Résonnance d'évents - Préparation

[Dagda]

Bonjour à tous

SPL ayant pour but de partager la connaissance technique liée à l'audio et à la vidéo, il est prévu que des articles sortent de temps à autre et que des vidéos soient faite pour expliquer des sujets ou faire des expériences.

La première vidéo et le premier article fait par mes soins portera sur un sujet technique et sur une expérimentation :

- Les résonnances d'évents en fonction de leur géométrie

J'ai fabriqué il y a quelques temps une enceinte de test sur laquelle je peux changer la face avant et la face arrière.
Il m'est donc assez simple de changer les HP (afin de les tester) et pour la face arrière de "varier la charge" (close ou BR ou autre).





Cette caisse fait dans les 35L net.
Elle a été optimisée pour que les résonnances internes ne soient pas problématique et que les parois ne vibrent pas.


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Pour cette expérimentation le but est de voir quelles sont les résonnances d'un évent en fonction de sa forme et l'impact qu'a cette forme sur sa courbe de réponse mais aussi sur le HP.

Le HP monté pour cette expérimentation est un SEAS CD22RN4X.

Il y aura en tout 5 type d'évent tester.
- Le rond
- Le rectangle
- Le carré
- Le sablier
- Le passif

Ce sont ceux que l'on croise le plus souvent dans les réalisations.







Pour les 3 premiers la surface est toujours la même, 43cm² et la longueur de l'évent toujours de 16cm.

L'évent sablier conserve un "volume" similaire aux 3 premiers avec une longueur de 16cm.

Ces 4 évents auront donc, normalement, un accord assez proche.

Le passif est un SEAS SP22R prévu pour s'associer avec le CD22RN4X.
Selon les recommandations de SEAS, il faudrait avoir une charge de 22L net et une masse ajouté de 49gr sur le passif.
(Nous mettrons ici de côté la pratique faite d'avoir une surface de passif double de l'actif)

Pour cette expérimentation, pas de grande difficulté si ce n'est quelle sera longue et demandera un positionnement micro identique entre les différents montages d'évents.

Comme je n'ai qu'un micro de mesure, je vais transformer mon établi en stand de mesure.



Un premier support micro face au HP



Et un second face à l'évent (quand il y aura l'évent à mesurer)



Au niveau des mesures prévues :
- Charge close vide / amortie - Impédance HP / RF HP
- Charge BR vide / amortie - Impédance HP / RF évent / RF HP / Disto HP
- Charge Passive vide / amortie - Impédance HP / RF évent / RF HP / Disto HP

Pour les 3 premiers évents, il y aurai une mesure avec l'évent sans 1/4 de rond et l'évent avec 1/4 de rond aux embouchures (à minima côté extérieur).

Je prévois également de faire des mesures à 3 niveaux différents (à définir) afin de voir à quel moment l'évent arrive au maximum de sa capacité.

La trame pour la vidéo est écrite à 80% environ.
La todolist est prête vis à vis de ces mesures à effectuer.
Je ne peux pas faire de tests sur la position de l'évent.


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Maintenant, je demande à l'assistance si vous voyez quelque chose qui pourrait être ajouter pour agrémenter cette expérimentation ?

Je précise tout de même que, étant celui réalisant l'expérimentation avec le montage vidéo et la rédaction de l'article, je suis le "décideur" de la forme de tout ça

D.

[Sensunda]

Alors très impatient de lire ce test/comparatif et les analyses et conclusions qui en découleront, nul doute que nous confirmerons des choses connues, mais que nous apprendrons aussi beaucoup ... Bravo à toi pour ce travail titanesque à abattre, car mine de rien, il y a un gros travail derrière qui est chronophage vu la diversité d'essais que tu vas mener

[pvrx]

Bonjour,

La fréquence d'accord sera sans doute différente selon les évents, mais ça n'est pas important pour la manip envisagée.
Il sera intéressant de profiter de l'expérience pour analyser dans chaque cas la compression d'évent lorsque la puissance augmente.
"Normalement", l'évent sablier a une géométrie favorable à la fois pour les résonances et pour la compression d'évent, mais ça reste à vérifier...

