Haut-parleur à impédance variable



1. Idée

Ce HP a été étudié pour tester les récepteurs batteries équipés de lampes de puissance qui nécessitent des HP à haute impédance.
C'est un appareil de laboratoire qui permet d'ajuster au mieux l'impédance de l'ampli BF à la sienne afin, par exemple, de déterminer la meilleure adaptation, ce qui correspond en général à la meilleure reproduction sonore.



2. Construction

Je voulais en fabriquer un depuis un certain temps, mais le besoin ne s'en faisait pas sentir autant que maintenant...
Voici son schéma :



Le coeur est un transfo à prises, bien sûr. Le primaire est formé de 3 sections identiques de 1800 tours. Ainsi, on peut les mettre en parallèle ou en série, ce qui permet de passer d'une impédance à 9 fois cette impédance !
Le secondaire est à prises, ce qui permet d'adapter le rapport en fonction de l'impédance ramenée au primaire que l'on désire.
Le HP est un 24 cm de 4 ohm.

Caractéristiques du transformateur :
- noyau de section 1"1/8 x 1"1/8 (28.5 x 28.5 mm) (peu importe qu'il soit américain ou européen, il faut une section de l'ordre de 8 cm²)
- entrefer : 1/10 mm (papier très fin)
- primaires : 3 x 1800 tours en semi-vrac de 16/100 émaillé. Isolant entre chaque section : 2/10 papier.
- secondaire : 227 tours jointifs émaillé 6/10 à prises.
- puissance maximale : de l'ordre de 10W BF.

Un commutateur permet de choisir la combinaison primaire, un second commutateur combine le secondaire. Tous les éléments sont montés dans une enceinte en aggloméré de 10 et ... carton !



Ne faites pas attention au côté "industriel" .. ce qui compte c'est qu'il fonctionne !



On peut choisir l'impédance de ce HP parmi 24 valeurs comprises dans l'intervalle 275-18000 ohm.




Le transfo peut paraitre très gros, mais j'ai privilégié une forte inductance primaire pour obtenir une fréquence de coupure basse assez faible.





3. Mesure de l'impédance du HP

Voici une méthode pour mesurer l'impédance d'un HP (ou d'un HP avec son transformateur adaptateur d'impédance) :
- Faire le montage suivant :



- Pour mesurer les deux tensions V1 et V2, on peut utiliser un millivoltmètre alternatif, ou un multimètre (à condition qu'il puisse mesurer des tensions de fréquences de l'ordre du kHz) ou encore mieux, un oscilloscope.
- On choisit une valeur "ronde" pour V1, en ajustant l'amplitude du générateur.
- On choisit une fréquence de référence; en général, c'est 800Hz.
- on règle la résistance variable de façon à ce que V2=V1/2.
- On lit alors la valeur de R (on la mesure avec un ohmmètre par exemple, ou on utilise une résistance variable étalonnée graduée)
- l'impédance du HP est tout simplement la valeur de R : Z=R.

Voici les mesures que j'ai faites sur la position "18000" de ce HP, à 800Hz, et quand R=18000 aussi :



V1 = 4,989V, V2=2,484V. On est très proche de V2=V1/2.

Voici les mesures sur la position "8500", toujours 800Hz, mais là, R vaut 10000 ohm :





4. Mesure de la fréquence de coupure basse

Avec le même montage, on peut également déterminer expérimentalement la fréquence de coupure basse. Voici comment procéder :
- Même montage :



- Régler R à la valeur de Z.
- Balayer en fréquence le générateur. La valeur de V2 varie.
- Baisser la fréquence pour obtenir : V2=0,35 x V1. A cet instant, la fréquence est la coupure basse. En effet, en considérant V1/2 la tension de milieu de bande, à la coupure, la tension est diminuée dans le rapport (racine de 2), soit 0,7. Or 0,7 x 0,5 = 0,35.

Voici, pour la position 18000 ohm, la fréquence de coupure :


20 Hz ! Pas mal ...

Sur la position 10000 ohm :


moins de 10Hz !



5. Essais du HP sur le récepteur Atwater Kent 20

Voilà, ce HP est opérationnel ... je l'ai donc relié à la sortie du récepteur alimenté par le bloc accus :


Le son est nettement amélioré : les graves sont renforcées... bon ce n'est pas non plus un caisson de basses ! Mais on sent que le spectre audio est mieux rendu.
J'ai fait varier l'impédance : il semblerait que la meilleure valeur soit 15000 ohm. Bien que la résistance interne d'une 01A soit 10000 ohm, il se peut que la lampe finale ne soit pas toute fraiche; et si elle ne donne mettons, que 75% de l'intensité nominale (soit un rapport 0,75), la résistance interne sera augmentée dans le rapport inverse : 4/3, donc plutôt 13000 ohm que 10000 ohm. Ceci pourrait expliquer cela, donc.