Parlons Des Exigences De Taille De Fil De Haut-Parleur De Voiture

Il n’y a pas si longtemps, nous sommes tombés sur une discussion sur la nécessité de connecter un fil de haut-parleur de voiture de grand calibre à un amplificateur de haute puissance. Les commentaires sur le post étaient de bons exemples du peu que certains amateurs d’audio comprennent des signaux transmis aux haut-parleurs de leur système audio de voiture. Donc, pour aider le plus de gens possible à comprendre le sujet, nous avons rassemblé cet article pour expliquer pourquoi vous n’avez pas besoin de fil 12 AWG pour vos tweeters.

Signaux audio – Amplitude et fréquence

La quantité de tension produite par votre amplificateur dépend du réglage du volume et du contenu en fréquence du signal audio. Supposons que vous écoutiez un enregistrement d’une guitare électrique. Dans ce cas, votre amplificateur produira beaucoup moins de puissance qu’il n’en faudrait pour reproduire les notes les plus basses d’un synthétiseur ou d’une basse, même au même niveau de volume perçu.

Pourquoi les fréquences plus élevées ont-elles besoin de moins d’énergie pour se reproduire? La plupart des sons que nous entendons suivent la même forme approximative que le bruit rose. Si vous analysez l’énergie d’une forme d’onde de bruit rose, vous verrez que son amplitude s’atténue à un taux de -3 dB par octave ou -10 dB par décennie à mesure que la fréquence augmente.

Si vous avez un système audio de voiture typique, vous pouvez avoir un subwoofer ou deux pour gérer la reproduction des fréquences audio inférieures à 80 Hz, des haut-parleurs de milieu de gamme pour gérer les sons de 80 à 3 500 Hz et des tweeters pour les fréquences supérieures à 3 500 Hz. Le graphique ci-dessous montre l’énergie fournie aux subwoofers, aux haut-parleurs de médiums et aux tweeters à l’aide de ces points de croisement.

Il est clair de voir que les tweeters reçoivent beaucoup moins d’énergie que les haut-parleurs de milieu de gamme dans les portes. En fait, c’est environ 20 dB de moins au plus haut niveau. Si vous aviez 100 watts pour les haut-parleurs de porte, vos tweeters n’auraient besoin que de 1 watt de puissance pour suivre le rythme. Dans cet exemple, l’amplitude moyenne du signal allant aux médiums par rapport aux tweeters est de 13,9 dB plus fort. Donc, vous avez besoin d’environ 4,1 watts pour ces tweeters si les médiums obtiennent 100 watts. Avec près de 5 dB de sortie supplémentaire, les subwoofers auraient besoin de 316 watts, en supposant qu’ils aient la même efficacité que les haut-parleurs de milieu de gamme.

Alimentation en Signaux de courant alternatif

Un commentateur de ce thread a écrit: “Oui, mais c’est CA, pas CC”, comme pour impliquer qu’un signal CA ne fournirait pas autant de courant au haut-parleur. Pour les ondes sinusoïdales pures, c’est là que la valeur Quadratique Moyenne (RMS) entre en jeu. Une onde sinusoïdale CA de, disons, 10 volts RMS peut effectuer la même quantité de travail que 10 volts CC.

La musique n’est pas une seule forme d’onde sinusoïdale constante. Il varie en amplitude et en fréquence. En tant que tel, nous devons examiner un niveau moyen. Pour garder notre exemple simple, utilisons 300 watts, 100 watts et 4 watts pour les calculs impliqués dans le calcul de la puissance perdue en raison de la résistance du câblage des enceintes. Nous maintiendrons également la simplicité de l’exemple en supposant que tous les haut-parleurs du système ont une impédance nominale de 4 ohms.