Pascal

[Dagda]

Oui c'est prévu avec les différents niveaux sonores exposés.

Il faut juste que je définisse les niveaux sachant qu'on est ici surtout sur une expérimentation portant sur des enceintes domestiques même si assez probablement transposable vers des enceintes plus grosses.

D.

[pvrx]

Je penses que 1W, 10W et 100W seraient les "bons" niveaux pour ce HP.
Compte tenu de sa sensibilité de 87 dB/1W/1m, ça ne représente "que" 107 dB ramenés à 1m, niveau qui sera atteint sur des crêtes, même en ambiance domestique.
D'autant que l'excursion est minimale au voisinage de la fréquence d'accord, c'est donc sans risque.

Pascal

[Dagda]

J'étais parti plutôt sur un niveau sonore équivalent à 1m, mais c'est bonnet blanc et blanc bonnet.

D.

[JIM]

Hello,

Je pense qu'il est nécessaire d'éloigner le micro de l'évent comme pour la mesure d'un hp à 3x la dimension max de ce dernier pour avoir une vue globale de sa sortie. L'énergie sera plus concentrée sur l'évent circulaire que sur le rectangulaire.

[Indien]

En plus de tout ce qui est dit, ce serait aussi intéressant de voir depuis par exemple le simulateur WinISD, ce que donne la simulation par rapport à ce que montrerons tes mesures :

- Sur les vitesses dans l'event
- Sur la fréquence d'accord

Tu penses que ce serait possible de rajouter cela à ton comparatif ?
Bravo à toi en tout cas, beau boulot depuis l'atelier de Dagda !!!

[Dagda]

Hello,

Je pense qu'il est nécessaire d'éloigner le micro de l'évent comme pour la mesure d'un hp à 3x la dimension max de ce dernier pour avoir une vue globale de sa sortie. L'énergie sera plus concentrée sur l'évent circulaire que sur le rectangulaire.

Le but premier est de voir la résonance de l'évent, si je m'éloigne je vais perdre l'information.
Ou alors je ne comprends pas ce que tu veux montrer ?

En plus de tout ce qui est dit, ce serait aussi intéressant de voir depuis par exemple le simulateur WinISD, ce que donne la simulation par rapport à ce que montrerons tes mesures :

- Sur les vitesses dans l'event
- Sur la fréquence d'accord

Tu penses que ce serait possible de rajouter cela à ton comparatif ?
Bravo à toi en tout cas, beau boulot depuis l'atelier de Dagda !!!

Montrer la différence entre la simulation et la réalité est tout à fait possible.
Il faut que je mesure précisément les paramètres T&S du HP pour partir sur une base proche.
Par contre, je n'ai pas de quoi mesurer la vitesse dans l'évent !

Idée qui me vient là d'un coup.
Est-ce pertinent de faire une mesure avec un sinus sur la fréquence d'accord pour voir la "déformation" du sinus suivant le niveau de l'évent.
Par exemple, l'accord est sur 50Hz, je mets un sinus 50Hz au HP et je regarde ce que sors l'évent.
En théorie, on devrait trouver un sinus 50hz plus ou moins propre. Plus on monte en SPL, plus le sinus devrait se déformer ?


D.

[Indien]

Montrer la différence entre la simulation et la réalité est tout à fait possible.
Il faut que je mesure précisément les paramètres T&S du HP pour partir sur une base proche.

Ca c'est super, je pense ne pas etre le seul a etre interrésé par le résultat de ce comparatif !

Par contre, je n'ai pas de quoi mesurer la vitesse dans l'évent !

