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Condensateur de protection pour tweeter

Calcule la valeur du condensateur pour un filtre passe-haut du premier ordre afin de protéger le tweeter des signaux basse fréquence.

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Formule

C = 1 / (2π × f_c × Z_t)

f_c— Crossover frequency (Hz)
Z_t— Tweeter impedance (Ω)

Comment ça marche

Un condensateur de protection du tweeter forme un filtre passe-haut de premier ordre (atténuation de 6 dB/octave) qui protège le tweeter des signaux basse fréquence susceptibles d'endommager sa petite bobine acoustique. La fréquence de croisement est définie par l'interaction du condensateur série et de l'impédance nominale du tweeter : f_c = 1/(2π × C × Z_tweeter). En dessous de f_c, la réactance du condensateur x_C = 1/ (2π FC) est bien supérieure à l'impédance du tweeter, ce qui réduit le signal transmis par le tweeter. Il s'agit de l'élément de croisement le plus simple possible, un condensateur unique, utilisé dans de nombreux systèmes de bi-amplification ou de tweeter supplémentaires. Les crossovers passifs plus complexes ajoutent des inducteurs (second ordre, 12 dB/octave) à la section du woofer et peuvent inclure des réseaux de compensation pour l'augmentation de l'impédance du tweeter.

Exemple Résolu

Tweeter : impédance nominale de 8 Ω. Fréquence de croisement souhaitée : 3000 Hz. Condensateur requis : C = 1/(2 π × 3 000 × 8) = 1/(150 796) = 6,63 × 10 G = 6,63 μF Valeur standard la plus proche : 6,8 μF (f_c réel = 1/ (2π × 6,8×10× 8) ≈ 2930 Hz) Réactance à 1 kHz : Xc = 1/(2 π × 1 000 × 6,63 × 10) = 24,0 Ω (Xc > Z_tweeter à 1 kHz — signal atténué) Atténuation à 100 Hz : Rapport = 3000/100 = 30:1 en fréquence Atténuation = −20·log( 30) ≈ −30 dB

Conseils Pratiques

  • ✓Utilisez des condensateurs à film de polypropylène ou de polyester (type MKP, MKT) pour une qualité audio optimale dans les crossovers de tweeter. Ils ont une ESR inférieure et de meilleures performances à haute fréquence que les types électrolytiques.
  • ✓Pour un passe-haut de 2e ordre (12 dB/octave), ajoutez un inducteur shunt en parallèle avec le tweeter : L = Z/(2π × f_c). La combinaison de la série C et du shunt L donne l'alignement de Butterworth (Q = 0,707) lorsque les deux sont conçus avec le même f_c.
  • ✓Vérifiez que la fréquence de croisement correspond à la puissance nominale du tweeter : à 3 kHz avec un condensateur de 6,63 μF et un tweeter de 8 Ω, le tweeter reçoit la pleine puissance de l'amplificateur au-dessus de 3 kHz. Assurez-vous que le tweeter est conçu pour la puissance de sortie de l'amplificateur dans cette plage de fréquences.

Erreurs Fréquentes

  • ✗En utilisant l'impédance nominale comme un plat de 8 Ω, l'impédance du tweeter dépasse de manière significative sa fréquence nominale en raison de l'inductance de la bobine mobile. La fréquence réelle du filtre peut être supérieure à celle calculée. Les réseaux Zobel peuvent aplatir l'impédance pour un comportement de croisement plus précis.
  • ✗Sélection d'une fréquence de croisement trop faible : la plupart des tweeters à dôme ne doivent pas être traversés en dessous de 2 à 2,5 kHz (certains jusqu'à 5 kHz). La fréquence de résonance du tweeter (Fs) doit être inférieure d'au moins une octave à la fréquence de croisement. Consultez la fiche technique du tweeter.
  • ✗Utilisation de condensateurs électrolytiques (polarisés) dans les réseaux de croisement : des condensateurs non polarisés (électrolytiques NP ou bipolaires, ou à film) sont nécessaires pour les croisements audio. Les condensateurs électrolytiques polarisés introduisent une distorsion et peuvent tomber en panne dans des conditions de signal alternatif.

Foire Aux Questions

Un filtre de premier ordre (6 dB/octave) présente l'atténuation la plus douce et le meilleur comportement dans le domaine temporel (phase minimale), mais l'atténuation lente signifie que le tweeter reçoit une énergie significative en dessous de la fréquence de croisement. Pour les haut-parleurs dont les bandes de chevauchement sont étroites, les croisements d'ordre supérieur (12 ou 18 dB/octave) offrent une meilleure protection et réduisent l'excitation du pilote en dehors de leur plage de fonctionnement.
Un réseau Zobel (un circuit RC en série en parallèle avec le tweeter) aplatit l'impédance croissante du tweeter aux hautes fréquences en raison de l'inductance de la bobine mobile. Cela rend le comportement du filtre de croisement plus prévisible. Pour les applications simples à condensateur unique de premier ordre, elle est souvent omise, mais pour les réseaux d'ordre supérieur, elle améliore considérablement la précision du croisement.
La formule équivalente pour un inducteur passe-bas du premier ordre en série avec un woofer est L = Z/(2π × f_c). Le woofer enregistre une atténuation de −6 dB/octave au-dessus de f_c. Pour 8 Ω et 3 kHz : L = 8/(2π × 3000) ≈ 0,42 mH.

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