Courant dans le fil de haut-parleur de voiture

Pour notre exemple, nos niveaux de puissance de 300, 100 et 4 watts se traduisent par 8,66, 5 et 1 ampères de courant traversant les haut-parleurs respectifs. Utilisons un morceau de fil de haut-parleur 12 AWG d’une longueur de 10 pieds pour notre référence. Si le fil du haut-parleur est entièrement spec AWG et est fabriqué à partir de cuivre pur, la longueur de 10 pieds aura une résistance totale d’environ 36,3 milliohms. La chute de tension dans le fil sera de 0,314, 0,181 et 0,026 volts ce qui, si mes calculs sont corrects, représente une réduction de sortie de 0,157, 0,091 et 0,018 dB, respectivement. En bref, ces différences ne seront audibles que lorsque le volume sera complètement augmenté. Même d’un cran, ces réductions diminuent considérablement. Avec les caractéristiques dynamiques de la musique, il est prudent de supposer que la puissance moyenne requise est de 1/10 du maximum.

Que se passe-t-il si nous exécutons un fil 14 ou 18 AWG au lieu de 12 AWG? Le tableau ci-dessous montre la réduction de la sortie dans les cas les plus extrêmes avec des tonalités de test en cours de lecture. Pour vos tweeters, peu importe. Pour les médiums, à pleine puissance, il y a peut-être une perte d’une minute qui pourrait affecter l’équilibre du système. Devriez-vous utiliser un fil de haut-parleur 18 AWG avec votre subwoofer? Probablement pas.

Que se passe-t-il à des niveaux d’écoute normaux? Disons que vous vous rendez au travail et que la radio est allumée pour que vous puissiez entendre le trafic et les nouvelles avec la chanson étrange lancée dans le mélange. Avec le haut-parleur de milieu de gamme typique ayant une efficacité de 86-88 dB à 1W / 1M, vous aurez probablement une puissance moyenne bien inférieure à 1 watt pour les portes. Pour l’argument, disons que vous l’êtes. Pour maintenir les mêmes niveaux de sortie relatifs, le sub obtiendrait 3 watts et les tweeters sont à 40 milliwatts. Nos pertes dans le fil du haut-parleur tombent à des niveaux imperceptibles de 0,063 dB sur les woofers, de 0,036 dB sur les médiums et de 0,003 dB sur les tweeters. Vous vous inquiétez toujours de la taille du fil du haut-parleur?

Regardons plus de mathématiques pour les subwoofers

Les entreprises d’audio automobile semblent aimer concevoir des amplificateurs de subwoofer audio pour voiture qui produisent leur puissance maximale en faibles impédances. Nous avons déjà examiné les sacrifices en matière d’efficacité de l’amplificateur et d’augmentation de la distorsion à basse impédance dans un autre article.

En bref, pour la même puissance fournie aux subwoofers, des impédances de charge plus faibles nécessitent plus de courant pour traverser la bobine acoustique d’un haut-parleur. Plus de courant signifie que plus d’énergie est gaspillée dans le fil du haut-parleur en raison de sa résistance. Prenons un autre exemple: 750 watts en charges de 4, 2 et 1 ohms avec un fil de haut-parleur de 12, 14 et 18 AWG. Voici les résultats:

Comme vous pouvez le voir, c’est une autre bonne raison d’éviter les amplificateurs qui nécessitent de faibles impédances de charge pour produire de grandes quantités de puissance. OK, 750 watts à travers un conducteur de 18 AWG de 10 pieds de long est un exemple assez extrême, mais cela ponctue le point assez clairement.

En réalité, vous ne fournirez jamais la pleine puissance à toutes les enceintes de votre voiture, à l’exception peut-être du subwoofer si vous rivalisez avec le contenu SPL. Dans ces cas, où des dixièmes ou peut-être même des centièmes de décibels comptent, il est impossible d’avoir un fil de haut-parleur et un câble d’alimentation d’amplificateur surdimensionnés. Assommez-vous et demandez à votre installateur de faire passer des câbles d’alimentation de huit AWG aux sous-marins! Pour le reste d’entre nous qui écoutons de la musique à des niveaux de puissance même modestement raisonnables, le fil de haut-parleur 14 AWG est bien plus que suffisant, et vos tweeters n’ont besoin de rien de plus que 18 AWG. Passez chez votre détaillant d’amélioration mobile spécialisé local pour en savoir plus sur les améliorations audio disponibles pour votre voiture ou votre camion. Dépensez l’argent que vous économiserez en n’achetant pas de fils de haut-parleur monstrueux pour vos haut-parleurs d’aigus et de médiums sur de meilleurs haut-parleurs.