Comment les haut-parleurs sont-ils adaptés aux amplificateurs audio? (éviter la surcharge non plus)

Je sais qu'un titre de question similaire a été posé, mais je pense que cela ne répond pas à ma question (et je ne pouvais pas penser à une meilleure façon de formuler la question).

Je suis un peu confus par la façon dont un ampli peut surcharger un haut-parleur, et vice versa.

De nombreux haut - parleurs d' amplificateur de guitare ont une impédance de 8Ω .

Si je comprends bien, l'amplificateur de sortie (devrait) émet une sortie de signal de tension fixe quelle que soit la charge qui y est placée . Si cette étape est incorrecte, veuillez me corriger.

Donc, s'il y a un signal de tension fixe, (disons + -15V, c'est-à-dire 30V de swing ) et si l'impédance des haut-parleurs est ~ 8Ω (je comprends que cela variera avec la fréquence mais disons que c'est autour de cette figure), alors comment la puissance varie avec différents combos d'amplis même si l'impédance est à peu près la même? Est-ce que la tension augmente avec des combinaisons amplificateur / haut-parleur plus puissantes.

Par exemple, un combo de 10 W avec un haut-parleur de 8 Ω par rapport à un amplificateur de 100 W connecté à une armoire à 4 haut-parleurs câblés pour une impédance de 8 Ω (connexion en parallèle de 2 paires de haut-parleurs de 8 Ω), le 100 W est évidemment plus fort. Est-ce que les tensions de sortie de l'amplificateur 100W sont plus? Sinon, comment pouvez-vous augmenter la puissance si vous maintenez la tension et l'impédance constantes?

Que se passerait-il si vous connectiez l'amplificateur 10 W directement à une enceinte à 4 haut-parleurs? Cela surchargerait-il l'amplificateur? Ou tout simplement jouer plus calme? Théoriquement, si la tension est la même et que l'impédance est toujours de 8 ohms, la puissance doit être la même, c'est-à-dire 10 W à travers les haut-parleurs de 100 W.

Si c'est le cas, est-ce vrai alors: quand nous disons un haut-parleur 10W 8ohm, nous voulons dire qu'il est capable de gérer des tensions de crête maximales de (P = V ^ 2 / R, V = sqrt (PR)) ~ 9V . Alors que pour un haut-parleur 100W 8ohm, il est capable de gérer des tensions de crête de ~ 28V ?

Dans quelle situation pouvez-vous nuire à un orateur? En y connectant un amplificateur trop puissant? Mais n'est-ce pas quelque chose qui est recommandé par beaucoup de gens? (Sortie de l'amplificateur d'au moins 2x la puissance du haut-parleur). Si oui, alors la tension de sortie d'un amplificateur n'est pas fixe? Cela varie selon l'enceinte qui lui est connectée? (même si l'impédance est la même?)

Dans quelle situation pouvez-vous endommager un amplificateur? En y connectant un haut-parleur d'une puissance trop élevée? Alors pourquoi est-ce que je vois tant de gens poster des vidéos sur YouTube de constructions d'amplificateurs de guitare 1 / 2W connectées à une puissance de 4 haut-parleurs ou au moins même 2 combinaisons d'enceintes?

Vous avez beaucoup de questions mais je pense que vous pouvez mieux le comprendre avec une seule explication. Voyez qu'il existe de nombreux mythes autour de ce sujet. Mais c'est aussi une question d'électronique analogique.

Les haut-parleurs sont une charge Z dans votre circuit qui peut faire varier son impédance en termes de fréquence. Notez qu'un objectif principal du haut-parleur est de maintenir une impédance stable et presque constante dans la gamme de fréquences sur laquelle il a été conçu pour fonctionner. Cette impédance est presque égale à la résistance de la bobine. Ainsi, lorsque votre haut-parleur fonctionne dans un système bien conçu, votre charge Z peut être considérée comme une charge résistive presque pure (8, 6 ou 4 ohms dans la plupart des cas).

