Woofers, tweeters et crossovers : comprendre les haut-parleurs

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Woofers, tweeters et crossovers : comprendre les haut-parleurs
Woofers, tweeters et crossovers : comprendre les haut-parleurs
Anonim

Les haut-parleurs sont essentiels à tout système audio. Des haut-parleurs d'aigus aux haut-parleurs de graves, les haut-parleurs sont les composants qui fournissent aux films, à la musique et aux sports des sons souvent pris pour acquis.

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Les microphones convertissent le son en impulsions électriques qui peuvent être enregistrées sur une forme de support de stockage. Une fois capturé et stocké, il peut être reproduit à un moment ou à un endroit ultérieur. L'écoute d'un son enregistré nécessite un appareil de lecture, un amplificateur et, surtout, un haut-parleur.

Qu'est-ce qu'un haut-parleur ?

Un haut-parleur est un appareil qui convertit les signaux électriques en son à la suite d'un processus électromécanique.

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Les haut-parleurs intègrent généralement la construction suivante:

  • Un cadre ou un panier métallique dans lequel sont placés tous les composants de l'enceinte.
  • Un diaphragme qui expulse l'air par vibration. Les modèles de vibration reproduisent les ondes sonores souhaitées reçues par vos oreilles. Le diaphragme est souvent appelé cône. Bien qu'un cône vibrant soit couramment utilisé, il existe quelques variantes, qui sont discutées ci-dessous.
  • Un anneau extérieur en caoutchouc, mousse ou autre matériau compatible, appelé contour. À ne pas confondre avec le son surround ou les haut-parleurs surround, le surround maintient le diaphragme en place tout en offrant suffisamment de flexibilité pour vibrer. Un support supplémentaire est fourni par une autre structure, appelée araignée. L'araignée s'assure que le diaphragme et le contour du haut-parleur vibrant ne touchent pas le cadre métallique extérieur.
  • Une bobine acoustique enroulée autour d'un électroaimant est placée à l'arrière du diaphragme. L'aimant ou l'assemblage de la bobine mobile fournit la puissance nécessaire pour faire vibrer le diaphragme en fonction des modèles d'impulsions électriques reçus.
  • Les haut-parleurs coniques ont également un petit renflement qui couvre la zone où la bobine acoustique est fixée au diaphragme. C'est ce qu'on appelle le capuchon anti-poussière.
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Le haut-parleur (également appelé haut-parleur ou pilote) peut désormais reproduire le son, mais l'histoire ne s'arrête pas là.

Le haut-parleur doit être placé à l'intérieur d'une enceinte afin qu'il fonctionne bien et soit esthétique. La plupart du temps, l'enceinte est une sorte de boîte en bois. D'autres matériaux, tels que le plastique et l'aluminium, sont parfois utilisés. Au lieu d'une boîte, les haut-parleurs peuvent prendre d'autres formes, comme un écran plat ou une sphère.

Tous les haut-parleurs n'utilisent pas de cône pour reproduire le son. Certains fabricants de haut-parleurs, tels que Klipsch, utilisent des pavillons en plus des haut-parleurs coniques. D'autres fabricants de haut-parleurs, notamment Martin Logan, utilisent la technologie électrostatique dans la construction des haut-parleurs. D'autres encore, comme Magnepan, utilisent la technologie du ruban. Il existe également des cas où le son est reproduit par des méthodes non traditionnelles.

Pleine bande, woofers, tweeters et haut-parleurs de milieu de gamme

L'enceinte de haut-parleur la plus simple ne contient qu'un seul haut-parleur, qui reproduit toutes les fréquences qui lui sont envoyées. Cependant, si le haut-parleur est trop petit, il ne peut reproduire que des fréquences plus élevées.

S'il est de taille moyenne, il peut bien reproduire le son d'une voix humaine et des fréquences similaires et ne pas se situer dans la gamme des hautes et basses fréquences. Si le haut-parleur est trop grand, il peut bien fonctionner avec des fréquences plus basses et, peut-être, des fréquences moyennes, et peut ne pas bien fonctionner avec des fréquences plus élevées.

La solution est d'optimiser la gamme de fréquences qui peut être reproduite en ayant des haut-parleurs de tailles différentes à l'intérieur du même boîtier.

