2-6-6-2 : Simulation XSIM des correcteurs d'impédance RC et RLC

Mise à jour : 27 août 2024, Antidote 12.

 

Pourquoi ce chapitre ?

Parce que je reçois régulièrement des messages d'internautes qui croient que les correcteurs d'impédance, RC ou RLC, modifient aussi la courbe de réponse.
La meilleure réponse, c'est une simulation XSIM à partir d'un haut-parleur réel mesuré.

 

Ampli avec un facteur d'amortissement :

Tous les amplis ont un facteur d'amortissement.
Quand il est élevé comme pour un ampli à transistors, on peut négliger la résistance qui en découle.
Quand il est très faible, comme pour certains amplis à tubes, il est indispensable de rajouter la résistance en série, et de corriger la tension en sortie du générateur pour garder les 2.83 V dans la partie du filtre à simuler.

 

XSIM :

Sur le générateur, XSIM demande de rentrer une puissance sur une impédance, par exemple 1 W sur 8 Ohms.
La valeur de la résistance n'accepte pas de chiffre après la virgule.

 

Ampli à tubes :

L'internaute, qui m'a inspiré pour créer ce chapitre, avait un ampli avec un facteur d'amortissement de 2.66 sur 8 Ohms.
Cela demande de rajouter une résistance en série de 3.0 Ohms. (8 / 2.66 = 3.0).
Si nous voulons 2.8284 V sur 8 Ohms à l'entrée du filtre, il faut avoir le générateur sur 2.8284 * racine((8 + 3.0) / 8) = 3.3166 V.
En rentrant 1 W sur 11 Ohms, XSIM calcule lui aussi cette tension de 3.317 V.

 

Ampli à transistors :

Je retiens par défaut un facteur d'amortissement de 100.
Certains amplis ont un facteur d'amortissement plus élevé, mais, si on tient compte des câbles et des résistances de contact des prises, la valeur de 100 retenue est assez réaliste.
Cela demande de rajouter une résistance en série de 0.08 Ohms.
Si nous voulons 2.8284 V sur 8 Ohms à l'entrée du filtre, il faut avoir le générateur sur 2.8284 * racine((8 + 0.08) / 8) = 2.8425 V.
En rentrant 1 W sur 8 Ohms, XSIM calcule lui aussi une tension de 2.828 V, comme s'il n'y avait pas la résistance.

 

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Avec un ampli qui a un facteur d'amortissement infini :

Ce chapitre est en deux parties bien séparées :

• Avec un ampli qui a un facteur d'amortissement infini.
• Avec un ampli qui a un facteur d'amortissement très faible.

Les conclusions sont différentes entre les deux cas.

 

Le haut-parleur seul :

Le haut-parleur est un DAVIS 13KLV5MA monté dans une petite enceinte close, et mesuré l'enceinte posé par terre.
J'avais simplement ces mesures, je les ai utilisées pour la démonstration.
L'ampli a un facteur d'amortissement infini.

 

Avec le correcteur d'impédance RC :

En regardant très attentivement la courbe de réponse, en comparaison avec celle du haut-parleur seul, je ne vois pas la moindre modification.
La courbe d'impédance est linéarisée au-dessus de 500 Hz.
Le correcteur d'impédance RC ne modifie pas la courbe de réponse avec un ampli qui a un facteur d'amortissement infini.

 

Avec le correcteur d'impédance RLC :

En regardant très attentivement la courbe de réponse, en comparaison avec celle du haut-parleur seul, je ne vois pas la moindre modification.
La courbe d'impédance est linéarisée en dessus de 500 Hz.
Le correcteur d'impédance RLC ne modifie pas la courbe de réponse avec un ampli qui a un facteur d'amortissement infini.

 

Avec les correcteurs d'impédance RC et RLC :

En regardant très attentivement la courbe de réponse, en comparaison avec celle du haut-parleur seul, je ne vois pas la moindre modification.
La courbe d'impédance est linéarisée de 20 Hz à 20000 Hz.
Les correcteurs d'impédance RC et RLC ne modifient pas la courbe de réponse avec un ampli qui a un facteur d'amortissement infini.