Je ne sais pas non plus comment faire, pour mesurer la vitesse d'un flux d'air, il ya bien l'anémomètre, mais je n'ai aucune idée de ce que ça peut donner

Idée qui me vient là d'un coup.
Est-ce pertinent de faire une mesure avec un sinus sur la fréquence d'accord pour voir la "déformation" du sinus suivant le niveau de l'évent.
Par exemple, l'accord est sur 50Hz, je mets un sinus 50Hz au HP et je regarde ce que sors l'évent.
En théorie, on devrait trouver un sinus 50hz plus ou moins propre. Plus on monte en SPL, plus le sinus devrait se déformer ?

Je pense que ton idée est bonne, ça devrait se voir à la mesure et normalement s'entendre nettement (je n'ai jamais mesuré pour dire quel est le niveau de vitesse audible, j'ai souvent entendu parler de 25mètres/S, mais avec l'effet de masque, ça dépends du type de musique, de la distance évidement auditeur / event, ton retour d'expérience sera intéressant aussi sur ce point i

[Sensunda]

Le but premier est de voir la résonance de l'évent, si je m'éloigne je vais perdre l'information.
Ou alors je ne comprends pas ce que tu veux montrer ?

Peut-être la réponse plus globale avec la vision plus réalistes des distorsions

Par contre, je n'ai pas de quoi mesurer la vitesse dans l'évent !

J'ai bien ma chemise, m'ais c'est mou ...

Idée qui me vient là d'un coup.
Est-ce pertinent de faire une mesure avec un sinus sur la fréquence d'accord pour voir la "déformation" du sinus suivant le niveau de l'évent.
Par exemple, l'accord est sur 50Hz, je mets un sinus 50Hz au HP et je regarde ce que sors l'évent.
En théorie, on devrait trouver un sinus 50hz plus ou moins propre. Plus on monte en SPL, plus le sinus devrait se déformer ?

C'est le principe de la distorsion

[wakup2]

Je pense que ton idée est bonne, ça devrait se voir à la mesure et normalement s'entendre nettement (je n'ai jamais mesuré pour dire quel est le niveau de vitesse audible, j'ai souvent entendu parler de 25mètres/S, mais avec l'effet de masque, ça dépends du type de musique, de la distance évidement auditeur / event, ton retour d'expérience sera intéressant aussi sur ce point i

Bonjour l'indien,

il n'existe pas de "norme" concernant la vitesse d'écoulement maxi acceptable, un profil d’évent produisant un régime plus laminaire qu'un autre acceptera une vitesse d'écoulement plus grande, donc cela est très variable d'un cas a un autre.

[Kro]

Ne t'embête pas avec la vitesse de l'air dans l'évent.
Et le sinus la lecture sera difficile à interpreter.

Je rejoins pvrx pour dire de se concentrer sur la résonance et son amplitude en fonction de la forme, et la compression avec le niveau sonore. (Ca ca devrait être en fonction de la taille, parce que oui la taille ça compte : )

Il faudra préalablement faire la mesure des t&s effectivement pour comparer avec les simulateurs (winisd et pourquoi pas vituixcad). Le but étant aussi de pouvoir prédire le comportement pour les prochaines réalisations c'est important d'observer ça.

Pour le niveau le plus simple est de raisonner en tension aux bornes du hp. Mais pour ce test convertir en db sera intéressant notamment pour la compression avec le niveau. Exemple si tu montes de 5db et que la réponse monte de 4.5db...

Normalement ton passif ayant une surface équivalente au hp, il devrait être limitant avant un évent bien dimensionné.

Qu'est-ce qu'un évent bien dimensionné ? Ce sera l'objet aussi de ce test.

Pour le bruit d'air dans l'évent il ne sera peut-être pas bien mesurable avec un sweep. Il te faudra peut-être travailler en RTA.

[Kro]

Après a fort SPL tu vas aussi avoir un biai du fait des non linéarité du hp.
Ses paramètres vont varier avec l'excursion et la reponse également.
La fiabilité des mesures dependra du comportement du hp.
Je ne sais pas si une mesure sur ban Klippel existe pour ce SEAS.

