Simulation LTspice d'un HP monté en charge close
Le fabricant Analog Devices propose gratuitement le téléchargement du soft de simulation LTspice.
Le .pdf LTspice Getting Started Guide accompagne les premières utilisations.
Le haut-parleur pris en exemple :
Le SB29NRX75-6, un 10 pouces de chez SB Acoustics.
closed_box.asc : clic droit, puis enregistrer la cible dans un dossier User files du LTspiceIV installé.
- Inductance "Le" : W. Marshall Leach propose une modélisation proche d'une semi-inductance. L'impédance jLω devient K(jω)n où K et n sont à optimiser en fonction de la courbe fournie.
- L'ensemble (H1, H2) constitue un gyrateur de gain Bl.
- C1=Vb/(ρ.c².Sd²) est la compliance mécanique du volume de l'enceinte Vb.
- Appliquer la loi d'ohm au générateur (V1 à 2,83V pour 1 watt nominal) donne l'impédance totale.
- Le générateur de courant F1 sur le condensateur C3, intègre (divise par jω en régime sinusoidal) la vitesse (intensité dans H2) et donne le déplacement.
- Le générateur de courant F2 sur la bobine L3, dérive (multiplie par jω en régime sinusoidal) la vitesse et donne la pression relativisée à 20µPa.
- Le passe-bas (R4,C4) donne la réponse en puissance totale rayonnée. Cela renseigne donc sur la directivité du haut-parleur.
- Augmenter les 2.83 volts du générateur permet d'évaluer le niveau sonore maximum lié au déplacement maximum (linear coil travel peak to peak divisé par 2 = 11mm ici).
closed_box.plt : clic droit, puis enregistrer la cible également dans un dossier User files du LTspiceIV installé.
Pour l'utilisation :
- lancer LTspice.
- ouvrir closed_box.
- saisir les sept paramètres fondamentaux du haut-parleur sujet et le volume de charge à évaluer (clic droit sur chacun des paramètres).
Si le paramètre Rms n'est pas directement donné par le constructeur, on peut le calculer : Rms = 2.π.Fs.Mms/Qms
- lancer la simulation : simulate et run.
- éventuellement, recalibrer les axes : Plot Settings et Reload Plot Settings (voire Save Plot Settings pour des axes regradués).
- ajuster les paramètres K et n pour que la simulation de l'impédance du haut-parleur s'approche au mieux de la courbe fournie par le constructeur.
Alignements et Qtc :
Suivant les travaux de Richard H. Small, on peut définir le volume nécessaire "Vb", la fréquence d'accord "Fc" et la fréquence de coupure à -3dB "F3" à partir du Qtc recherché (Qtc=0.707 pour un Butterworth, Qtc=0.577 pour un Bessel, etc.). L'inductance de la bobine mobile est alors négligée (voir alors la simulation LTspice pour un résulat plus fin).
Ci-dessous, il suffit de saisir les Fs, Qts et Vas du haut-parleur et le Qtc recherché à l'enceinte close pour prédéterminer ces Vb, Fc et F3 :
Xmax et SPLmax à une basse fréquence f donnée :
Ci-dessous, il suffit de saisir les Xmax en mm, f en Hz et Sd en cm² du haut-parleur en enceinte close pour prédéterminer le SPLmax en dB pour un rayonnement sur 2π stéradians :
Ressources :
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