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Woofers

Un woofer est un haut-parleur dimensionné et construit de manière à pouvoir reproduire les basses et moyennes fréquences. Les woofers effectuent la majeure partie du travail de reproduction des fréquences que vous entendez, telles que les voix, la plupart des instruments de musique et les effets sonores.

Selon la taille de l'enceinte, un woofer peut être aussi petit que 4 pouces de diamètre ou aussi grand que 15 pouces. Les woofers avec des diamètres de 6,5 pouces à 8 pouces sont courants dans les enceintes sur pied. Les woofers avec des diamètres de l'ordre de 4 pouces et 5 pouces sont courants dans les enceintes d'étagère.

Tweeters

Un tweeter est un haut-parleur spécialement conçu qui est plus petit qu'un woofer. Il ne reproduit que les fréquences audio au-dessus d'un certain seuil, y compris, dans certains cas, les sons que l'oreille humaine ne peut pas entendre mais seulement ressentir.

Parce que les hautes fréquences sont hautement directionnelles, les tweeters dispersent les sons haute fréquence dans la pièce afin que les sons soient entendus avec précision. Si la dispersion est trop étroite, l'auditeur dispose d'un nombre limité d'options de position d'écoute. Si la dispersion est trop large, le sens de la direction d'où provient le son est perdu.

Voici les différents types de tweeters:

  • Cone: Une version plus petite d'un haut-parleur standard.
  • Dôme: la bobine mobile est fixée à un dôme en tissu ou en métal compatible.
  • Piezo: Au lieu d'une bobine mobile et d'un cône ou d'un dôme, une connexion électrique est appliquée à un cristal piézoélectrique, qui à son tour fait vibrer un diaphragme.
  • Ruban: Au lieu d'un diaphragme traditionnel, une force magnétique est appliquée à un mince ruban pour créer un son.
  • Electrostatic: Un mince diaphragme est suspendu entre deux écrans métalliques. Les écrans réagissent à un signal électrique de telle sorte que les écrans deviennent déphasés. Cela attire et repousse alternativement le diaphragme suspendu, créant la vibration nécessaire pour créer le son.

Bottom Line

Une enceinte de haut-parleur peut incorporer un woofer et un tweeter pour couvrir toute la gamme de fréquences. Cependant, certains fabricants d'enceintes ajoutent un troisième haut-parleur qui sépare davantage les fréquences basses et moyennes. C'est ce qu'on appelle un haut-parleur de milieu de gamme.

2 voies contre 3 voies

Les enceintes qui n'intègrent qu'un woofer et un tweeter sont appelées enceintes à 2 voies. Les boîtiers qui abritent un woofer, un tweeter et un médium sont appelés haut-parleurs à 3 voies.

Les haut-parleurs à 3 voies ne sont pas toujours meilleurs. Un haut-parleur à 2 voies bien conçu peut avoir un son excellent, et un haut-parleur à 3 voies mal conçu peut avoir un son terrible. Ce n'est pas seulement la taille et le nombre d'enceintes qui comptent. La qualité sonore dépend également des matériaux avec lesquels les haut-parleurs sont construits, de la conception intérieure de l'enceinte et de la qualité du prochain composant nécessaire - le crossover.

Crossovers

Il ne suffit pas de jeter un woofer et un tweeter dans une boîte, de les câbler ensemble et d'espérer que ça sonne bien. Lorsque vous avez un haut-parleur à 2 voies ou un haut-parleur à 3 voies dans votre enceinte, vous avez également besoin d'un crossover. Un crossover est un circuit électronique qui attribue la gamme de fréquences appropriée à différents haut-parleurs.

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Par exemple, dans un haut-parleur à 2 voies, le crossover est réglé sur un point de fréquence spécifique. Toutes les fréquences au-dessus de ce point sont envoyées au tweeter, tandis que les autres sont envoyées au woofer.

Dans un haut-parleur à 3 voies, un crossover peut être conçu de sorte qu'il ait deux points de fréquence, un pour le point entre le woofer et le médium, et un autre pour le point entre le médium et le tweeter.

Les points de fréquence du crossover varient. Un point de croisement à 2 voies typique pourrait être de 3 kHz (tout ce qui est au-dessus va au tweeter, tout ce qui est en dessous va au woofer). Les points de croisement typiques à 3 voies peuvent être de 160 Hz à 200 Hz entre le woofer et le médium, puis le point de 3 kHz entre le médium et le tweeter.

