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1 _x x | | x w b wx tv | x Reproduction d un ouvrage publi par la soci t 3a (art & acoustique appliqu e) dans les ann es 1970. Mise en page : Pascal Chour Janvier 2008 LE PETIT LIVRE D OR1 DE L acoustique Il nous est apparu que les passionn s de HI-FI , le m lomane averti, souhaitaient tre conseill s pour un meilleur choix et une meilleure utilisation de leur installation HI-FI . Ce livre est un ouvrage de vulgarisation des techniques acoustiques les plus r centes et ne veut tre un trait d acoustique ou un cours de physique exp rimentale. Cependant, il a t fait appel un grand nombre d ouvrages, de revues sp cialis es, de cours d acoustique sup rieurs dans le but principal de clarifier cette notion de haute fid lit sans porter de jugement et sans perdre cette objectivit fondamentale tout ouvrage technique.

2 Cet ouvrage est d di dans sa simplicit , et nous l esp rons dans on efficacit : Monsieur NEY Ma tre de Conf rence En Electro- acoustique et Electronique A l Ecole Sup rieure d Electricit (Sup lec) Daniel DEHAY Pr sident de la soci t 3a Ing nieur ESE (Sup lec) Dipl m d Etudes Sup rieures Electroniques. Index PREFACE A propos du son Livret I Le jargon technique Livret II La propagation du son le haut-parleur Livret III L enceinte acoustique Livret IV Le local Livret V Les enceintes asservies Livret VI L oreille Humaine 1 Le petit livre d Selon le nombre d or , les dimensions de la pi ce id ale sont dans la progression 1, , , aussi une pi ce de 3m de hauteur aurait comme longueur x m !

3 A PROPOS DU SON Les ondes sonores consistent en un mouvement vibratoire (va-et-vient) des mol cules d air, ou plus exactement de paquets de mol cules d air, autre que l agitation thermique. Pour cr er une onde sonore, il suffit de perturber le mouvement normal des mol cules (d l agitation thermique). Par exemple : - par d placement brusque ou continu d un objet : claquement de fouet, ventilateur, sifflement d un obus, chant d oiseau - par variation de pression : explosion, coup de feu - par choc de toute nature : instrument percussion, instrument corde pinc e - par frottement : instrument corde frott e En r sum , la source ou l excitateur de vibration sera g n ralement : - une pi ce anim e d un mouvement alternatif : piston dans un cylindre, membrane souple, lame, verge ou corde vibrante - un jet de gaz.

4 Instrument vent - un ensemble de pi ces travaillant au choc : instruments percussion. Suivant la nature de cette excitation, l onde sonore cr e a une fr quence plus ou moins grande (nombre de fois que le ph nom ne se reproduit dans une seconde). Ainsi, les fr quences audibles varient de 20Hz (extr me grave) 16kHz (extr me aigu) et cette plage de fr quence est commun ment appel spectre sonore. Le graphique suivant donne une id e des fr quences moyennes produites par les instruments les plus classiques (fig. ). Fig. R partition des Fondamentales et Harmoniques de voix et instruments de Musique sur le spectre sonore audible.

5 Livret Premier LE JARGON TECHNIQUE .. A PROPOS DE PUISSANCE Notion tr s controvers e, difficile appr cier auditivement, peu facile contr ler sans appareil de mesure. PUISSANCE EFFICACE (ou RMS, ou sinuso dale) La plus simple et la plus r glementaire, car elle suit la loi d Ohm P = U /R, R charge de l amplificateur U tension efficace la sortie de l amplificateur avant cr tage (ou pour 1% de distorsion), c est dire, avant d formation du son. Mais elle peut tre indiqu e par les constructeurs comme : la plus s rieuse la s curit instantan e (transitoire seulement).. les transitoires maximum admissibles Cette puissance doit tre d finie pour une imp dance donn e (16 ohms, 8 ohms ou 4 ohms) et si possible pour ne bande passante donn e.

6 S applique aussi bien aux amplificateurs de puissance qu aux enceintes. PUISSANCE MUSICALE (IHF, de Cr te) Tr s controvers e car difficilement mesurable et contr lable, peut s apparenter la puissance maximum instantan e ou la puissance efficace dans une octave bien d termin e (250-500) correspondant au maximum de puissance du message classique orchestral (fig. ). En g n ral, cette puissance est sup rieure la puissance efficace car l appareil ne peut la soutenir de fa on permanente (r gime impulsionnel par exemple). S applique aux amplificateurs et surtout aux enceintes acoustiques.

7 Fig. Distribution de la puissance par octave d une composition orchestrale classique .. A PROPOS DES TRANSITOIRES, DES TEMPS DE REPONSE, DES TEMPS DE MONTEE, DE TRAINAGE Le message musical contient un tr s fort pourcentage d impulsions, c est dire, de notes tr s br ves mises dans un temps tr s court que l on baptise transitoires : coup d archet de violon cordes pinc es en g n ral cordes frapp es : piano percussions Une excellente installation Hi-Fi doit reproduire ces notes ou percussions sans retard, sans inertie, dans un souci de v rit . C est la notion de temps de r ponse. Pour un amplificateur, ce temps de r ponse varie de s 15-20 s.

8 On s accorde admettre 2 3 s comme une tr s bonne caract ristique. Pour une enceinte acoustique , cette notion est aussi tr s importante car le tra nage de l enceinte peut s ajouter au temps de r ponse de l amplificateur et donner une restitution sonore inexacte par r duction de la dynamique, s cheresse des sons.. A PROPOS DES COURBES DE REPONSE / DES BANDES PASSANTES La lin arit est de coutume dans la reproduction des sons, que ce soit le phonolecteur, l amplificateur, le magn tophone et les enceintes acoustiques. La bande passante ou courbe de r ponse doit tre d termin e une puissance donn e et surtout par un cart en d cibels bien d fini (unit de tension ou de puissance).

9 La lin arit est d autant meilleure que l cart en dB est r duit. Exemple pour une enceinte acoustique (ANDANTE) : 35Hz 20 000Hz +/- 2dB (fig. ) Fig. Courbe de r ponse de l Andante 3a Une marge totale de 6dB correspond une division par 2 de la tension et par 4 de la puissance. Pour un amplificateur : 10Hz 100 000 Hz 3dB (sous entendu 0 3 dB) .. A PROPOS DE LA DISTORSION Trois types commun ment identifi s : - distorsion de phase - distorsion d intermodulation - distorsion harmonique L absence de distorsion est l indice certain de la puret de la reproduction sans cr ation d harmoniques au son fondamental, c est- -dire sans rien ajouter au son fondamental (sans d formation).

10 Pour un amplificateur, les taux de distorsion harmonique varient de 1% puissance nominale. Pour une enceinte acoustique , les taux rencontr s varient avec la fr quence : (fig. ) en fr quence basse, par exemple 40Hz, les taux varient de 10% en fr quence moyenne, les taux varient de 3% en fr quence lev e, peuvent varier de 6% Les techniques modernes d asservissement, les haut-parleurs rubans, ioniques ou lectrostatiques permettent de r duire ces taux de distorsion. Tensions aux bornes de l enceinte : 2,3V Fr quence (Hz) 30 40 63 80 125 250 Distorsion (%) 2,9 2 1,7 1,35 1,4 0,46 Forme d onde acoustique 40Hz pour 2,3V aux bornes de l enceinte.