Cela dit, nous devrions avoir des moyens d'alimenter le haut-parleur afin qu'il puisse reproduire les ondes sonores. Notez que la partie magnétique du haut-parleur est directement liée au courant qui le traverse. On peut donc dire que le haut-parleur est une sorte de charge résistive qui traite les variations de courant pour produire du son (façon simple à comprendre). Ainsi, la façon dont nous pouvons faire varier le courant dans une charge résistive consiste à faire osciller une tension à travers elle.

Si vous connectez un haut-parleur ou une simple résistance à la sortie d'un amplificateur et branchez également une sonde d'oscilloscope sur la charge, vous verrez les variations de tension tout comme votre musique varie (ondes sonores). Ce n'est pas une tension constante dans la sortie. Sinon, vous ne pouvez pas produire d'ondes sonores car vous avez besoin de variations de courant pour produire des variations et des forces magnétiques selon la formule de Lorentz.

En plus de cela, la puissance est la puissance consommée par votre système. La puissance instantanée est calculée par P = UI ou P = ZI². Ainsi, plus le courant traversant votre haut-parleur est important, plus il se dissipe (et également plus de consommation d'énergie car une partie de celui-ci sera transformée en ondes sonores).

En outre, vous devez considérer le contrôle du volume. Ces exemples que vous avez donnés ne peuvent être appliqués que si vos amplificateurs fonctionnent toujours à pleine amplification (0 dB). De cette façon, un amplificateur plus puissant devrait produire des tensions plus élevées en sortie par rapport à un amplificateur moins puissant (tous deux en 0 dB). Puisque la puissance instantanée est également calculée par P = U² / Z, vous ne pouvez pas augmenter la puissance avec la même tension et l'impédance.

Lorsque vous effectuez des connexions (amplificateur + haut-parleur), vous devez vous soucier de certains détails:

• Puissance de sortie de l'amplificateur: il vous indiquera la puissance qu'il peut fournir à votre haut-parleur dans une impédance déterminée. Il s'agit de la puissance maximale qu'il peut produire. Notez que si vous l'allumez avec 20% du volume, il ne fournira pas sa pleine puissance. Notez également que même à 0 dB, il ne produira probablement pas toute la puissance à tout moment car la musique fait varier ses ondes d'amplitude, vous devez donc calculer la puissance moyenne par l'intégrale de tout le signal.

• Impédance minimale de l'amplificateur:Cela vous indiquera quelle est l'impédance la plus basse que vous pouvez connecter à sa sortie. Peu importe que vous y connectiez des impédances plus élevées. Vous ne pourrez tout simplement pas obtenir un son trop fort dans votre système d'enceintes. D'une manière générale, lors de la connexion d'enceintes à impédance plus élevée, vous pouvez obtenir un son plus propre (moins de distorsion) mais un volume sonore plus faible. En revanche, si vous voulez un système plus fort, vous devez connecter l'impédance la plus basse autorisée mais vous aurez probablement plus de distorsion. Notez que ce qui peut endommager n'importe quelle partie de votre système est un excès de chaleur. Et la chaleur est produite par effet Joule qui se rapporte directement à la puissance. Ainsi, il est également possible de connecter des impédances inférieures à celles autorisées car vous n'augmentez pas le volume au-delà d'un certain point. De cette façon, même avec des impédances plus faibles, vous produisez la même puissance qu'une impédance plus élevée à plein volume. Vous pouvez le voir en connectant un haut-parleur de 2 Ohms à un amplificateur de 4 Ohms minimum mais avec un volume très faible. Cela fonctionnera et ne nuira à rien.

• Impédance du haut-parleur: comme déjà dit, c'est l'impédance nominale qu'un fabricant essaie d'atteindre et de maintenir stable dans la gamme de fréquences pour laquelle le haut-parleur est conçu pour fonctionner.

• Puissance du haut-parleur: c'est la puissance la plus élevée que le haut-parleur est conçu pour tolérer. Bien sûr, il y a toujours des questions sur la façon dont les gens utilisent pour mesurer cela et, en fait, il y a des idées fausses sur des termes comme RMS POWER. Une façon courante de le faire est de connecter le haut-parleur à un signal qui a une puissance P MOYENNE et de voir s'il peut tolérer cela pendant une longue période de temps. La plus grande valeur de P que vous pouvez atteindre en faisant cela est votre puissance moyenne nominale (encore une fois, c'est un moyen simple d'expliquer).

