[SCIENCE] impédance sortie - sensibilité - impédance casque

[TheDecline01]

Je profite de ce flag [SCIENCE] pour poser une question (ou des questions) qui me tordent la pi... turlupinent :

- On dit souvent, voire tout le temps, que plus l'impédance de sortie d'un ampli est faible, mieux c'est. Raisonnement logique : pourquoi on n'a pas que des amplis ayant des impédances de sortie minimales, proches de zéro ? Je me doute qu'il doit y avoir des complexités techniques, mais dans ce cas, quelles sont-elles ? Je me pose la question notamment pour les DAP qui dans le meilleur des mondes possibles devraient tous avoir une impédance de sortie proche de zéro, mais dans la réalité non.

- Sensibilité/impédance, on parle de ces 2 axes pour déterminer la facilité à driver un casque. De ce que je comprends, une forte sensibilité rend le casque très réactif à une montée en intensité (on parle de dB/A c'est ça ?). Par contre, une forte impédance rend le casque très peu sensible à une montée en puissance (R = P/I² ???). Mais cette forte impédance le prémunit justement contre les impédances élevées de sortie.
Du coup, les constructeurs n'auraient-ils pas meilleur jeu de faire des casques plutôt impédants, même pour les intras, mais très sensibles ? Cela limiterait les problématiques de changement de signature liées aux faibles impédances des casques sur des sorties d'ampli à forte impédance ?

- Y'a-t-il un intérêt audio à faire des casques impédants ? Je prends la ligne de Beyerdynamics qui fait des casques en 32, 250 et 600 ohms => de me lectures, j'ai l'impression que la version 600 ohms est la "meilleure", est-ce réellement lié à l'impédance ou simplement lié à la conception interne des casques qui fatalement, pour des impédances différentes ont une conception interne un poil différente et donc peut-être plus soignée pour le 600 ohms qui est clairement destiné aux studios ?

Je pense que je suis un peu confus et que je confonds certaines notions, et c'est bien pour ça que je pose ces questions, donc n'hésitez pas à me vilipender sur la place publique et m'éclairer de toutes vos lumières.

[J@r0d]

L'impédance de sortie d'un ampli ???

Pour moi un ampli n'a pas d'impédance de sortie, il a l'impédance qu'on lui met et qui est fonction de la charge (le HP qu'on lui colle au cul), en revanche il a des caractéristiques de sortie dépendante de la charge du dit HP

Un ampli donné pour 8ohms 50W sortira 50W a une charge de 8Ohms, si au lieu de mettre une charge de 8 Ohms tu mets une charge de 16Ohms alors la puissance de sortie sera de 50/2 soit 25W


Plus l'impédance d'un HP est élevé et plus sa qualité sera normalement meilleure mais moins bonne sensibilité il aura, c'est un dilemme que font les fabriquant suivant les série qu'ils veulent produire.


Si l'on prend 2 HP strictement identique au niveau conception alors la version 8ohms sera plus qualitative que la version 4ohms.


Si tu prend un HP de 600ohms correctement driver par un ampli avec des condensateurs en nombre suffisant et adapté alors ton HP aura une tenue parfaite dans le grave, si tu le met sur un ampli dont l'économie de fabrication a été de minimiser le nombre de condensateur alors ta membrane n'aura aucune tenue dans le grave, je ne m'étend pas sur les différents type d'ampli, certains sont "basique" avec des alim conventionnelles et necessite des capa de ouf, d'autre de conception moderne utilisent des alimentation dite inverted (en gros des du hachage de courant) et tourne a des fréquence de plusieurs milliers de Hertz et necessite des valeures de capa moins importantes mais doivent en revanche compenser avec des condo a faible resistance interne ( condo dit Audiophile comme Panasonic, Mundorf, etc..)capable de supporter la HF, donc moins de condensateurs mais plus couteux

Un ampli doit non seulement être capable d'envoyer du jus a la membrane ( ça ils le font tous) mais il doit surtout être capable d'encaisser la contre réaction de la bobine du HP qui elle va produire du courant qui va revenir vers l'ampli.

[tinara]

Et pour moi, la terre est plate.

[burndav]

Bonjour, bonjour !

L'impédance de sortie d'un ampli ???

