Tutoriel LIMP

Tutoriel développé par Jean-Michel Le Cléac'h sur le forum de l'association Mélaudia.

Mesure d'impédance et des paramètres de Thiele et Small d'un haut-parleur.

Le module LIMP de la suite logicielle ARTA est employé pour la mesure de la courbe d'impédance et le calcul des paramètres de Thiele et Small. On pourra télécharger le mode d'emploi de LIMP à l'URL suivante:

http://www.fesb.hr/~mateljan/arta/downlo...manual.pdf

Il est conseillé d'utiliser le dispositif suivant pour effectuer ces mesures :

Système de mesure de l'impédance
Système de mesure de l'impédance

On note la présence d'un amplificateur de puissance qui doit posséder à la fois une très grande linéarité et posséder une fréquence de coupure basse inferieure à 10Hz et si possible moins, ainsi qu'une  impédance de sortie très basse et une faible distorsion.

Il peut être intéressant de construire une boite appelée "ARTA box" qui comprendra la résistance de mesure du courant (27 ohms sur le schéma), les sélecteurs ainsi que les différentes prises pour l'ampli, le haut-parleur et les câbles audio vers la carte-son.

Certains boîtes de type "ARTA box" sont sophistiquées et sont munies de protections contre tout dépassement du niveau maximum admissible en entrée de la carte son. Voir par exemple :
http://www.fesb.hr/~mateljan/arta/AppNot...ev4Eng.pdf

Les paresseux peuvent aussi se procurer la boîte toute faite :
http://www.mini-cooper-clubman.de/html/h...ement.html

Mesure d'un haut-parleur
Dans un premier temps il faut mesurer la résistance en continu (Re) de la bobine mobile du haut-parleur. Ce que l'on peut faire avec un bon multimètre réglé en position ohmmètre, s'il peut afficher le dixième d'ohm de manière significative.

Il faut aussi connaître le diamètre actif ( Dd ) de la membrane, pour cela on prend le diamètre du cône auquel on ajoute, de chaque côté, un tiers de la largeur de la suspension.

Réglages préliminaires à la mesure :

Réglages du logiciel
Réglages du logiciel

Dans [Gen] en haut à gauche de l'écran choisir le type de mesure: en bruit rose ( = "Pink PN") ou par pas de fréquence ( = "Stepped Sine"). Stepped sine donne souvent de meilleurs résultats que "Pink PN". Choisir la fréquence de départ [Fstart (Hz)] soit 5Hz pour un haut-parleur de grave.

Si on doit mesurer la courbe d'impédance d'un moteur à chambre de compression il vaut mieux éviter d'envoyer dans sa bobine un courant à fréquence trop basse devant sa fréquence de résonance Fs. Par souci de protéger le moteur à chambre de compression de 8 Ohms, j'intercale avant le haut-parleur un condensateur de 100 microfarads et pour un 16 ohms, j'utilise 47 microfarads.

On lance alors la mesure, puis après avoir fait une première mesure à l'air libre qu'on enregistre, il faut en faire une seconde après avoir fixé à l'arrière du cône 4 masselottes pesant chacune environ 9 grammes pour un HP de 38 centimètres et moins pour un HP plus petit. J'utilise pour ces masselottes des vieilles pièces de monnaie en laiton ou en cuivre.

Je place sur chaque masselotte un peu de Patafix, et pèse l'ensemble (au 1/10ème de gramme). Ensuite, je fixe à l'arrière du cône, de manière symétrique et le plus près possible du spider, en appuyant en même temps par l'avant du cône et par l'arrière de la masselotte pour étaler la Patafix.

On enregistre également cette mesure pour usage futur (en indiquant dans son titre une référence à la masse ajoutée).
La courbe d'impédance avec masse ajoutée étant affichée, aller dans les calques ("Overlays") et mettre cette courbe en overlay ( "set as overlay" ).

Fermer alors la fenêtre ou est affichée la courbe et rappeler la mesure de la courbe d'impédance du haut-parleur sans masse ajoutée.

Courbe d'impédance avec et sans masse ajoutée
Courbe d'impédance avec et sans masse ajoutée

courbes avec et sans masse ajoutée s'affiche avec des couleurs différentes dans la même fenêtre.

Ouvrir alors le menu [Analyze] et choisir [loudspeakers parameters - Added mass method] on voit s'afficher à gauche les impédances maximales et minimales ainsi que les fréquences de résonance avec et sans masse ajoutée. Lire plus bas l'indication de la variation de la fréquence de résonance obtenue après ajout la masse. Si elle est inférieure à 20% alors il vaut peut être mieux refaire une mesure avec une masse ajoutée plus forte (ajouter une 5ème masselotte).

Avant de calculer les paramètres de Thiele et Small, entrer sur la droite de la fenêtre :
- la résistance de la bobine mobile ("Voice coil resistance")
- le diamètre de la membrane ("Membrane diameter (cm)")
et
- la masse ajoutée ("Added mass (g)")

Finalement lancer le calcul des paramètres en cliquant sur [Calculate TSP].

Les paramètres de Thiele et Small du haut-parleur s'affichent alors à gauche et on peut les enregistrer en mode Texte ("copy to the clipboard") ou lisible par excel ("export in .csv file").

Ne pas oublier d'enlever les masselottes. Pour cela on appliquera une légère torsion tangentiellement au pourtour de la pièce avant de la soulever.

Vous pouvez vous entraîner en important sur votre ordinateur les fichiers .lim suivants :

Impédance sans masse ajoutée : impedance_HP.lim Impédance avec masse ajoutée : impedance_HP_ma.lim Préalablement à la mesure par Limp j'ai mesuré sur ce haut-parleur :
Re = résistance en continu = "Voice Coil Resistance (ohms)" = 11
Dd = diamètre actif = Membrane diameter (cm)" = 32.7
Masse ajoutée = Added mass (g) = 29.6

Attention : dans la suite logicielle ARTA c'est le point décimal qui est utilisé (pas la virgule) comme séparateur dans l'écriture des nombres non entiers.

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