Donc, si vous connectez un haut-parleur à un amplificateur, vous devez regarder ces variables pour voir si vous allez nuire à quoi que ce soit. Généralement, vous pouvez endommager un haut-parleur lorsque vous y connectez un amplificateur trop puissant. Disons que vous avez un haut-parleur de 300 W / 8 ohms et que vous connectez un amplificateur de 800 W / 8 ohms. Comme je l'ai déjà dit, cela dépend aussi de la molette de volume. Chaque fois que ce système est à faible volume, rien ne nuira. Mais lorsque vous atteignez un point de volume spécifique où la puissance moyenne de la sortie dépassera 300W, vous commencerez probablement à endommager votre haut-parleur. Les gens disent aussi parfois qu'un haut-parleur très puissant pourrait endommager un amplificateur non puissant. Ou qu'un amplificateur non puissant ne peut pas piloter un haut-parleur puissant. Ce qui se passe, c'est que vous pouvez maintenant avoir un amplificateur 20W / 4 ohms avec un haut-parleur 800W / 4 ohms. Notez que vous pouvez les connecter et cela fonctionnera normalement. Ce sera comme connecter un amplificateur plus puissant avec un faible volume. Les problèmes sont les suivants: vous voudrez probablement atteindre le plein volume pour avoir du son. Cela pourrait endommager votre amplificateur, car le volume plein à plusieurs reprises signifie plus de 0 dB (plus la distorsion). La chaleur excessive dans l'amplificateur peut endommager sa sortie. Un autre problème courant est que cette distorsion à plein volume peut endommager votre haut-parleur. Cela se produit parce que le haut-parleur est conçu pour fonctionner en mouvement. De nombreux haut-parleurs ont des trous pour dissiper la chaleur et obtenir un débit d'air à réfrigérer. Chaque fois qu'une distorsion se produit, la partie mobile du haut-parleur peut cesser de bouger pendant un petit moment. Il commence à surchauffer la bobine. Cela pourrait endommager votre amplificateur, car le volume plein à plusieurs reprises signifie plus de 0 dB (plus la distorsion). La chaleur excessive dans l'amplificateur peut endommager sa sortie. Un autre problème courant est que cette distorsion à plein volume peut endommager votre haut-parleur. Cela se produit parce que le haut-parleur est conçu pour fonctionner en mouvement. De nombreux haut-parleurs ont des trous pour dissiper la chaleur et obtenir un débit d'air à réfrigérer. Chaque fois qu'une distorsion se produit, la partie mobile du haut-parleur peut cesser de bouger pendant un petit moment. Il commence à surchauffer la bobine. Cela pourrait endommager votre amplificateur, car le volume plein à plusieurs reprises signifie plus de 0 dB (plus la distorsion). La chaleur excessive dans l'amplificateur peut endommager sa sortie. Un autre problème courant est que cette distorsion à plein volume peut endommager votre haut-parleur. Cela se produit parce que le haut-parleur est conçu pour fonctionner en mouvement. De nombreux haut-parleurs ont des trous pour dissiper la chaleur et obtenir un débit d'air à réfrigérer. Chaque fois qu'une distorsion se produit, la partie mobile du haut-parleur peut cesser de bouger pendant un petit moment. Il commence à surchauffer la bobine. De nombreux haut-parleurs ont des trous pour dissiper la chaleur et obtenir un débit d'air à réfrigérer. Chaque fois qu'une distorsion se produit, la partie mobile du haut-parleur peut cesser de bouger pendant un petit moment. Il commence à surchauffer la bobine. De nombreux haut-parleurs ont des trous pour dissiper la chaleur et obtenir un débit d'air à réfrigérer. Chaque fois qu'une distorsion se produit, la partie mobile du haut-parleur peut cesser de bouger pendant un petit moment. Il commence à surchauffer la bobine.

En bref, toute combinaison d'amplificateur et de haut-parleur devrait être possible. Il suffit de prendre soin du volume. Si vous ne voulez aucun problème, procurez-vous un amplificateur un peu moins puissant que votre haut-parleur avec la même impédance, et ne dépassez jamais quelque chose comme 70% ~ 80% du contrôle du volume. Si votre cadran de volume a une échelle en dB, essayez d'utiliser au plus 0 dB.