Pour moi un ampli n'a pas d'impédance de sortie, il a l'impédance qu'on lui met et qui est fonction de la charge (le HP qu'on lui colle au cul), en revanche il a des caractéristiques de sortie dépendante de la charge du dit HP

Nenni ! Tout ampli a bien une impédance de sortie, résultante de sa conception électronique. D'ailleurs, mêmes nos amis les transistors et les tubes ont une impédance de sortie (elle est généralement faible pour les premiers, forte pour les seconds).
Je me demande si ce n'est d'ailleurs pas la seule raison d'être des transformateurs de sortie des amplis à tubes...

L'impact de cette impédance de sortie sur le résultat sonore se mesure, d'ailleurs, on parle de facteur d'amortissement (ou damping factor) et il s'agit d'une grandeur sans unité calculée par le rapport entre l'impédance du transducteur et l'impédance de sortie de l'amplificateur.

Un ampli donné pour 8ohms 50W sortira 50W a une charge de 8Ohms, si au lieu de mettre une charge de 8 Ohms tu mets une charge de 16Ohms alors la puissance de sortie sera de 50/2 soit 25W

En théorie. En pratique, le doublement de puissance quand on divise par deux l'impédance ne fonctionne que jusqu'à un certain point, des limites apparaissant, liées à la capacité à fournir du courant (imaginez sinon la puissance d'un ampli à 0,5 ohms...).

Si l'on prend 2 HP strictement identique au niveau conception alors la version 8ohms sera plus qualitative que la version 4ohms.

Ben non... pour moi, 2HP de conception strictement identique auront la même impédance. Et a contrario, 2HP d'impédance différente résulteront de choix de conception différents (et auront des rendus différents aussi).
(et "qualitatif" ça ne veut pas dire ça du tout )

Un ampli doit non seulement être capable d'envoyer du jus a la membrane ( ça ils le font tous) mais il doit surtout être capable d'encaisser la contre réaction de la bobine du HP qui elle va produire du courant qui va revenir vers l'ampli.

Attention à la confusion : la "contre-réaction" c'est une boucle (feedback loop) qui consiste à réintroduire dans un circuit d'amplification une composante négative de sa sortie, destiné à réduire les distorsions ajoutées par l'ampli lui-même. Et ça répond également à la question de thedecline sur les impédances de sortie : les boucles de contre-réaction sont un mécanisme permettant de réduire l'impédance de sortie. La contrepartie est que cela se fait au prix d'une baisse du gain de l'amplificateur et, en fonction de sa conception, sur d'autres dégradations du signal... Certains préfèrent donc s'en passer, mais dans ce cas : impédance de sortie et distorsions plus élevées.

Ce dont tu parles ici, J@r0d, c'est la force contre-électromotrice...

Je vous propose un peu de lecture d'un "Monsieur" de l'électronique audio : http://jm.plantefeve.pagesperso-orange.fr/amp-hp.html

On peut ne pas être d'accord avec les conclusions ou les choix d'implémentations, mais au moins, il y a à peu près tout bien expliqué.

BISOUS.

[GourouLubrik]

Ah, je me suis fait grillé la politesse, mais j'avais aussi commencé à écrire une réponse... mais burndav m'a grillé.

En fait la seule chose de juste est le fait que les alimentation à découpage n'ont pas besoin d'une grosse capacité mais de bon condos (industriels, et non audiophile)

Pour le reste, pour la relation entre l'impédance de sortie et l'impédance d'entrée: Damping factor https://en.wikipedia.org/wiki/Damping_factor
c'est le rapport entre l'impédance d'entrée du HP et l'impédance de sortie de l'ampli. C'est important en audio, ou on fonctionne en impedance bridging (ou l'impédance de sortie doit être très inférieur à l'impédance d'entrée), et non en impedance matching comme la plupart des transmissions numériques (ou l'impédance de sortie et d'entrée doivent être identiques).

Comme l'a dit burndav, le rapport entre puissance de l'ampli et impédance du casque depend aussi des capacité en courant (à basse impédance) et en voltage swing (à haute impédance) de l'ampli, sans quoi cela ne marche pas. P = U²R et P= I²R si l'un ou l'autre de U ou de I est physiquement limité dans l'ampli... La limitation en voltage swing est plutôt rare, les constructeurs passant leur temps a mettre des gain bien top élevés, mais perso, je fais mes amplis en gain 1 ou 2, donc les casques de 600ohms pourrait poser problème dessus.

