Chaîne de gains

JIM
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Re: Chaîne de gains

Message par JIM »

Je vérifierai car il me semble qu'il y a une bonne représentation et explication dans le livre "Small audio design" de Douglas Self.
Effectivement, quelques exemples sont parlant.
Encore mieux selon moi, une feuille de calcul où l'on peut rentrer les caractéristiques de appareils et jouer avec pour voir ce que ça donne.
CDGG
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Re: Chaîne de gains

Message par CDGG »

JIM a écrit : 25 mars 2024, 17:24 Je vérifierai car il me semble qu'il y a une bonne représentation et explication dans le livre "Small audio design" de Douglas Self.
Effectivement, quelques exemples sont parlant.
Encore mieux selon moi, une feuille de calcul où l'on peut rentrer les caractéristiques de appareils et jouer avec pour voir ce que ça donne.
J ai du mal à me représenter une telle feuille mais oui ça serait intéressant !
Et encore mieux avec l indexation d’une base de données de ref électroniques . :)
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Kro
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Re: Chaîne de gains

Message par Kro »

Pour parler de la chaine de gains il faut aborder pas mal de notions avec des sujets transverses. On peut faire très simple... ou pas, on peut aussi faire très long et compliqué.

Pour certains ce sujet peut paraitre abstrait donc il faut définir de quoi l'on parle.

Dans un système de reproduction sonore, ou pour parler plus simplement dans nos systèmes hifi ou homecinema, on peut décrire un peu le "chemin" du son. En sonorisation ou dans un studio d'enregistrement c'est le job des ingénieurs du son, c'est un métier ! Mais nos salons ou salles dédiées on se sent parfois seul au monde pour gérer ça.

On peut déjà présenter les différentes étapes dans une chaine de restitution "type" pour le trajet du signal audio :

Source numérique ->convertisseur numérique/analogique + étage de sortie -> préamplificateur/gestion du volume -> amplificateur de puissance -> Enceinte

Dans le cas d'un filtrage actif celui -ci, le filtre, peut se placer à différents endroit :
- Directement après/ou dans la source numérique
- Avant le préamplificateur
- Après le préamplificateur

NB : certains appareils gèrent la gestion du volume en numérique.
NB 2 : J'ai volontairement mis de côté les sources analogiques, le vinyle par exemple mais on peut parfaitement l'intercaler ici avant le préampli.


Selon l'installation et le matériel utilisé tout ça peut varier.
Il existe tout un tas d'appareils sur le marchés avec des spécifications très différentes.
Ces appareils peuvent être soit très spécialisés soient intégrer +/- d'étapes décrites ci dessus.

Personnellement je n'ai pas de salle dédiée et j'ai une petite installation de salon.
Mon système de tous les jours comprends les sources numériques -> un ampli intégré home cinema -> des enceintes passives.
C'est l'ampli homecinema qui gère je cite "convertisseur numérique/analogique + étage de sortie -> préamplificateur/gestion du volume ->amplificateur de puissance" .
Je n'ai pas vraiment de soucis sur les gains.

Sur un système en salle dédié avec des enceintes filtrées en actif comme chez certains ici on peut trouver :
Sources numériques -> préampli home cinéma -> filtre actif -> amplis de puissance -> enceintes
Le préampli HC gère (outre le décodage des formats) un convertisseur numérique/analogique + un étage de sortie -> un préamplificateur/gestion du volume.

La plupart des gens aujourd'hui utilisent des filtres actifs numériques donc selon où ils sont placés dans la chaine soient ils travaillent directement en numérique avec le fichier source soit ils reçoivent un signal analogique +/- préamplifié et devront faire une double conversion A/N puis de nouveau N/A ensuite. Cela pose problème à certains. Disons que ça se discute. Dans le cadre d'une installation HC c'est plus simple de le placer en sortie de préampli hc. Pour éviter la double correction il faudrait un préampli hc qui sorte en numérique.
Le problème étant que la gestion du volume peut être réalisée avant quand même et peut poser +/- de soucis.

Dans ce type d'installation une bonne échelle de gain est indispensable. Même si après avoir dit tout ça, on ne sait toujours pas ce que c'est.

Ca peut donc être +/- facile selon l'installation et les appareils utilisés.

Le principe de base est que chaque étage est nourri par le précédent et que chaque étage doit être le mieux nourri possible.

Pour commencer il faut à mon avis partir de deux choses :
- La source numérique et Convertisseur N/A + Etage de sortie
- Les enceintes

C'est à dire définir d'où l'on part où on veut arriver.

