directivité des hp à cone

[vidger]

Bonsoir,

j'ai fait quelques recherches sur google à propos d'une question simple mais pourtant de grande utilité publique pour tous les diyeurs: les diagrammes de directivité des hp à cône.

Typiquement, dans un projet 2 voies, l'on tente, pour les ferus de haut rendement, de coupler un hp à radiation directe avec une compression et son pavillon dont on connait plus ou moins les caractéristique de directivité, d'autant plus si il s'agit d'une trompe/guide d'onde CD.

Traditionnellement on parle d'angle délimitant un couverture dans laquelle la réponse en fréquence est diminuée de maximum 6db.

Quant est il pour une hp à cône, j'ai lu ca et la qu' un 12 pouce avait typiquement, à 1khz, un directivité de 70°.
Quant est il a 2khz?
Et pour un hp de 8 pouces, quelle serait sa directivité à 1000hz?

Peut-on calculer cela via une règle empirique? Ou faut-il simuler via des logiciels?

Merci d'avance

cordialement

[DJ'Evol]

It's a good question!!

[jean64]

Ha oui, très bonne!!

[Cyrille-Audio]

Bonjour.

Il mesurer, car d'un haut-parleur à l'autre cela varie beaucoup...

Un PHL 1341 à 1,6kHz c'est 0dB@60°, et -6dB@60° (mon critère de directivité, soit une ouverture de 120°, l'habitude des système à dôme) = 2,2kHz.
Un PHL 2460 c'est (toujours à 60°) 0dB à 1,2kHz et -6dB à 1,6kHz.

Un B&C 15NW76 lui est à 600Hz pour 0dB et 850Hz pour -6dB.
Par comparaison mon 38cm de bas-médium fait -6dB@60° à 1200Hz, pour 0B à 800Hz donc un diagramme plus progressif.

[jean64]

Bonsoir,
Et à quoi tient cette variabilité en fonction des modèles? Forme (profil) de la membrane, matériau ou rigidité pour la fabriquer? Peut-on avoir une idée (entre grosso et modo) à la vue d'un HP (de sa membrane) de son comportement quant à la directivité?

Cordialement
Jean

[Cyrille-Audio]

Bonsoir.

Bonsoir,
Et à quoi tient cette variabilité en fonction des modèles? Forme (profil) de la membrane, matériau ou rigidité pour la fabriquer?

La membrane : son profil, son papier, son traitement, le collage du dôme, etc, etc...

Peut-on avoir une idée (entre grosso et modo) à la vue d'un HP (de sa membrane) de son comportement quant à la directivité?

Nope.
Faut mesurer.

[jean64]

Merci pour les réponses, Cyrille.
Hé bé, ça simplifie pas la vie tout ça...

Cordialement Jean

[sylvio50]

En rayonnement directe, la plupart des HP commence à être directif (donc 0dB) à une fréquence:

F2 = (2.c)/(Pi.D) la plupart du temps (c => 344 m/s et D => diamètre utile de membrane)

Sa donne 1500 Hz @ 0dB pour un 16,5 cm (14 cm utile). C'est quasiment transposable la plupart du temps sur les HP de plus grand diamètre. Fostex donne leur courbe @ 0 dB, 30°, et 60°. En fait, il y a quasiment systématiquement un petit creux dans la réponse avant que le HP soit directif (1ère déformée modale circulaire de la membrane ?).

A mon avis, la directivité dépend donc du comportement mécanique de la membrane en fonction de la fréquence.

Mais j'dit ça, j'dit rien.

[bstleve]

En rayonnement directe, la plupart des HP commence à être directif (donc 0dB) à une fréquence:

F2 = (2.c)/(Pi.D) la plupart du temps (c => 344 m/s et D => diamètre utile de membrane)

Sa donne 1500 Hz @ 0dB pour un 16,5 cm (14 cm utile). C'est quasiment transposable la plupart du temps sur les HP de plus grand diamètre. Fostex donne leur courbe @ 0 dB, 30°, et 60°. En fait, il y a quasiment systématiquement un petit creux dans la réponse avant que le HP soit directif (1ère déformée modale circulaire de la membrane ?).

A mon avis, la directivité dépend donc du comportement mécanique de la membrane en fonction de la fréquence.

Mais j'dit ça, j'dit rien.

Mouais, bin tu ne dois pas être loin de la vérité

A priori, diamètre du cône, épaisseur (même pas sur, vu la faible épaisseur, même pour une membrane "épaisse") et module de Young.

Bertrand.

[bpinot]

Trop de parametre a prendre en compte pour sortir une formule mathématique.
Cone pure ou expansion parabolique, dome,ogive, diam bobine, frationnement menbrane etc
Type de suspension, effet de bord, et baflage etc......

Donc comme dit Cyrille mesure avec micro axe HP en LB et a 30 cm et mieux en free air.
Echantillonnage mesure en deplacant le micro sur le meme rayon a 10-20-30-40-60 degrés etc
Suivant type de HP et FC en fonction de ce qu"il y a raccorder au dessus.

