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Égalisation des niveaux

Mise à jour : 2009-10-06.

Atténuateur : l'égalisation des niveaux :

La (ou les) résistance (s) d'égalisation des niveaux est (sont) nécessaire (s) dans pratiquement tous les cas.
Ce n'est pas parce que votre grave médium et votre tweeter ont la même sensibilité donnée par le constructeur qu'elle n'est pas nécessaire.
Les sensibilités sont mesurées à certaines fréquences, qui ne sont pas à la fréquence de coupure.
L'important est de connaître la sensibilité à la fréquence de coupure pour faire l'égalisation en niveau.
Enfin la sensibilité a prendre en compte est une moyenne des sensibilités dans l'axe, à 15, 30, 45 et 60° et des réflexions de votre pièce.
Vous n'avez aucune chance de l'estimer correctement avec la courbe de réponse des haut-parleurs.

En pratique, rien ne vaut une petite série d'essais avec plusieurs résistances et un échelonnement de 0.4 Ohms en 0.4 Ohms, ou même de 0.3 en 0.3 Ohms.
C'est même, l'essais à l'écoute, la seule solution pour avoir des résultats d'écoute de très haute qualité.
Ce pas de mise au point est de l'ordre de 0.2 dB, il est possible de descendre à 0.1 dB sur le tweeter.

Atténuateur à impédance constante par 2 résistances :

A1 = 10^{( Att / 20 )}
R4 = Z * ( 1 - A1 )
R5 = Z * ( A1 / ( 1 - A1 ) ).
J'utilise cette solution dés que l'atténuation dépasse 0.8 ou 1 dB, ou plutôt dés que la résistance série dépasse 1.5 Ohms.

Calcul général de l'atténuation :

Soit R4 la résistance en série avec le HP, R5 la résistance en parallèle et Z l'impédance du HP :
La résistance équivalente à R5 et Z est Req = R5 * Z / ( R5 + Z )
Si vous êtes dans le cas d'un atténuateur simple, entrez R5 = 9E99 pour être très proche de l'infini.
La résistance totale est Rt = Req + R4

Pour une puissance arbitrairement choisie de 1 W à l'entrée, nous avons :
It = RACINE ( 1 / Rt )
Ut = 1 / It

Soit U1 la tension qui traverse la résistance R4 : U1 = R4 * It.
Soit U2 la tension qui traverse le HP et la résistance R5 : U2 = Req * It.

Soit I1 le courant qui traverse la résistance R5 : I1 = U2 / R5.
Soit I2 le courant qui traverse le HP, : I2 = U2 / Z.

La puissance aux bornes de R4 est : P4 = U1 * It,
aux bornes de R5 : P5 = U2 * I1,
aux bornes du HP : Php = U2 * I2.

L'atténuation du HP est donc : Att = -10 * LOG( 1 / Php ) en dB.

Atténuation et puissance.

L'atténuateur est utilisé le plus souvent sur un tweeter ou un médium, ou la puissance moyenne est très faible en Hi-Fi.
Du temps des disque vinyles, et pour une puissance maximale de l'ampli de 0 dB (courbe rouge) :

• La bande de 100 à 400 Hz est à -4 dB.

• De 400 à 2000 Hz, la pente est de 3 dB/octave.

• Au dessus de 2000 Hz,  la pente est de 6 dB/octave.

• En dessus de 100 Hz, la pente est de 3 dB/octave.

Sur le forum AUDAX, Cyrille m'a indiqué la courbe bleu "POP" et la courbe verte "AES pleine bande". La courbe rouge correspond au "Classique".
D'autre part, si vous poussez les aigus à fond, vous ajoutez 12 dB à 20000 Hz (et 0 dB à 1000 Hz).
Enfin la notion du -4 dB pour la partie horizontale est assez floue.