Le rapport entre l'impédance du HP et sa qualité... Je pense qu'il y a de nombreux concepteurs d'enceintes HDG qui seront d'apprendre qu'ils font les choses à l'envers...
Le problème des HP 4ohms c'est surtout que pas mal d'amplis ont du mal à suivre (en courant, et en damping factor), le problème c'est pas les HPs en eux même.

Au niveau du problème de faire une impédance de sortie faible, pour les amplis casques, je songe rapidement à 2 elements:
-La plupart des amplis ont des résistance de sorties en guise de système de protection contre les court circuit, notamment parce que les jack audios font un court circuit lors de l'insertion (vive le XLR/kobiconn/whatever avec des pins bien séparés).
-L'utilisation de circuit intégré avec des schémas d'implémentation de référence qui privilégie la mesure à des impédances elevés au lieu de ce pour quoi le circuit est réellement destiné... (coucou Texas Instrument).

- Pour les ampli HPs, on utilise souvent des Mosfet ou BJT avec du gros biasing qui fait baisser l'impédance de sortie de ceux ci...
- La mise en parallèle des transistors (discret ou pas) divise également l'impedance de sortie par 2. la encore, chose plus rare sur les amplis casques, surtout les petits.

[J@r0d]

Un ampli donné pour 8ohms 50W sortira 50W a une charge de 8Ohms, si au lieu de mettre une charge de 8 Ohms tu mets une charge de 16Ohms alors la puissance de sortie sera de 50/2 soit 25W

En théorie. En pratique, le doublement de puissance quand on divise par deux l'impédance ne fonctionne que jusqu'à un certain point, des limites apparaissant, liées à la capacité à fournir du courant (imaginez sinon la puissance d'un ampli à 0,5 ohms...)..

J'ai déja fait beaucoup de mesure et en sortie d'ampli pour régler les gain a l'aide de détecteur de clipping ( en gros un analyseur de spectre visualisant les harmoniques) avec des charge sur dissipateur pour éliminer les calories en trop et bien si je met une charge résistive, non inductive en sortie d'ampli et bien je divise par 2 la puissances a chaque fois que je double la résistance, mais je te l'accorde faut de l'ampli capable de fournir le courant

Pour ce qui est des amplis capables de tenir des charge de 0.5Ohms j'en ai et ca monte a plusieurs Kw ;) de sortie

Si l'on prend 2 HP strictement identique au niveau conception alors la version 8ohms sera plus qualitative que la version 4ohms.

Ben non... pour moi, 2HP de conception strictement identique auront la même impédance. Et a contrario, 2HP d'impédance différente résulteront de choix de conception différents (et auront des rendus différents aussi).
(et "qualitatif" ça ne veut pas dire ça du tout  :p )

Sauf la bobine OffCourse et il y a mainte HP proposé en 4 et 8Ohms par exemple ou seul la bobine change et bien les courbes de réponse ne seront pas les même, plus la valeur est forte est plus l'ampli aura de facilité a le driver par contre moins de puissance en sortie il aura, ScanSpeak livre ces HP sous diverses impédances et ce sont bien les même HP hormis la bobine et ces variations ne sont pour moi pas simplement lié au poid supplémentaire apporté par la bobine, mais bien en rapport le couple HP/Ampli, Fs plus basse, Vas plus grand et on passe de 90db pour une version 4Ohms a 87db pour une version 8Ohms, exemple prit sur les excellents ScanSpeak 18Wx531

On doit peut être dire la même chose mais avec des mots différents, d'une autre manière je dirais que ça n'est pas qu'un HP 8ohms est meilleurs qu'un 4, c'est juste qu'a amplification égale, le 8Ohms sera mieux tenu par l'ampli que le 4Ohms

[burndav]

Pour quelqu'un qui dit s'être fait griller la politesse, je trouve que tu apportes énormément d'éléments, Gourou !
Merci pour toutes ces précisions.

-La plupart des amplis ont des résistance de sorties en guise de système de protection contre les court circuit, notamment parce que les jack audios font un court circuit lors de l'insertion (vive le XLR/kobiconn/whatever avec des pins bien séparés).

Je n'y avais jamais pensé, mais effectivement, c'est une très bonne piste !
Ca serait quoi, d'ailleurs, une solution plus élégante (si ça existe) que des résistances de sorties ?

[J@r0d]

Ca serait quoi, d'ailleurs, une solution plus élégante (si ça existe) que des résistances de sorties ?

Un relais ;) Bon ok c'est pas élégant mais ca fait le taff

[Sby']

Merci des réponses, c'est super intéressant