C'est du grand classique pour voir la "reponse" polaire d'un pavillon.
Methode utilisé par ARTA entre autres

Ciao

Bernard PINOT

[thxrd]

la directivité est en "théorie" lié au diametre ..directement ( comme décrit plus haut) mais en effet comme rien n'est jamais simple divers parametres peuvent venir modifier le comportement .. final ( bien indiqués par Cyrille et Bernard )
simplement ces parametres ne sont pas parfaitement "progressif" ( rarement d'ailleurs ) et celà ne donne donc que tres rarement une "compensation" bien propre" ..

on pourra sur une mesure tournante vérifier que par exemple avec un HP dont la forme / le matériau membrane / l'ogive centrale ect .. permettent de "monter" en fréquence l'angle théorique lié au diametre la directivité pourra etre plus resserée à 1300 qu'à 1600hz par exemple .. .. il y aura de fortes ondulations dans ce parametre
ce n'est pas absolument systématique mais assez général quand meme ..
cela permet de "tricher" un peu sur le raccord avec l'élément supérieur mais auditivement c'est souvent audible ..( pic dans le rayonnement en puissance )
perso je préfére rester dans la zone ou le comportement sur ce point est "progressif " donc rester sur une coupure plus basse ( de plus généralement les "astuces" apporte de la disto supplémentaire )

la mesure polaire avec table tournante ou déplacement du micro en 2D est le seul bon moyen .. en pratique ( et en freefield uniquement bien sur ) cdt
thxrd

[sylvio50]

J'appui avec 3 exemples:

HP n°1 => 27 cm hors tout, la membrane fait 20,4 cm (par extrapolation avec la cotation du plan):


On a 1073 Hz en prenant 20,4 cm. La courbe réel indique 1000 Hz environ pour 0 dB entre 0 et 60°.



HP n°2 => 16,6 * 16,6 cm hors tout, la membrane fait environ 11,8 cm (par extrapolation avec la cotation de l'image):


On a 1856 Hz en prenant 11, 8 cm. La courbe réel indique 1750 Hz environ pour 0 dB entre 0 et 60°.



HP n°3 => 395 cm hors tout, la membrane fait environ 33,6 cm (par extrapolation avec la cotation de l'image):



On a 652 Hz en prenant 33, 6 cm. La courbe réel nous indique (si on fait attention que l'angle du cône est déjà à 45° et que 60° + 45° dépasse 90°) environ 600 Hz pour 0dB entre 0 et 60°. Enfaite, sur ce HP, l'angle du cône est déjà à 45° ce qui fait qu'il est directif sur toute sa bande passante en étant à 60 ° hors axe.


Voilà, c'était juste quel courbe pour montrer à peu près la directivité de quelques haut parleur de bonne qualité. Sa ne marche pas si le HP se déforme par contre (déformation sur mode partiel du diaphragme) comme sur cette hologramme par exemple

[thxrd]

totalement d'accord .. on voit d'ailleurs que le "double cone" ne change en fait pas grand chose à la question
pire le rayonnement en puissance dans ce cas est tres preturbé et dans une salle la somme direct+réfléchi donnera un son tres "dur" ( tres typique des doubles cones )

une vsu "polaire" de la réponse montrera encore plus les phénomene d'ondulation au delà de la fréquence liée au diametre .. et avec un double cone ce sera une horreur ...

cdt
Roland

[Cyrille-Audio]

Bonjour.

Silvio50 se faire une idée à partir de mesures constructeur à la précision "variable" est peu flou.

J'ai mesuré la FR (et bien d'autres choses) sur de nombreux HP et notamment dernièrement quelques bas-médium de même profil ou presque : la directivité varie notablement de l'un à l'autre.
Vouloir se simplifier la vie avec un calcul à priori c'est (serait) bien, mais là le plus simple et efficace est une mesure in situ.

[sylvio50]

Il s'agit d'empirisme concernant la partie du spectre qui n'est pas affecté de directivité (donc @ 0 dB) pour les haut parleur de bonne qualité (qui ne se déforme pas beaucoup dans la zone inférieur à la fréquence F2).

Si on voulait connaître le comportement directif de chaque HP, il faudrai prendre en compte les déformations mécanique, le profil exacte... En quelques sortes additionner chaque éléments de surface ainsi que leur vitesse élémentaires (relative et absolue - impliquant donc la prise en compte des oppositions de phase relative entre chaque partie émissive), calculer les interférences entre chaque aires élémentaires etc... pour simuler la pression acoustique totale rayonnée, chose qui n'est pas simple dutout. Surtout qu'il y a des tolérances de fabrication sur l'épaisseur des membranes qui ne sont pas nul (même si elles sont faible).

Après, bien sûr, pour celui qu'à le matos pour, faire une mesure de chaque HP est le mieux étant donné que chaque HP est différent. Mais là, il s'agit d'empirisme. Et ça marche correctement sur les HP de bonnes qualité. Même sur les tweeter à rayonnement directe (sans aucune amorce de pavillon) comme sur le tweeter focal à dôme inversé de chez focal (focal Electra be) quoique la fréquence soit très légèrement plus faible @ 0 dB.

Pour la fréquence de résonance FR, l'écart est souvent lié à la suspension. Donc élément qui est souple, donc tolérance plus dur à respecter. Un simple rodage suffit à faire varier son élasticité par exemple. Donc, la FR varie au cours du temps avant de se stabiliser. Tout ce qui est lui est lié (VAS, QTS principalement) varie avec lui.

Afin bon, tout ça pour dire que c'est empirique.