Vous prendrez la valeur de votre choix, je vous recommande -4 dB quelque soit la fréquence en SONO
Prenons un exemple avec un ampli de 100 W, l'atténuateur doit être calculé avec 100 * 10^(-4/10) = 39.8 W = 40 W
Ou encore plus simple, vous multipliez la puissance de votre ampli par 0.4 pour calculer l'atténuateur.
Si votre ampli fait 500 W, vous calculez l'atténuateur à 500 x 0.4 = 200 W.
(De toute façon, même en suivant la courbe AES, et compte tenu qu'une compression se coupe en dessous de 2500 Hz, nous sommes aussi à -4 dB...)

Calcul direct de vos résistances R4 et R5 d'atténuation.

Impédance du haut-parleur ( en Ohms ) :
Atténuation souhaitée ( en dB ) :
Puissance de l'enceinte ( en W ) :

Calcul de vérification d'un atténuateur :

Si vous voulez calculer un atténuateur avec juste R4 en série et sans R5, alors R5 = infini.
En pratique, entrez R5 = 9E99.

Impédance du haut-parleur ( en Ohms ) :
R4 ( en Ohms ) :
R5 ( en Ohms ) :
Puissance de l'enceinte ( en W ) :

Influence sur des impédances variables :

Prenons un HP de 8 Ohms, et atténuons le avec une seule résistance de 3.3 Ohms en série.
L'atténuation est de -1.5 dB. Impédance vu par le filtre 11.3 Ohms.
Si l'impédance monte à 16 ohms, l'atténuation tombe à -0.81 dB. Impédance vu par le filtre 19.3 Ohms.
Si l'impédance tombe à 4 ohms, l'atténuation monte à -2.61 dB. Impédance vu par le filtre 7.3 Ohms.
Rapport mini / Maxi = 19.3 / 7.3 = 2.64.

Prenons un HP de 8 Ohms, et atténuons le avec une résistance de 1.25 Ohms en série et 43 Ohms en parallèle.
L'atténuation est de -1.5 dB. Impédance vu par le filtre 8.0 Ohms.
Si l'impédance monte à 16 ohms, l'atténuation monte à -1.81 dB. Impédance vu par le filtre 12.9 Ohms.
Si l'impédance tombe à 4 ohms, l'atténuation monte à -1.66 dB. Impédance vu par le filtre 4.9 Ohms.
Rapport mini / Maxi = 12.9 / 4.9 = 2.63.

Cette petite démonstration montre que l'on a tout intérêt à utiliser l'atténuateur à impédance constante dans tout les cas, surtout si le tweeter à une remontée d'impédance importante autour de sa fréquence de résonance.
Vu par le filtre, les dégâts sont les même, et la meilleure solution reste la correction de l'impédance des tweeters à la fréquence de résonance par un RLC.

Valeur des résistances en Ohms :

Il est pratiquement impossible d'obtenir les bonnes valeurs avec une seule résistance.
La plupart des valeurs sont obtenues par la mise en parallèle de deux ou trois résistances.
Après avoir fait le tableau avec trois résistances par valeur, je l'ai refaits avec deux car la précision est bien suffisante ainsi.
Sur R4, j'ai limité la valeur des résistances entre 0.8 et 27 Ohms.
Pour chaque atténuation, je vous indique la meilleure combinaison à 1 ou 2 résistances.

