Subwoofer DIY asservi

[studio lab 202.2]

J'ai lu la discussion sur l'asservissement des HP sur le forum audax, elle est très intéressante.
De plus, elle se termine par un magnifique CR sur l'asservissement complet d'une enceinte.
Merci à JCBodot pour ce lien.

J'ai mi au propre le schéma de mon asservissement, si des connaisseurs passent dans le coin, peuvent-ils me donner leurs avis ? Merci d'avance.
(J'ai testé virtuellement le montage, il a l'air de tenir la route, mais ...).

[studio lab 202.2]

Petites explications :
Le passe-haut sert à supprimer un éventuel offset du capteur ou de l'entrée.
Le passe-bas sert à rendre le système stable, sa fréquence peut paraître très faible, mais il ne faut pas oublier que la boucle à un gain de 40 voir plus. Ça compense.

[Denis31]

Bonjour studio lab 202.2, si l'entrée est déja filtrée en passe-bas, et si on met le passe-haut 1hz directement sur le capteur, est-ce qu'on ne peut pas rentrer dans un ampli tout fait (avec réglage de gain), directement en sortie du comparateur ?
Ca rendrait le schéma plus versatile, pour ceux qui ont déja un ampli...

[studio lab 202.2]

Bonjour Denis,
Théoriquement oui, on peut rentrer la sortie du comparateur dans un ampli, à condition de ne pas oublier le passe-bas à 8 Hz à la sortie du comparateur.
Cependant, pour répondre avec certitude, il me manque plusieurs éléments :
1) généralement, les amplificateurs possèdent eux-mêmes des filtres, il faut donc faire des mesures ou les ouvrir. De plus, l'amplificateur ne doit pas introduire de distorsion de phase ou de retard.
2) Je ne sait même pas si mon système marche, je pense que les premiers tests pourront être effectuées demain ou après-demain.

Si mon système marche bien, je ferais un schéma pour ça.

Une petite blagounette, j'ai vu sur un site américain des types qui ne savaient pas comment faire un filtre ajoutant une distorsion de phase uniforme de 180°, ceci sans variation d'amplitude.
Qui sera le premier a trouver la réponse ?

[SoulMan]

inverser la polarité?

Sinon, pour prendre en compte les distorsions de l'ampli et ne pas utiliser plusieurs amplis, de surcroit différents, est ce qu'il ne serait pas intéressant de réinjecter le signal de l'asservissement avant l'ampli?

[studio lab 202.2]

Hip Hip Hourra pour SoulMan, il a trouvé.

Sinon, comme schéma de principe, à moins que je n'ai pas tout suivi, tout le monde est d'accord pour ça :

principe.JPG

Ou le traitement électronique est le petit circuit à réaliser qui est spécifique à l'asservissement.

Effectivement, cela supprime les distorsions de l'ampli, mais si mes petits essais me donne que le système marche pour asservir un HP, rien ne dit qu'il asservira aussi bien un amplificateur. Donc si l'amplificateur contient lui-même des filtres, méfiance. Il faudra faire des simulations et des tests, mais avant, il faut déjà que mon système où tout est contrôlé parfaitement pour l'ampli soit validé, pour pouvoir prétendre asservir un amplificateur moins bien connu.

Si quelqu'un connait bien les amplificateurs, peut-être pourra il me renseigner ? Ceux ci contiennent généralement un passe-haut coupant entre 10 et 20 Hz, s'agit-il d'un banal premier ordre dans presque tout les cas, où est-ce que les filtres les plus ésotériques sont employés ?

[Denis31]

Oui Ok pour le schéma de principe !
Sinon j'ai réalisé qu'on ne peut pas enlever le passe-bas 8Hz même si l'entrée est déja filtrée, car il participe à la stabilité en boucle fermée, sans impact sur la courbe de réponse globale si je comprend bien.

Dans la bande 20Hz-1kHz, à peu près tous les amplis doivent se comporter plus qu'honorablement en phase et disto, non ? (en tout cas par rapport à un HP chargé en clos c'est sûr).

Au fait, à partir du moment ou l'asservissement est fait sur l'accélération de la membrane, le dispositif doit fonctionner tel quel avec un HP en baffle plan, puisque l'égalisation peut toujours se faire en amont.
Si je comprend bien pour un BR ça ne marcherait pas à cause de la résonnance à la fréquence d'accord qui rendrait le système instable ?

[studio lab 202.2]

Le passe-bas 8 Hz n'a pas d'effet sur la réponse globale, il ne sert effectivement qu'à la stabilité.

Pour la bande 20 Hz-1 kHz, sans doute que tous les amplificateurs ce comportent correctement, mais certains coupent à 20 Hz, d'où un déphasage de 45° à 20 Hz, donc de graves problèmes pour l'asservissement. Mais bon, le mieux reste des tests. A étudier.

Pour un HP en baffle-plan, le dispositif reste valable, mais bien entendu, le système ne pourra toujours pas descendre dans le grave, car court-circuit acoustique.