Les enceintes, j'irai rapidement sur le sujet du choix (qui ferait un très gros pavé par ailleurs), il faut qu'elles soient correctement choisies, en adéquation avec le local, niveau sonore etc.
Une fois ces enceintes définies, ou plutôt (dans les cadre d'un système multivoie filtré en actif), une fois les haut-parleurs et leurs charges choisies, et leurs capacités, on peut définir les besoins en amplification pour atteindre la cible.

Généralement nos appareils vont fonctionner en tension.

Il faut connaitre les données techniques de la source et le convertisseur N/A + étage de sortie. Ils vont être capable sortir un certain niveau de tension maximal (plusieurs unités existent).
Ce niveau annoncé est valable pour un signal numérique full, c'est à dire à 0dbfs généralement.
Mais attention les enregistrements sortent rarement à ce niveau. Je ne vais pas m'éloigner en parlant de la plage dynamique des contenus mais ça compte.

Pour un filtre actif numérique à base de DSP celui ci aura le maximum de ses performances s'il est nourri par un signal numérique fort.
S'il doit effectuer une double conversion avec, en entrée un préampli analogique, il faudra que ce dernier envoi un signal fort, c'est à dire avec le maximum de tension en sortie (dans les limites de la capacité en entrée de l'appareil biensûr). En effet plus le signal d'entrée sera faible, plus la plage dynamique de fonctionnement sera diminuée. (heureusement aujourd'hui on a des puces très performantes mais quand même).

On peut faire un parallèle avec en images avec le zoom dit "numérique" des appareils photos ou vidéos : si on souhaite zoomer sur un fichier image, plus il a une haute résolution au départ, et plus on pourra faire un zoom numérique de qualité. A l'inverse, zoomer sur une image de mauvaise qualité....ne fera que montrer les pixel et rendre une image de mauvaise qualité.
Ici il faut considérer que le zoom numérique c'est le préampli et l'ampli de puissance.

NB : Malheureusement pas de zoom optique en audio, ou peut être un haut-parleur à haut rendement à la limite....

Revenons à nos enceintes multivoies en actif. Généralement le haut-parleur qui déterminera la sensibilité globale du système sera le haut-parleur de grave, c'est lui qui demandera donc généralement le plus puissance (et donc de tension en sortie d'amplificateur). On pourrait facilement retrouver un écart de 20db entre le haut-parleur de grave et une compression chargée par un pavillon. Pour atteindre le même niveau sonore le hp de grave demanderait un voltage 10 fois supérieurs à celui d'aigu. Ou vice versa. On peut commencer à comprendre le problème....

Un amplificateur de puissance va généralement être défini par sa puissance max de sortie. Cette puissance de sortie sera définie sous une certaine impédance, on peut donc définir la tension max de sortie de l'ampli (P=U²/R).
Mais ce qu'on connait moins c'est la tension il faut appliquer en entrée pour obtenir cette tension (et donc cette puissance) en sortie ! Vous pouvez facilement vous retrouver avec un ampli qui sortira une puissance divisée par 2 si vous ne le nourrissez par correctement en entrée.

La différence entre ce qui entre et ce qui sort sera définie par le gain. le gain c'est un peu le coefficient multiplicateur (le zoom). Généralement il est défini en décibel. Et les décibels c'est chiant car ce sont des logarithmes et c'est pas intuitif pour nous.

On en revient à nos moutons : à combien notre source, notre étage de sortie du convertisseur sortent ? Et Combien il faut dans les hps ?
Est-ce qu'on a un préampli et un ampli compatibles en gain ? Sachant que plus on demande de gain à l'ampli, moins il risque d'être performant en terme de bruit/disto etc.

Maintenant qu'on a dit tout ça dans les grandes lignes... il faudrait peut être un exemple pratique.
CDGG
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Re: Chaîne de gains

Message par CDGG »

Merci pour ton analyse Cedric ;)

On s aperçoit, comme souvent, que la quête de l optimisation d un système complexe passe inexorablement par de la mesure ( acoustique et électronique en l occurrence)

Comme je le disais en préambule, c’est le rapport à la tension qui est méconnu et non représentatif pour la plupart des non initiés, ainsi ils ne comprennent pas qu’en attaquant plus fort le filtre et en préservant un signal fort à sa sortie ( avec une notion du headroom pour la dynamique du contenu entre autre ) , on peut baisser les potards et avoir donc une meilleure dynamique et snr , tout ça avec le même niveau d écoute…

Pour ces personnes , dynamique préservée = potard a fond pour exploiter au mieux l ampli ( si j utilise leurs mots )

Sur les preamp HC des install que j ai pu régler, je n ai jamais eu de problème de tension de sortie trop faible, malgré la norme gd public plus faible à ce niveau là ( en rapport au matériel pro ). En jouant avec les level trim des canaux et le master, on voit vite qu’on a bien assez de gain pour attaquer à la bonne échelle les entrées du filtre ( certains sont équipés de vumètres ).