J'espère que cela a clarifié vos questions. Désolé pour mon mauvais anglais.

L'adaptation des impédances peut être un problème avec les amplificateurs à semi-conducteurs et à tube.

Dans le cas des amplis à lampes, les lampes ne peuvent pas entraîner directement les enceintes; ils doivent conduire les haut-parleurs à travers un transformateur d'adaptation d'impédance. Il est assez difficile d'endommager les tubes, mais le transformateur ou les haut-parleurs peuvent être endommagés si l'impédance n'est pas adaptée. Dans un ampli à lampes, les lampes sont bonnes pour conduire de grandes tensions (100s de volts) mais pas bonnes pour conduire de grands courants. Donc, pour piloter des haut-parleurs de 8 ohms ou 4 ohms, un transformateur est nécessaire pour convertir la sortie haute tension des tubes en une sortie de courant élevée pour les haut-parleurs. Le côté primaire connecté aux tubes a beaucoup, beaucoup de tours de fil très fin. Le côté secondaire connecté aux enceintes a moins de tours de fil plus épais. Les tubes agissent comme des sources de courant. Si aucun haut-parleur ou un haut-parleur d'une impédance trop élevée n'est connecté, les tubes peuvent présenter le transformateur avec des tensions très élevées qui peuvent endommager l'isolation des enroulements du transformateur. Si l'impédance du haut-parleur est trop faible, les tubes peuvent pousser un courant excessif à travers les enroulements, les faisant chauffer. Ni l'un ni l'autre n'est idéal. Généralement, le secondaire du transformateur aura 2 ou 3 prises pour les impédances de haut-parleur communes pour rendre l'adaptation aussi simple que de sélectionner la bonne impédance sur un commutateur.

Dans le cas des amplificateurs à semi-conducteurs, vous pouvez avoir un problème similaire avec un amplificateur non chargé qui s'endommage en générant des tensions élevées en interne. La cause est la même: les transistors de sortie agissent comme des sources de courant, et si l'impédance est trop élevée, cela entraînera des tensions élevées. Les amplificateurs modernes sont généralement conçus soit pour éviter complètement ce problème, soit ils ont des charges internes qui sont connectées en permanence aux bornes de sortie pour mettre une limite supérieure à l'impédance que l'amplificateur voit.

En termes de sortie de puissance d'amplificateur, la plupart des amplificateurs ont en fait 3 limites de sortie - tension, courant et puissance. Si l'impédance est petite, vous atteignez la limite actuelle. Si l'impédance est trop grande, vous atteignez la limite de tension. Si vous choisissez juste la bonne impédance de taille pour atteindre les limites de courant et de tension en même temps, vous atteindrez probablement la limite de puissance. La limite de tension est déterminée par les tensions d'alimentation de l'amplificateur. La limite de courant est déterminée par les transistors d'attaque de sortie. Et la limite de puissance est généralement une limite thermique - si vous la dépassez trop longtemps, l'amplificateur surchauffera.

Vous pouvez endommager un haut-parleur de plusieurs manières. On y met trop de pouvoir. Un autre met trop de puissance à travers elle sur des fréquences en dehors de sa gamme de fréquences de conception. Par exemple, ne mettez pas de basses à travers un tweeter. Un autre est l'écrêtage de l'amplificateur. Lorsque les limites de tension ou de courant de l'amplificateur sont atteintes, il coupe le haut de la forme d'onde, générant beaucoup d'harmoniques haute fréquence. Ceux-ci peuvent endommager un haut-parleur en secouant violemment le cône du haut-parleur à des fréquences auxquelles il n'est pas conçu pour fonctionner. De plus, si l'écrêtage n'est pas symétrique, le cône peut se frayer un chemin dans ou hors du haut-parleur. Si elle s'éloigne suffisamment, la bobine quittera la rainure dans l'aimant du haut-parleur et elle peut être endommagée si elle manque la rainure à son retour.