Radiateurs et ports passifs

Un radiateur passif ressemble à un haut-parleur. Il a un diaphragme, un contour, une araignée et un cadre, mais il manque la bobine mobile. Au lieu d'utiliser une bobine acoustique pour faire vibrer le diaphragme du haut-parleur, un radiateur passif vibre en fonction de la quantité d'air que le woofer pousse à l'intérieur de l'enceinte.

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Cela crée un effet complémentaire dans lequel le woofer fournit l'énergie pour s'alimenter et alimenter le radiateur passif. Bien que ce ne soit pas la même chose que d'avoir deux woofers connectés directement à l'amplificateur, la combinaison du woofer et du radiateur passif produit une sortie de basses plus efficace. Ce système fonctionne bien dans les petites enceintes, car le woofer principal peut être dirigé vers l'extérieur vers la zone d'écoute, tandis que le radiateur passif peut être placé à l'arrière de l'enceinte.

Une alternative à un radiateur passif est un port. Le port est un tube placé à l'avant ou à l'arrière de l'enceinte de sorte que l'air pompé par le woofer soit envoyé à travers le port, créant une amélioration complémentaire des basses fréquences similaire à celle d'un radiateur passif.

Un port doit avoir un diamètre spécifique et être adapté aux caractéristiques de l'enceinte et du woofer qu'il complète. Les haut-parleurs qui incluent un port sont appelés haut-parleurs bass-reflex.

Caissons de basses

Un subwoofer reproduit les très basses fréquences et est principalement utilisé dans les applications de son surround home cinéma et l'audio haut de gamme.

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Les exemples où un subwoofer est souhaité incluent la reproduction d'effets basse fréquence (LFE) spécifiques, tels que les tremblements de terre et les explosions dans les films, et pour la musique, les notes de pédale d'orgue à tuyaux, la contrebasse acoustique et les tympans.

La plupart des subwoofers sont alimentés. Cela signifie que contrairement aux haut-parleurs traditionnels, les subwoofers ont un amplificateur intégré. D'autre part, comme certains haut-parleurs traditionnels, les subwoofers peuvent utiliser un radiateur ou un port passif pour améliorer la réponse en basse fréquence.

L'essentiel

Les haut-parleurs reproduisent le son enregistré afin qu'il puisse être entendu à un moment ou à un endroit différent. Il existe plusieurs façons de concevoir une enceinte, y compris des options de taille d'étagère et de sol.

Avant d'acheter un haut-parleur ou un système de haut-parleurs, effectuez une écoute critique avec un contenu qui vous est familier. Les CD, les DVD, les disques Blu-ray et Ultra HD Blu-ray ou les disques vinyle fonctionneraient tous.

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Prenez note de la façon dont le haut-parleur est assemblé, de sa taille, de son coût et de la façon dont il sonne à vos oreilles.

Si vous commandez des haut-parleurs en ligne, vérifiez s'il existe un essai d'écoute de 30 ou 60 jours. Malgré toutes les affirmations concernant les performances potentielles, vous ne saurez pas comment les haut-parleurs sonneront dans votre pièce tant que vous ne les aurez pas démarrés. Écoutez vos nouvelles enceintes pendant plusieurs jours, car les performances des enceintes bénéficient d'une période de rodage initiale comprise entre 40 et 100 heures.

FAQ

    Où devez-vous placer un haut-parleur subwoofer ?

    Positionnez le subwoofer le long du mur avant de la pièce. Placer votre subwoofer dans un coin peut augmenter sa sortie, produisant un son plus fort.

    Comment connecter mon subwoofer aux haut-parleurs de mon ordinateur ?

    Selon la sortie audio de votre ordinateur, vous pourrez peut-être connecter le subwoofer à l'aide d'un câble adaptateur en Y pour subwoofer ou d'un câble RCA double. Après avoir connecté le câble à la sortie audio, connectez l'extrémité fendue à la fois au haut-parleur et au subwoofer. Pour les ordinateurs sans sorties audio directement sur la carte mère, vous pouvez utiliser une carte son USB vers casque femelle 3,5 mm carte audio externe connectée à une prise audio stéréo 3,5 mm.

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