En préservant le signal de toute atténuation en sortie de filtre, on comprend vite que les amplis pros sont souvent surdimensionnés dans nos contextes et qu il faut jouer avec les potards si on veut préserver le niveau de tension entrant ;)
JIM
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Re: Chaîne de gains

Message par JIM »

Avec un potentiomètre et en simplifiant, ça revient à décaler la plage dynamique sans forcément la réduire vers le haut ou vers le bas. Sur le plan électronique car l'apport de bruit d'un potentiomètre de 5k ou 10k Ohms utilisé classiquement en audio reste très bas par rapport aux autres éléments. Tout dépend sa position dans la chaine de gain interne de l'amplificateur.
En gros, on est pas loin du zoom optique dont a fait mention Kro.

Réglé trop bas :
- On peut se retrouver dans le bruit de fond de la salle et cette partie la de la plage dynamique est perdu.
- On peut ne pas atteindre pas le niveau max souhaité.

Réglé trop haut :
- On fait remonter le bruit de fond possiblement au dessus du bruit de fond de la salle.
- On aura un niveau spl suffisant sans exploiter la totalité de la plage dynamique de la source, cette partie de la plage dynamique de la source est perdu.
- En cas de défaillance de la source ou d'une mauvaise manipulation, le niveau spl pourra dépasser les capacités des appareils et provoquer de la casse.

Correctement réglé :
- On atteint le niveau spl maximum quand la source est à son maximum sans entrer dans une zone de saturation.
Le niveau de bruit de la chaine dépendra des performances des divers maillons mais on ne pourra pas faire mieux.


Se rajoute la dessus des notions de réserve pour de l'égalisation, le bruit propre des amplis, les plages de tensions supportés par les divers éléments ...
Cela reste des calculs et des vérifications par rapport aux caractéristiques constructeur.

Si je prend mon cas avec une source pro qui attaque directement un ampli de puissance et qui alimente des compressions.
+20dBu à la source soit 7.75V soit équivalent d'une puissance sous 8 Ohms de 7.5w.
Admettons que j'ai besoin de 30w (ce qui laisse de la marge et cela nécessite d'autre calculs), cela équivaut à une tension de 15,5V.
Le besoin de gain pour l'ampli est d'un rapport 2, soit +6dB.
Sur un ampli avec un gain de 32dB, il faudra régler le gain à +6-32 = -26dB
Et si on ne prend pas de marge, ça passe avec 7.5w, il n'y a même pas besoin d'amplifier en tension !

Maintenant, les amplis ont quasiment tous des gains interne supérieur à +20dB. Souvent, +26, +32 ou +40dB au niveau de l'étage de puissance. Seule l'analyse de schéma permet d'avoir cette information.
Je n'ai jamais vu d'étage amplificateur à gain variable, le réglage se fait via un potentiomètre ou des réseaux de résistance (via commutateurs) placés en entrée de l'amplificateur et en sortie du désymétriseur.
Ce n'est pas idéal mais pas forcément un problème.
Il reste intéressant de faire transiter dans les câbles de modulation les signaux avec la plus forte amplitude afin de se prémunir des perturbations environnante. C'est le choix fait sur les appareils pro.
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Kro
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Re: Chaîne de gains

Message par Kro »

Pour les EQ je ne suis pas un partisan des EQ positives, du reste mon najda me l'interdit (sinon il faut baisser d'autant le niveau sur les entrées, ce qui est logique).

Se pose la question de l'atténuation pour les compressions qui auraient une sensibilité bien supérieure.
Idéalement il faut un ampli avec moins de gain que l'ampli des hps de grave (moins sensibles). Les potentiomètres comme le dit JIM n'agissent pas forcément là dessus.
JIM tu avais à une époque modifié des amplis en ce sens.

Quand ce n'est pas possible, atténuer les compressions dans le filtre actif fait réduire la tension en sortie de filtre actif et donc attaquer les amplis avec une tension faible.

