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Puissance crête minimale de l'ampli

Mise à jour : 2011-10-16.

Le besoin de niveau sonore :

Si votre approche de la reproduction sonore est de reproduire chez vous le même niveau sonore qu'au concert, avec la même bande passante, la capacité dynamique d'un système audio vous donnera des informations précieuses sur le besoin réel.
Pour ma part, un système capable de 105 dB en crête me suffit, et je considère que c'est bien suffisant même sur les films à grands spectacle. (Les 105 dB sont tenus dans les graves jusqu'a 40 Hz à -3 dB.)

En home cinéma, selon les recommandations de Dolby, pour un signal à -30 dB, le niveau sonore mesuré doit être 75 dB(SPL) pour les canaux principaux et de 85 dB(SPL) pour le LFE. Soit des niveaux maximales de 105 et 115 dB(SPL).

Estimation pour votre système :

Cette partie intègre des suggestions de BDP quand à la formulation des choses.

Le calcul demande un minimum d'informations : La sensibilité de vos enceintes pour 1 watt, le nombre d'enceintes, la distance d'écoute, et le niveau sonore souhaité.

En écoute domestique, un système Hi-Fi confortable doit être capable de Niv_C = 105 dB en crête.
Attention, dans le grave il faut un HP d'un diamètre suffisamment important pour y arriver, d'autant plus grand que le système descend bas en fréquence.
Plusieurs petits HP sont équivalent à un plus grand, si la somme des surfaces de membranes des petits HP sont équivalent a la surface de membrane du plus grand. (Je précise explicitement ce point car certain journaliste ont fait la somme des diamètres...)

La distance d'écoute est un paramètre important, puisque le niveau sonore baisse de 5 dB à chaque fois que la distance double.
En extérieur, la baisse est de 6 dB à chaque fois que la distance double.
(Dans un couloir "parfait" bien réfléchissant, la baisse ne serait que de 3 dB à chaque fois que la distance double.)
Votre pièce d'écoute à un certain nombre de réflexions sur les murs, le sol et le plafond, qui font que la baisse de niveau pratique est plus faible que la baisse théorique de 6 dB.
Soit D la distance d'écoute, Niv_D = ( 5 / LOG ( 2 ) ) * LOG ( D ) ou encore Niv_D = 16.60964 * LOG ( D ).

Le nombre d'enceintes est le plus souvent 2 en écoute Hi-Fi. Le niveau sonore possible augmente de 6 dB a chaque fois que le nombre d'enceintes double.
Soit Nb le nombre d'enceintes, Niv_Nb = 20 * LOG( Nb ).

Le niveau sonore a atteindre a 1 m des enceintes est : Niv_S = Niv_C + Niv_D - Niv_Nb

La puissance crête de l'ampli doit être supérieur à : P = 10^{( ( Niv_S - Sens ) / 10 )}
Cette puissance est aussi appelée puissance impulsionnelle.

Prenons un exemple :

Une paire d'enceintes qui a une sensibilité de 93 dB/W/m, écoutées à 5 m, avec un niveau sonore confortable en Hi-Fi de 105 dB.
A 5 m, la perte avec la distance est : Niv_D = ( 5 / LOG ( 2 ) ) * LOG ( 5 ) = 11.61 dB.
Avec 2 enceintes le gain est de : Niv_Nb = 20 * LOG( 2 ) = 6.02 dB.
Le niveau à obtenir à 1 m des enceintes est : Niv_S = 105 - 6.02 + 11.61 = 110.60 dB.
La puissance crête de l'ampli doit être supérieur à : 10^{( ( 110.60 - 93 ) / 10 )} = 10^1.76 = 57.5 W.

Remarque :

J'ai rencontré un Internaute pour qui le niveau crête confortable n'était pas de 105 dB mais 115 ou 120 dB.
Les enceintes n'étaient pas des enceintes classiques avec une sensibilité de 90 à 93 dB/W/m, mais des enceintes à pavillon 4 voies d'une sensibilité d'au moins 104 ou 105 dB/W/m.
En Home cinéma, avec 5 enceintes de ce type, les ambitions étaient atteintes sans aucune difficulté, et sans avoir l'impression d'un niveau sonore élevé. Impressionnant !!!

L'exemple inverse est la chaîne de celui qui n'écoute que de la musique de chambre à niveau très modéré, parce que la chaîne n'est pas capable de faire plus.
Le matériel était irréprochable, les timbres très bons, mais mes disques tests sont mal passés, et mon impression finale très mitigée..

Vous pouvez prendre une valeur différente que les 105 dB, mais il faudra en assumer le choix, dans un sens comme dans l'autre...

Une aide au calcul :

Le séparateur décimal est le point. Si vous voulez entrer 93.2 dB, tapez : neuf, trois, point, deux.

Niveau sonore crête maximum d'écoute en dB :
Nombre d'enceintes :
Distance d'écoute en m :
Sensibilité de vos enceintes en dB/W/m :

Un article de la Revue du Son :

Même avec des haut-parleurs à haut rendement le choix de l'ampli doit être fait avec soin :
Ce n'est pas parce que votre pavillon de bas médium a une sensibilité de 103 dB/2.83V/m, qu'un ampli mono triode de 5 W sera suffisant.
La preuve, cet article de 5 pages de La Revue du Son de Juin 2000.

La puissance d'un système HI-FI doit être regardé par rapport a ce que demande la restitution de la musique en directe au même niveau que le concert : Capacité dynamique d'un système audio.
Les chiffres du lien ci-dessus sont mesurés à 1 m de distance.

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