Haut-parleur de 8 Ohms
Théorique			Pratique
Atténuation	R4	R5	R4	R5	Atténuation	Impédance
-0.2 dB	0.18	343.45	0.8 0.8 0.8 0.8	680 680	-0.21 dB	8.35
-0.3 dB	0.27	227.65	0.8 0.8 0.8	390 560	-0.30 dB	7.96
-0.4 dB	0.36	169.75	0.8 0.8 3.9	270 470	-0.40 dB	8.07
-0.45 dB	0.40	151.98	0.8 0.8	150	-0.45 dB	7.95
-0.6 dB	0.53	111.86	0.8 1.5	150 470	-0.59 dB	7.97
-0.8 dB	0.70	82.92	0.8 5.6	120 270	-0.80 dB	7.98
-1.0 dB	0.87	65.56	1 6.8	82 330	-1.00 dB	8.02
-1.16 dB	1.00	56.00	1	56	-1.16 dB	8.00
-1.2 dB	1.03	54.00	1.5 3.3	68 270	-1.20 dB	8.02
-1.41 dB	1.20	45.33	1.2	47	-1.39 dB	8.13
-1.6 dB	1.35	39.55	2.7 2.7	47 270	-1.59 dB	8.06
-1.8 dB	1.50	34.67	1.5	33	-1.85 dB	7.83
-2.0 dB	1.65	30.90	3.3 3.3	39 150	-2.00 dB	8.02
-2.2 dB	1.80	27.56	1.8	27	-2.24 dB	7.93
-2.4 dB	1.93	25.14	2.7 6.8	27 390	-2.40 dB	8.02
-2.6 dB	2.07	22.93	3.3 5.6	27 150	-2.61 dB	8.01
-2.8 dB	2.20	21.09	2.2	27 100	-2.78 dB	8.03
-3.0 dB	2.34	19.39	2.7 18	33 47	-3.01 dB	8.02
-3.2 dB	2.47	17.96	2.7 27	18	-3.19 dB	7.99
-3.4 dB	2.59	16.70	3.3 12	18 220	-3.40 dB	7.98
-3.6 dB	2.70	15.71	2.7	18 120	-3.58 dB	7.99
-3.8 dB	2.83	14.58	3.9 10	15 560	-3.78 dB	7.96
-4.0 dB	2.95	13.68	3.9 12	15 150	-4.00 dB	7.98
-4.2 dB	3.07	12.87	5.6 6.8	18 47	-4.18 dB	8.04
-4.4 dB	3.18	12.13	4.7 10	22 27	-4.41 dB	8.03
-4.6 dB	3.30	11.40	3.3	15 47	-4.62 dB	7.99
-4.8 dB	3.40	10.84	6.8 6.8	15 39	-4.80 dB	8.00
-5.0 dB	3.50	10.28	4.7 15	15 33	-5.05 dB	8.12
-5.2 dB	3.60	9.76	5.6 10	10 390	-5.22 dB	7.95
-5.4 dB	3.70	9.28	6.8 8.2	10 120	-5.42 dB	8.00
-5.6 dB	3.80	8.84	5.6 12	12 33	-5.62 dB	8.01
-5.8 dB	3.90	8.41	3.9	10 56	-5.78 dB	8.02
-6.0 dB	3.99	8.04	4.7 27	8.2 390	-6.01 dB	8.01
-6.2 dB	4.08	7.68	5.6 15	8.2 120	-6.20 dB	7.99
-6.4 dB	4.17	7.34	8.2 8.2	8.2 68	-6.37 dB	7.89
-6.6 dB	4.26	7.03	5.6 18	8.2 47	-6.63 dB	8.00
-6.8 dB	4.34	6.74	6.8 12	6.8 680	-6.80 dB	8.00
-7.0 dB	4.43	6.46	5.6 22	6.8 120	-7.04 dB	8.04
-7.2 dB	4.51	6.20	10 8.2	6.8 68	-7.21 dB	7.99
-7.4 dB	4.59	5.95	5.6 27	6.8 47	-7.44 dB	8.06
-7.6 dB	4.67	5.72	6.8 15	6.8 39	-7.57 dB	8.05
-7.7 dB	4.70	5.60	4.7	5.6	-7.68 dB	8.01
-7.8 dB	4.74	5.50	6.8 15	5.6 330	-7.78 dB	7.91
-8.0 dB	4.82	5.29	8.2 12	8.2 15	-8.04 dB	8.07
-8.2 dB	4.89	5.09	8.2 12	5.6 56	-8.26 dB	7.94
-8.4 dB	4.96	4.91	6.8 18	5.6 39	-8.39 dB	7.97
-8.6 dB	5.03	4.73	10 10	4.7	-8.60 dB	7.95
-8.8 dB	5.10	4.56	10 10	8.2 10	-8.77 dB	7.86
-9.0 dB	5.16	4.40	6.8 22	4.7 68	-9.08 dB	8.01
-9.2 dB	5.23	4.25	6.8 22	5.6 18	-9.15 dB	7.98
-9.4 dB	5.29	4.10	8.2 15	8.2 8.2	-9.41 dB	8.01
-9.6 dB	5.35	3.96	8.2 15	4.7 27	-9.51 dB	7.97
-9.8 dB	5.41	3.83	6.8 27	3.9 220	-9.83 dB	8.02
-10.0 dB	5.47	3.70	10 12	3.9 68	-10.00 dB	7.98