L'atténuation en passif reste une option je pense, même si moins écolo (on dissipe la puissance consommée).
Avec un petit filtre de protection en plus c'est pas idiot non plus.
CDGG
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Re: Chaîne de gains

Message par CDGG »

Je pense que Jim parlait des eQ positives de compensation type HS

Côté ampli pour les moteurs, en général, entre un gain interne plus faible et un ajustement des potards , on arrive à éviter le souffle et à garder la puissance nécessaire
CDGG
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Re: Chaîne de gains

Message par CDGG »

Pour ma part :

> Source : pchc
> Preampli : anthem avm70 8k
> Filtre : Yamaha Dme64n ( attaqué en analogique)
> Amplis :
- Yamaha xm4080 pour moteur et supertweeter (et surrounds )
- Yamaha ps5000 pour woofer
- Crest ca6 pour subwoofer

Image
conversion ascii

Le pchc et le crest sont dans un autre rack ;)
Modifié en dernier par CDGG le 26 mars 2024, 21:22, modifié 1 fois.
JIM
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Re: Chaîne de gains

Message par JIM »

Mes amplis sont toujours modifié Kro. Je n'ai pas trouvé de remplaçant.
Module Hypex, module classe D faible bruit avec alim faible bruit, rien à gagner sur ce point.
Et la carte son a un S/N de 123dB alors côté bruit de fond, je suis plutôt pas mal.

Concernant le livre dont je parlais, il n'y a rien à partager de particulier par rapport à ce qui a été dis.

La feuille de calcul est bien avancée, je vous présenterai une version draft demain pour essai.
Il manque selon moi la notion de marge que l'on se réserve ou non pour l'égalisation mais c'est déjà pas mal.
Peut être que quelqu'un pourra rendre ça plus sympathique en terme de présentation.
Ragnarsson
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Re: Chaîne de gains

Message par Ragnarsson »

Image
JIM
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Re: Chaîne de gains

Message par JIM »

Voici la feuille de calcul qui prend en compte toute la chaine et donne la dynamique globale du système.
Une source + préampli + dsp + ampli + salle.
Si on souhaite limiter à source + ampli + salle, il suffit de reporter les paramètres de la source dans les 2 éléments non utilisés.

J'ai essayé de représenter en partie basse la chaine de gain de façon visuelle sur la même échelle verticale.
dBV pour toutes la partie signal électrique et dB spl pour la salle.
Les parties hachurées représentent les pertes.

Seules les cellules en jaune sont à renseigner.

Calcul de la chaine de gain

Je suis allé un peu vite, il y a probablement des erreurs.
N'hésitez pas s'il y a des incompréhensions sur son utilisation.
Modifié en dernier par JIM le 27 mars 2024, 15:08, modifié 1 fois.
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Indien
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Re: Chaîne de gains

Message par Indien »

Super !
Merci JIM
CDGG
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Re: Chaîne de gains

Message par CDGG »

Pas accessible pour moi Jim :vieux
JIM
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Re: Chaîne de gains

Message par JIM »

Lien corrigé, fichier xlsx et non xls ! Stocké chez free en http
CDGG
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Re: Chaîne de gains

Message par CDGG »

Merci Jim
Je ne manquerai pas de revenir vers toi pour mon avis quand j aurais fait quelques essais ;-)
La position des potards est à indiquer ds le case gain fixe ou réglable ? Ex : si ampli avec gain à 26 et potards à -10 on indique 16 ?
La notion d impédance n’est elle pas intéressante à indiquer ? Dans le sens où la puissance de l ampli sera autre quant à sa sollicitation ?
JIM
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Re: Chaîne de gains

Message par JIM »

CDGG a écrit : 28 mars 2024, 07:00 La position des potards est à indiquer ds le case gain fixe ou réglable ? Ex : si ampli avec gain à 26 et potards à -10 on indique 16 ?
C'est ça.
La notion d impédance n’est elle pas intéressante à indiquer ? Dans le sens où la puissance de l ampli sera autre quant à sa sollicitation ?
Ca peut être une indication, à voir en fonction de vos retours comment améliorer tout ça.
Au niveau de la chaine de gain, on résonne surtout en tension, jusqu'au bruit propre en sortie d'ampli.
JIM
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Re: Chaîne de gains

Message par JIM »

Des retours sur la feuille de calcul ?
Tant que c'est frais, je peux y apporter quelques évolutions, après, ce sera plus compliqué.
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Indien
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Re: Chaîne de gains

Message par Indien »

Salut JIM,
Fan de tes feuilles de calculs, je vais regarder ce soir, merci à toi pour toutes tes contributions !!
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Re: Chaîne de gains

Message par Kro »

JIM a écrit : 02 avr. 2024, 12:53 Des retours sur la feuille de calcul ?
Tant que c'est frais, je peux y apporter quelques évolutions, après, ce sera plus compliqué.
Personnellement je n'ai pas d'exemples concrets à mettre en pratique à la maison.
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Nicolas
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Re: Chaîne de gains

Message par Nicolas »

sujet déplacé dans la nouvelle section acoustique
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