 

Corriger la réponse avec les correcteurs d'impédance RC et RLC :

La bosse de 6 ou 7 dB vers 1500 Hz est linéarisée.
Une bosse d'impédance est apparue avec le correcteur de courbe de réponse RLC.

 

Un 2^e correcteur d'impédance RLC est nécessaire pour linéariser l'impédance avec le correcteur de courbe de réponse.
Seuls les amplis à tubes demandent cette correction d'impédance.
Existe-t'il des amplis à tubes avec un facteur d'amortissement infini ?

 

Corriger la réponse sans les correcteurs d'impédance RC et RLC :

La bosse de 6 ou 7 dB vers 1500 Hz est linéarisée.
Les valeurs des composants de correction de la courbe de réponse sont un peu différentes quand il n'y a pas la correction d'impédance.
Ampli à tubes : Avec la correction d'impédance.
Ampli à transistors : Sans les corrections d'impédance.

Finalement, lorsque l'on voit la complexité du filtre pour qu'il soit utilisable avec un ampli à tubes, la sagesse n'est-elle pas de prendre un bon ampli à transistors associé à un filtre beaucoup plus simple ?

 

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Avec un ampli qui a un facteur d'amortissement très faible :

Ce chapitre est en deux parties bien séparées :

• Avec un ampli qui a un facteur d'amortissement infini.
• Avec un ampli qui a un facteur d'amortissement très faible.

Les conclusions sont différentes entre les deux cas.

 

Le haut-parleur seul :

Avec un ampli à tubes qui a un facteur d'amortissement très faible.
Pour le simuler, il suffit d'ajouter une résistance en série en sortie de l'ampli.
Pour mon exemple j'ai mis une résistance de 3.0 Ohms, ce qui correspond à un facteur d'amortissement de 2.67. (8 / 3.0 = 2.67)

Il n'y a aucune différence sur la courbe de réponse, par rapport à un ampli à transistors.
Il y a 3.0 Ohms de plus sur la courbe d'impédance, par rapport à un ampli à transistors.

 

Avec le correcteur d'impédance RC :

En regardant très attentivement la courbe de réponse, en comparaison avec celle du haut-parleur seul, Il y a une petite modification au-dessus de 500 Hz.
La courbe d'impédance est linéarisée au-dessus de 500 Hz.
Le correcteur d'impédance RC modifie très légèrement la courbe de réponse avec un ampli qui a un facteur d'amortissement faible.
Avec 1 dB de différence à 2000 Hz, 2 dB de différence à 20000 Hz, ce n'est pas non plus important et significatif.
Cela existe.

 

Avec les correcteurs d'impédance RC et RLC :

En regardant très attentivement la courbe de réponse, en comparaison avec celle du haut-parleur seul, il y a une petite atténuation à 120 Hz, et rien à 350 Hz.
L'atténuation est plus importante aux endroits ou la courbe d'impédance a été linéarisée, de 80 à 350 Hz, et de 800 à 2000 Hz.

 

Corriger la réponse avec les correcteurs d'impédance RC et RLC :

La bosse de 6 ou 7 dB vers 1500 Hz est linéarisée, la valeur des composants de correction est différente qu'avec un ampli à transistors.
Une bosse d'impédance est apparue avec le correcteur de courbe de réponse RLC.

La valeur des composants, pour la linéarisation de la réponse, changent entre un ampli à tubes et un ampli à transistors.
Tubes : 20 Ohms, 12 uF et 1 mH.
Transistors : 10 Ohms, 12 uF et 2 mH, une différence du simple au double ou à la moitié pour la résistance et la self.
Ce point est important, vous ne pouvez pas faire une mise au point unique qui marchera avec les deux technologies d'amplificateur.
N'attribuez pas une meilleure écoute à une technologie d'ampli, si vous vous plantez sur la mise au point précise !

 

Un 2^e correcteur d'impédance RLC est nécessaire pour linéariser l'impédance avec le correcteur de courbe de réponse.
Ce correcteur d'impédance agit un peu sur la courbe de réponse, la valeur de la résistance du correcteur de réponse est passée de 20 Ohms à 15 Ohms.