Pour le Bass-Reflex, le problème ne vient pas d'une instabilité du système, mais du fait que si l'on peut rendre l'accélération de la paroi proportionnel au signal d'entrée, on ne contrôle pas l'air qui passe par l'évent, donc le système deviendra minable, avec une énorme bosse dans la courbe de réponse à la fréquence de résonance du caisson.
Après, on peut toujours imaginer d'autres systèmes qui tiennent compte de l'air qui passe par l'évent, mais là, ça devient beaucoup plus compliqué.

Un petit rappel : mon système est plutôt pensé pour les extrêmes-graves (jusqu'à 15 Hz), donc les grandes élongations, pour tout ce qui est au-dessous de 100 Hz, je conseille vivement le système de JCBodot, car la membrane ne se déplace quasiment plus, donc le BL est constant. Par contre mon système devient lui plutôt mauvais. J'imagine mal coller un capteur sur un tweeter.

[JbM]

Bonjour, quelques petites remarques sur l'amplification :
- le LM3886 n'est pas stable pour des gains inférieurs à 10dB, et un gain d'au moins 20dB est recommandable pour avoir une bonne marge de phase.
- il semblerait que tu te sois quelque peu trompé dans ton schéma de montage bridgé...
- pour les passe-haut dans les amplis du commerce il peut y en avoir 1 ou 2 comme une demi-douzaine... En général tous des premier ordre, et ne coupant pas à la même fréquence.

Bon courage pour la suite de ton projet

[studio lab 202.2]

Merci JbM,
Effectivement, après relecture du datasheet, le LM3886 n'est pas stable pour des gains inférieurs à 10 dB. Ce n'est pas grave, je vais corriger.
Le schéma du montage bridgé est en effet débile, merci de me l'avoir signalé, je corrigerais aussi.

OK pour les amplis du commerce.

[studio lab 202.2]

Un peu d'explication technique sur le passe-haut et le passe-bas.
Tout ce qui va être dis est du domaine de l'approximation, mais ces approximations sont bonnes, car elles sont dans la boucle de contre-réaction.

Analyse en régime continu (fréquence = 0 Hz) :
Le passe-haut est un interrupteur ouvert, il ne laisse rien passer.
Le passe-bas est comme un fil.
Donc au final, le passe-haut l'emporte, et tout est coupé.
Donc tout signal continu est bloqué. C'est bon.

Analyse en régime alternatif, 16 hertz et plus :
Le passe-haut laisse tout passer : c'est un fil.
Le passe-bas ce comporte comme un intégrateur.
On veut au maximum exploiter du 100 hertz, et que les premiers problèmes se manifestent environ à 500 hertz à cause de l'inductance du haut-parleur, le système est plus rapide que le plus rapide des signaux que l'on veut lui envoyer.
Le signal de sortie converge donc vers le signal d'entrée, c'est bon.

Qu'est-ce qu'un intégrateur ?
C'est un filtre qui somme petit à petit la tension présente à son entrée, donc comme en entrée de l'intégrateur il y a l'erreur, petit à petit le signal de sortie converge vers la valeur nécessaire à ce que l'erreur s'annule.
(exemple : si l'erreur est positive, le signal envoyé au haut-parleur augmente progressivement jusqu'à ce qu'elle soit suffisante à ce que l'erreur s'annule).

PS : ce qui ce passe entre 0 Hz et 16 Hz ne nous intéresse pas, c'est trop approximatif et ne sert à rien.

[studio lab 202.2]

Le schéma corrigé.
Est-ce que quelqu'un sait si le deuxième LM3886 accepte le montage actuel ?

[studio lab 202.2]

Le caisson avance, mais la menuiserie me prend toujours plus de temps que prévue.

je commence à attaquer l'électronique, je pense finalement utiliser un seul LM3886, donc pas d'amplificateur bridgé. De toutes façons, 100 watts devraient suffire largement pour atteindre mon Xmax.

Le caisson à l'envers :

P1000486.JPG

L'intérieur du caisson :

P1000488.JPG

La porte où sera fixé l'amplificateur :
On constate un renfoncement au-dessuis d'un trou : le dissipateur sera dans le trou, et il y aura une "manche à air", fermée, au-dessus de celui-ci, de sorte à ce qu'une collone d'air chaud se fasse, et augmente la ventilation. Je ne sait pas si ça va marcher, j'ai fait çà au pif.

P1000493.JPG

[studio lab 202.2]

Le sub est fini avec son asservissement, et il marche !

Voici la courbe de réponse, elle a été mesurée à l'aide du capteur située sur la membrane.
Le résultat est satisfaisant, demain je ferais des tests sans asservissement pour comparer.

Le principe est le suivant, j'ai réglé l'amplitude du signal d'entrée pour avoir une excursion de 5 mm à 20 hertz, puis j'ai gardé la même. (l'excursion maximale est de 10 mm).

[ToniOsX]

Des photos de l'asservissement ? STP.