fait pas signifie que le volume double. En raison du fonctionnement de nos oreilles, doubler la puissance n'augmente le volume que nos oreilles perçoivent que d'environ 3 décibels (3 dB) - une très petite quantité.Comment l'impédance des enceintes affecte-t-elle les fréquences de croisement ?
Les crossovers sont conçus pour fonctionner uniquement avec une impédance de haut-parleur particulière. Lorsque la mauvaise charge Ohms est utilisée, un "décalage croisé" se produit, ce qui signifie que la fréquence de croisement change et que le son en souffre.
Puis-je utiliser différentes impédances d'enceintes avec un crossover ? Qu'est-ce que le décalage croisé ?
Les crossovers de haut-parleur passifs (non alimentés) sont essentiellement un type de filtre conçu autour d'une certaine charge d'impédance de haut-parleur (Ohms) utilisée. Ils fonctionnent à l'aide de condensateurs et d'inducteurs qui peuvent être utilisés pour éliminer certaines sections indésirables de la fréquence sonore d'être envoyées à un haut-parleur. Lorsqu'ils sont combinés, ils peuvent être utilisés pour créer un système d'enceintes au son exceptionnel avec une bien meilleure clarté et une distorsion plus faible grâce à la fréquence de croisement utilisée.
La modification de l'impédance du haut-parleur connecté à un crossover modifie la fréquence de crossover. C'est ce qu'on appelle le changement croisé et produit un son de mauvaise qualité car la fréquence est légèrement décalée.
Certains des effets secondaires audio du décalage croisé sont :
- Un son "dur" provenant des woofers ou des haut-parleurs de milieu de gamme. Les tweeters peuvent avoir un son déformé et commencer à "se briser" à un volume plus faible qu'auparavant.
- Une qualité "mince", faible pour la musique.
- Des lacunes dans les gammes sonores que vous devriez entendre.
Les croisements d'enceintes ne doivent être utilisés qu'avec l'impédance d'enceinte prévue. Sinon, vous aurez un son médiocre et des performances médiocres.
Par exemple, vous ne pouvez pas utiliser des haut-parleurs 8Ω avec un crossover conçu pour les 4Ω ou vice-versa.
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