Et en dessous de -10.0 dB ?
Si vous avez un besoin écrivez le moi, le tableau peut sera agrandi jusque -15 dB.
Mais n'oubliez pas qu'avec filtre.xls vous pouvez faire le calcul tout seul, pour les valeurs intermédiaires ou pour une impédance différente..

Valeurs des résistance en Ohms :

L'exercice est un peu différent que le précédant :
Avec la série de résistance que l'on trouve facilement chez tous les revendeurs de haut-parleurs, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, 10, 12, 15, 18, 22 et 27 Ohms, et avec une résistance sur R4 et une sur R5, quelles atténuations peut-on réaliser, et quelle impédance obtient t'on ?
La limite fixée est que cette impédance reste entre 7 et 9 Ohms.

R4	R5	Atténuation	Impédance
1.5	27	-2.04 dB	7.16
1.8	27	-2.24 dB	7.93
2.2	27	-2.47 dB	8.89
1.8	22	-2.48 dB	7.26
2.2	22	-2.74 dB	8.14
2.2	18	-3.02 dB	7.49
2.7	18	-3.34 dB	8.45
2.7	15	-3.66 dB	7.86
3.3	15	-4.04 dB	8.88
2.7	12	-4.08 dB	7.20
3.3	12	-4.50 dB	8.16
3.3	10	-4.92 dB	7.63
3.9	10	-5.34 dB	8.49
3.3	8.2	-5.42 dB	7.11
3.9	8.2	-5.88 dB	7.93
4.7	8.2	-6.43 dB	8.99
3.9	6.8	-6.43 dB	7.46
4.7	6.8	-7.03 dB	8.47
3.9	5.6	-7.05 dB	7.01
4.7	5.6	-7.70 dB	7.99
4.7	4.7	-8.36 dB	7.60
5.6	4.7	-9.06 dB	8.64
4.7	3.9	-9.11 dB	7.23
5.6	3.9	-9.87 dB	8.25
5.6	3.3	-10.64 dB	7.93
5.6	2.7	-11.62 dB	7.59
6.8	2.7	-12.64 dB	8.87
5.6	2.2	-12.70 dB	7.29

Schéma de l'atténuateur :

Les résistances R4 et R5 sont en pratique composées de deux ou trois résistances en parallèles. (Sauf dans le cas ou le tableau n'a qu'une seule valeur).
Pour les toutes petites atténuations, R5 n'existe pas.

Quand vous arriverez à un réglage à 0.2 dB prés à l'écoute, il se passera quelque chose de magique, le son devenant bon d'un seul coup.
0.2 dB n'est pas un réglage fin : Sur mon filtre actif DCX 2496 de BEHRINGER, les réglages se font à 0.1 dB prés, et c'est parfaitement audible.
Certain dise qu'il ne faut pas couper les décibels en quatre. Pour moi, les découper en 5 est le minimum..;

Atténuateur à potentiomètres :

Il est plus facile de tourner un bouton pour trouver la bonne valeur d'atténuation, que de souder ou dessouder des résistances.
Je conçois parfaitement que certain d'entre vous préfèreront cette solution, à la mise au point et même sur un baffle définitif.
Mais un atténuateur par potentiomètre est un peu moins bon à l'écoute que deux résistances.
Et la notion "à impédance constante" n'est pas tout à fait vrai en pratique. Quelle importance si votre baffle est au point comme cela.

