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Facteur d'amortissement (ou Damping factor)

 
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dome
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MessagePosté le: Ven 11 Mar 2016, 23:53    Sujet du message: Facteur d'amortissement (ou Damping factor) Répondre en citant

Bonjour,


Vous êtes nombreux à avoir identifié ce terme caractéristique d'un amplificateur de puissance dans une doc ou au fil d'un échange sur un (ce) site. Il est toutefois beaucoup plus discret que le sont les autres caractéristiques d'un amplificateur, au premier rang desquelles figure la puissance. C'est pourtant une caractéristique électrique importante qui définit en quelque sorte la capacité de l'amplificateur de puissance de maîtriser les mouvements de membrane excessifs d'un HP de grave (ou du moins les mouvements qui ne "suivraient" pas exactement l'évolution du signal électrique qui est appliqué à ses bornes).

Electriquement parlant, le facteur d'amortissement électrique (ou Damping factor, DF) est le rapport entre l'impédance nominale de la charge (en ohm) et l'impédance de sortie de l'amplificateur (ou impédance interne vue des bornes de sortie HP). Plus ce facteur est grand, plus l'amplificateur pourra absorber le courant créée par la bobine mobile du HP lorsqu'elle devient génératrice. Car, oui, l'ensemble ampli-HP forme un système dynamique dans lequel l'ampli n'est pas le seul générateur électrique et le HP la seule charge. Lorsque la membrane s'éloigne de ce que lui demande l'ampli (par l'inertie de l'équipage mobile du HP, liée intimement à la masse mobile), la bobine devient la génératrice et l'ampli, la charge!

Si l'ampli possède une très faible impédance de sortie, idéalement nulle, il constitue un court-circuit pour la bobine mobile génératrice qui est alors stoppée dans ses élans (l'énergie cinétique de l'équipage mobile, transformée en électricité par le moteur aimant-bobine, est absorbée par l'étage de sortie de l'ampli). On appelle cela l'amortissement électrique. C'est donc une très bonne chose, car le signal acoustique émit par le HP est contraint à rester semblable au signal électrique qui lui est appliqué. Mais là s'arrête - hélas! - ma démonstration théorique, bien exacte pourtant si l'on fait l'abstraction de ce qu'est en réalité une enceinte passive et comment elle est utilisée.

Car, pour que ce procédé fonctionne comme je l'ai décrit, il faut que le transfert d'énergie électrique du moteur du HP vers l'amplificateur se fasse sans perte. Or, tout élément dissipatif présent sur la ligne agit comme un frein à l'amortissement puisque l'énergie engendrée par la bobine en mouvement est transformée dans cet élément en chaleur (par effet Joule) avant d'avoir atteint les bornes de l'ampli. En électricité, les éléments dissipatifs, ce sont les résistances. Où trouve-t-on des résistances dans la liaison entre un ampli et une enceinte? Et bien à peu près partout!

Vous avez pensé tout de suite au câble de liaison, et vous avez raison. Faîtes un calcul rapide et vous constaterez que la résistance du câble dépasse la fameuse impédance de sortie d'un ampli à facteur d'amortissement élevé d'un rapport de plusieurs dizaines. A l'extrémité du câble, côté HP, tout se passe comme si le DF de l'ampli était dégradé d'autant.

Alors, on pense à raccourcir les câbles au maximum (comme avec une Caravelle amplifiée, l'amplificateur AM330 est placé juste dessous). Cela réduit en effet d'autant la résistance du câble. Puis, en réfléchissant un peu, on se dit que l'on n'est pas arrivé au bout de nos peines. Car un autre élément contient des composants dissipatifs sur la ligne ampli-HP: c'est le filtre. Avec une inductance en série avec le HP, le filtre passe-bas contient une résistance cachée dans le fil de cuivre de la bobine. Cette résistance n'est à priori pas négligeable. C'est pourquoi Cabasse - décrié pour cela par ses détracteurs patentés - utilisaient des bobines sur circuit magnétique et non sur air, car une même valeur d'inductance L (en milli-henry) est obtenue avec beaucoup moins de tours de bobinage. Donc une résistance cuivre d'autant plus faible.