[Dagda]

Alors pour tenter une synthèse.

Faire la mesure des T&S "réels" du HP avec, pourquoi pas, plusieurs niveau de tension.
D'après les informations que j'ai pu avoir, les réponses en fréquences des datasheets sont faites de manière à ce que le HP reçoive 1Wrms, mais les T&S sont mesurés en "petits signaux" et si on prend les informations de Klippel, c'est entre 0.3Vrms et 1Vrms !

Pour l'expérimentation, peut être pas sur ce sujet, ça serait sympa de faire le test avec plusieurs tensions tiens.

Pour visualiser le sinus de l'évent, je pensais simplement utiliser la fonction "scope" de REW ... ?

Mais oui avoir la vision réelle de la compression peut-être un plus même si c'est finalement lié au HP seul non ?

D.

[JIM]

Si ton micro est très près par rapport aux dimensions de l'évent, je pense que le niveau spl de la résonance ne pourra pas être comparé directement entre les diverses formes.
Je me trompe peut être mais je m'en assurerai quand même pour ne pas partir sur de mauvaises conclusions.

[Dagda]

Ah je vois ce que tu veux dire.

Oui je ferais le test mais habituellement, lorsque l'on mesure un évent, on se place à l'embouchure pour n'avoir que sa réponse propre.
En reculant le risque c'est surtout d'attraper "autre chose" ...

Mais oui j ferais le test pour écarter le problème

D.

[Kro]

Mais oui avoir la vision réelle de la compression peut-être un plus même si c'est finalement lié au HP seul non ?

D.

Non il se peut que l'évent ne puisse pas passer le SPL demandé et que tu ais un effet de tassement à fort volume.
C'est également le cas avec les haut-parleurs passifs.

C'est un phénomène qui se mesure rapidement sur les petites enceintes bluetooth généralement équipées de hps passifs.

[Dagda]

Oui, logique !

C'est pour ça que j'imaginais l'essai avec le sinus.

Je vais faire quelques essais préliminaires pour définir les niveaux et voir si mon idée de sinus est aux fraises ou pas

D.

[pvrx]

Mais oui avoir la vision réelle de la compression peut-être un plus même si c'est finalement lié au HP seul non ?

Le HP lui-même peut faire de la compression thermique.
Elle s'observe généralement plutôt en haut de bande qu'en bas de bande, je n'ai jamais vraiment compris pourquoi.
La compression d'évent s'observe au voisinage de la fréquence d'accord, et dépend d'abord de sa section, et dans une moindre mesure de sa géométrie.
Une section ronde est plus avantageuse car elle offre le moins de surface de contact entre l'air et la surface intérieure de l'évent. A cet égard, l'évent dit laminaire est peut-être ce qui peut se faire de pire si la section se limite à une fente.
Pour présenter l'effet de cette compression d'évent sur la courbe de réponse, il suffit avec REW de calculer toutes les réponses en A/B (où A est la réponse à 1W, par exemple), et de les superposer.
Ci-dessous un exemple avec un 15" monté dans un petit caisson de 90 litres accordé à 44,5 Hz (essais à 10W, 100W, 500W et 1000W). Sur le graphique, la référence -30dB correspond à 1W.
On observe bien le max de compression à la fréquence d'accord. Cette compression atteint quand même près de 2 dB à 100W.

Bien que les mesures aient été faites avec un seul sweep, on observe déjà de nets effets de compression thermique.

Une autre idée pour la manip envisagée : sur l'une des configurations, pourquoi ne pas faire un essai avec caisson vide, caisson légèrement puis moyennement rempli d'absorbant ?
On devrait observer le lissage des courbes de réponse et de distorsion, voir à partir de quel niveau de garnissage on s'éloigne du fonctionnement en BR, et en tirer des recommandations utiles.
Mais c'est du taf...

Pascal