Vous pouvez endommager un amplificateur en le surchargeant ou en le sous-chargeant, en termes d'impédance. Il n'y a aucun problème avec la connexion d'un haut-parleur 4W à un amplificateur 1/2 W tant que l'amplificateur convient parfaitement à la commande de l'impédance du haut-parleur. Ce ne sera tout simplement pas très fort.

Tout d'abord, il est assez rare que l'impédance d'un locuteur soit proche de l'appartement. La courbe d'impédance ressemble normalement vaguement à ceci:

Le pic est f _s , la résonance à l'air libre du locuteur. L'impédance nominale est le premier minimum de la courbe d'impédance au-dessus de la résonance. La résistance CC sera généralement un peu inférieure à celle-ci, mais généralement pas beaucoup plus faible (par exemple, pourrait être d'environ 6 ohms pour un haut-parleur évalué à une impédance de 8 ohms). La résistance CC est également affectée par d'autres facteurs - par exemple, un haut-parleur destiné à gérer plus de puissance aura généralement un fil de plus gros calibre dans la bobine acoustique, ce qui réduira la résistance CC, mais n'aura presque aucun effet sur l'impédance à des fréquences plus élevées. .

Lorsque vous montez ce pilote dans une boîte, vous ajoutez généralement au moins un (et souvent deux) pics plus petits à des fréquences plus basses qui reflètent la fréquence de résonance de l'armoire et de tous les ports qu'elle peut avoir.

Je ne sais pas d'où vous vient l'idée que la tension est constante (ou même proche d'elle). Comme tout autre circuit, P = I * E. Ainsi, par exemple, un watt à travers un haut-parleur de 8 ohms est de 2,83 volts (racine carrée de 8, car P = E ² / R). Vous pensez peut-être au fait que la plupart des amplis seront évalués pour une oscillation de tension maximale (mais ils seront généralement supérieurs à 16 volts).

Quant à ce qui se passe si vous connectez un ampli de 10 watts à 4 haut-parleurs (vraisemblablement en série parallèle pour maintenir la même impédance), vous gagnerez généralement au moins un peu d'efficacité, car la plupart des haut-parleurs sont au moins quelque peu non linéaires. Par exemple, un haut-parleur peut être évalué à 92 dB SPL à un watt (dans certaines conditions de test standard). En théorie, cela signifie qu'il devrait produire 95 dB SPL avec 2 watts d'entrée, ou 102 dB SPL avec 10 watts d'entrée. En réalité, trois ou dix dB d'entrée supplémentaires ne produisent généralement pas (tout à fait) trois ou dix dB de sortie supplémentaires. En séparant la puissance de l'amplificateur en quatre haut-parleurs séparés au lieu d'un, vous minimiserez cet effet, ainsi vous obtiendrez (légèrement) plus de sortie acoustique pour une quantité donnée de sortie électrique de l'ampli.

En ce qui concerne un ampli trop puissant endommageant un haut-parleur: cela dépend. Si vous maîtrisez complètement un haut-parleur, oui, cela peut arriver. Par exemple, si vous connectiez un amplificateur de 500 watts à un petit haut-parleur de 3 pouces et que vous le montiez à un niveau proche de la puissance maximale, le haut-parleur tomberait presque inévitablement en panne assez rapidement. Selon la conception, il est un peu difficile d'être certain de ce qui échouerait en premier - vous pourriez surchauffer la bobine acoustique, et un fil se vaporiserait simplement, ou vous pourriez générer un champ magnétique plus fort que celui pour lequel il est conçu, et pousser / tirer le le cône du haut-parleur plus loin que prévu et détruit le surround (selon mon expérience, la défaillance de la bobine acoustique est beaucoup plus courante cependant).

Il est beaucoup plus courant de détruire un haut-parleur en faisant passer un ampli au-delà de sa puissance nominale. Cela est particulièrement problématique avec les amplificateurs bipolaires, car ils ont tendance à avoir des caractéristiques d'écrêtage assez dures. Ici, cependant, vous êtes sauvé par le fait que la production intentionnelle de diverses formes de distorsion est assez courante, donc lorsque vous traitez spécifiquement avec un ampli de guitare et un haut-parleur, vous n'êtes pas tout à fait susceptible de détruire des choses (très rapidement de toute façon ). Avec quelque chose comme une chaîne stéréo normale, l'écrêtage augmentera généralement très rapidement les hautes fréquences du signal - ce qui, à son tour, entraînera une augmentation de la puissance du tweeter que prévu, ce qui peut le détruire très rapidement .