Nous avons fait des progrès, avec ces méthodes appliquées par Cabasse, mais nous ne nous sommes pas encore totalement affranchis de tous les éléments résistifs sur la liaison ampli-HP. Il en reste encore un, le plus pervers. Passons sur les résistances de contact, négligeables lorsque le travail a été bien fait, des bornes à vis et autres cosses Faston. Non, il s'agit d'une résistance que l'on a tendance à oublier, c'est la résistance propre de la bobine mobile du HP! Cette résistance cuivre de plusieurs ohm est le premier élément dissipatif que rencontre le courant qui prend sa source dans la bobine elle-même. Et là, c'est bien le choix du HP qui détermine la limite de son amortissement par l'amplificateur, même si celui-ci a un facteur d'amortissement très élevé.

Tout cela pour dire, qu'il faut se méfier des raisonnements un peu trop hâtifs. Choisir un ampli pour son DF est aberrant car cela ne signifie rien de l'amortissement réel du HP de grave.

Et je n'ouvrirais qu'à peine la question du comment on obtient un DF élevé? Je laisse notre ami iriaax nous rappeler que c'est souvent en augmentant le taux de contre-réaction global (ce qui abaisse l'impédance de sortie). Or, c'est un procédé dont on sait - lorsqu'il est employé avec excès - qu'il ne sert qu'à faire du chiffre (mesures de la THD et de la bande passante) et non du son (de qualité).

Il faut donc considérer les choses différemment. Si l'on envisage d'utiliser une chaîne Hi-Fi comme celle de Monsieur Toulemonde, avec un ampli intégré, une paire de câbles de 4 à 5m de long et une paire d'enceintes à filtrage passif, alors il ne faut pas demander à l'amplificateur de maîtriser la tendance au traînage des enceintes en question, car cela lui est impossible. Le traînage dans le grave est un problème dès qu'il dénature la restitution transitoire des sons percussifs ou qu'il amplifie sensiblement les sons tenus. Or, la conception de l'enceinte elle-même permet de contrôler le traînage du HP. En la matière, l'enceinte close est la reine, nous le savons bien. Elle réalise localement, dans le domaine acoustique, l'amortissement du HP de grave qui ne peut être réalisé par l'amplificateur dans le domaine électrique.

Dès lors, chers amis de Cabasse*, on peut conclure que le problème a été traité et passer à autre chose...


Dome



* Période GC, évidemment.
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Dernière édition par dome le Dim 13 Mar 2016, 00:33; édité 1 fois
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MessagePosté le: Ven 11 Mar 2016, 23:53    Sujet du message: Publicité

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proggy
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MessagePosté le: Sam 12 Mar 2016, 09:00    Sujet du message: Facteur d'amortissement (ou Damping factor) Répondre en citant

Bonjour à tous et merci dome pour ces précisions nécessaires sur le "DF" et naturellement la conclusion de l'article
frappé au coin du bon sens.
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dome
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MessagePosté le: Mer 23 Mar 2016, 21:27    Sujet du message: Facteur d'amortissement (ou Damping factor) Répondre en citant

Bonsoir,

Il découle de ce qui précède que l'influence du facteur d'amortissement de l'amplificateur (DF) n'est pas aussi significative qu'elle ne semble dans la plupart des situations habituelles sur l'amortissement du HP grave. Contrairement à ce que l'on a pu laissé entendre ici et là (et je me compte dans le lot…).

En revanche, cela ne veut pas dire que le DF n'a aucune incidence pour autant et que l'on n'a pas à attendre d'un amplificateur d'avoir une très faible impédance de sortie. C'est une réflexion en cours…

Dome
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BRIG
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MessagePosté le: Mar 29 Mar 2016, 22:16    Sujet du message: Facteur d'amortissement (ou Damping factor) Répondre en citant

Bonsoir dome,


Nous nous posons tous les questions de savoir pourquoi, avec une même paire d'enceintes, connectée à des amplificateurs différents, les résultats d'écoute peuvent varier considérablement.
J'ai toujours supposé que la réponse à cette question était très complexe et qu'elle ne dépendait pas d'une seule spécificité des amplificateurs, mais de plusieurs.
Ce débat ne sera jamais tranché, je crois.


BRIG  
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«Quand le gouvernement viole les droits du peuple, l’insurrection est, pour le peuple et pour chaque portion du peuple, le plus sacré des droits et le plus indispensable des devoirs» (art. 35). Robespierre, Constitution du 24 juin 1793


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MessagePosté le: Aujourd’hui à 10:52    Sujet du message: Facteur d'amortissement (ou Damping factor)

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