Un potentiomètre à impédance constante a 3 points de connexion.
Un point commun au HP et au filtre, et qui est le bas de la résistance R5, point noté 1 sur le schéma
Un points a une borne du HP, et qui correspond à la jonction R5 / R4, point noté 2 sur le schéma.
Un point aux bornes du filtre et qui correspond à l'entrée sur R4, point noté 3 sur le schéma.
Schéma de branchement d'un potentiomètre à impédance constante :

JMK a utilisé les atténuateurs à potentiomètre :

J'ai eu l'occasion d'en utiliser 2 paires - par commodité (du moins le croyais-je) pour la mise au point des mes enceintes 3 voies, sur le HP médium et sur le tweeter.
Jusqu'à ce que je me rende compte de 2 problèmes :

• Ces atténuateurs sont prévus pour l'atténuation de HP 8 ohms, ce qui peut être assez loin de l'impédance qu'ils ont en réalité sur leur bande d'utilisation.
  Si l'impédance du HP est située entre 7 et 8 ohm, ça peut peut-être convenir dans un premier temps, sinon c'est un peu n'importe quoi ......

• Ces atténuateurs sont donnés pour fournir une impédance constante pour un HP de 8 ohm.
  J'ai constaté à mes dépends que certaines choses étaient assez éloignées des données 'constructeur' et de leurs prétentions théoriques, et donc entrepris de mesurer cette fameuse impédance théoriquement constante !
  J'ai donc effectué une série de mesures.

• Avec une charge de rigoureusement 8 ohms aux bornes de l'atténuateur afin de vérifier l'impédance de l'ensemble

• Mesures aux bornes de l'atténuateur pour avoir les valeurs exactes du couple R4 R5 en continu pour commencer,..., et dégrossir le problème.

Horreur :

• L'impédance de l'ensemble varie joyeusement de 6 à 10 ohms, selon la position du bouton de réglage !!!!!!

• le couple R4 R5 est très loin de ce qu'il devrait être !!

Résultat: ces bidules atténuent bien la réponse du HP, c'est manifeste à l'écoute, mais ils en déforment terriblement la réponse, avec pour résultat une courbe de réponse absolument chaotique.

A proscrire donc à mon avis pour un usage de qualité voire Hi-Fi.
Et à remplacer, soit par des résistances fixes, soit par des potentiomètres 10 ou 20 ohms, en les ajustant à chaque fois à l'ohm mètre à la valeur voulue pour les essais.
Le résultat n'aura rien à voir !!

Vous venez de tuer proprement les atténuateurs potentiomètrique...

Bien sûr bien sûr...
Ces bidules sont des horreurs et des aberrations en Hi-Fi
Ça m'a fait pas mal galérer, et quel soulagement de s'en passer.
Ceci dit ils sont utilisables en résistance variable après ajustement à l'ohm mètre, sans problème.

Ceci dit, ces bidules sont tout à fait utilisables sur des enceintes sans prétention, la musique sera là et le son correct.

MAIS

Vous aurez une sonorité différente (plus ou moins) entre les enceintes droite et gauche.
Vous perdez toute possibilité d'atteindre le meilleur du HP ainsi atténué - et de vos enceintes.
Si vous voulez affiner vos réglages, vous vous heurterez à des problèmes insolubles.
Si votre système source/préampli/ampli est de bonne qualité, vous aurez sans aucun doute une belle musique, mais très en deçà de ce qu'il est possible de sortir de vos enceintes.

Ceci dit, si les fabricants de ces bidules s'en donnaient la peine, ils pourraient peut-être en faire d'une qualité acceptable, sachant que ce bidule, même bien réglé, a tout de même de grosses limites, étant donné que l'impédance réelle d'un médium ou d'un tweeter est parfois assez loin des 8 ohms pour lesquels ce bidule est fait.

Merci pour votre visite.

La structure et ce site ont été analysés par Thomas NADAUD en mars 2007, en vu d'une meilleure lisibilité pour le lecteur et d'un meilleur référencement dans Google.
Le site a été analysé en mai 2008 par Jérôme CATTIAUX pour rechercher et résoudre tous les ralentissements possibles dans les menus, le html, PHP et MySQL.
Philippe (Phil) m'a fait ajouter en mars et avril 2010 quelques balises Title aux endroits qui convenaient pour que Google s'y retrouve beaucoup mieux dans le site.
Cette action était assortie des liens pour constater les gains dans le référencement.