Blesser l'amplificateur dépend. Le bref résumé est que la défaillance d'un ampli à semi-conducteurs se produit généralement si vous connectez une impédance trop faible d'un haut-parleur. Cela tentera de tirer plus de courant que l'ampli ne peut en produire, conduisant à une surchauffe et (si vous allez trop loin) à fondre les transistors de sortie.

Inversement, les amplis à tubes ont tendance à être endommagés plus souvent en connectant une impédance trop élevée des enceintes. L'ampli est conçu pour que le haut-parleur charge la sortie. Sans une charge suffisante du haut-parleur, l'ampli produira une tension plus élevée que prévu. Quand / si un fil d'enceinte se détache, vous obtenez effectivement une impédance infinie presque instantanément. Selon la conception, votre circuit de protection entre en action et éteint l'ampli, ou bien le dernier son que vous entendez avant de réparer l'ampli est un bruit fort lorsque les tubes de sortie s'éteignent.

Les spécifications des haut-parleurs sont un peu un champ de mines, mais pour les amplis, elles sont plus simples. Si un amplificateur est évalué à 10 W RMS, c'est la puissance sinusoïdale qu'il peut fournir à une charge spécifiée (2 ohms à 8 ohms généralement) à un certain niveau de distorsion. La distorsion est généralement due au fait que l'amplificateur délivre l'onde sinusoïdale au début de l'écrêtage.

Donc, s'il a des rails d'alimentation internes de +/- 10 V, il sera à peu près capable de fournir 17,9 Vp-p avec une petite quantité d'écrêtage dans une charge de 8 ohms. Le même amplificateur peut également être capable de piloter une charge de 4 ohms avec à peu près la même amplitude de sortie et dans ce cas, l'amplificateur peut spécifier qu'il s'agit d'un amplificateur de 20 W.

Un amplificateur aura tendance à avoir une impédance de sortie très faible et c'est généralement le cas pour les amplis à transistor utilisant une rétroaction négative - la rétroaction a tendance à maintenir la sortie constante quelle que soit la charge. Cependant, il y aura un point (si l'impédance de charge est réduite) que l'amplificateur fume ou un circuit de limitation de courant entre en action pour «sauver» l'amplificateur de la destruction.

Pour un haut-parleur, il aura une note et j'espère que cette note sera sous la même forme d'unités qu'un ampli de puissance est spécifié, mais ce n'est pas nécessairement le cas et vous devez vous assurer de comparer les pommes avec les pommes. La note d'un haut-parleur comprendra également la réponse en fréquence à laquelle il est évalué, ce qui est important à noter, car vous ne pouvez pas pousser les basses (à la puissance nominale du haut-parleur) dans un tweater et vous attendre à ce qu'elles survivent et vous ne pouvez pas non plus pomper des basses profondes. basse dans un haut-parleur de basse standard et attendez-vous à ce qu'il survive.

Il y a de très bonnes réponses ici, il n'y a donc que peu de choses à ajouter car les choses sont assez bien couvertes par tout le monde.Les amplis audio à semi-conducteurs de classe AB sont raisonnablement flexibles quant à l'impédance des haut-parleurs dans les limites du courant et des volts déjà couverts. D est une autre histoire car il y a généralement un filtre passe-bas qui a une fréquence de coupure au-dessus de la fréquence audio la plus élevée d'intérêt et en dessous de la fréquence de commutation. Par exemple, la fréquence de coupure 30KHz et la fréquence de commutation 150KHz .Le filtre sera conçu pour être agréable et plat à travers Si vous dites utiliser des haut-parleurs de 16 ohms, par exemple un ampli de 4 ohms, le filtre pourrait devenir pointu et cela pourrait sonner terriblement ou même endommager les choses si le filtre est en dehors de la boucle de rétroaction.Si vous exécutez la classe D, ne vous moquez pas des impédances des haut-parleurs, sauf si vous savez vraiment ce que vous faites.