Introduction à l’électricité pour la sonorisation.

Introduction llectricit pour la sonorisation

But du cours Connatre assez au sujet de llectricit pour effectuer des bonnes connexions et trouver des solutions des problmes communs.

Attention: Llectricit peut tuer! Ne jamais rparer lquipement qui est branch au mur. Ne jamais rparer lquipement qui est branch au mur. Ne jamais utiliser lquipement qui nest pas branch dans une prise avec une bonne mise terre Ne jamais utiliser lquipement qui nest pas branch dans une prise avec une bonne mise terre Ne pas utiliser lquipement lectrique dans un lieu humide Ne pas utiliser lquipement lectrique dans un lieu humide

Les lments de base Amprage. Symbole I. La quantit de courant lectrique. Mesur en Ampres (A). Amprage. Symbole I. La quantit de courant lectrique. Mesur en Ampres (A). Voltage. Symbole E. La force lectromotive. Mesur en Volts (V). Voltage. Symbole E. La force lectromotive. Mesur en Volts (V). Rsistance. Symbole R. La rsistance au courant lectrique. Mesur en Ohms ( W ). Rsistance. Symbole R. La rsistance au courant lectrique. Mesur en Ohms ( W ).

La loi dOhm E = I x R E = I x R I = E/R I = E/R R = E/I R = E/I Exemple: 100 V passe dans une rsistance de 20 W. Combien de courant est dans le circuit? Exemple: 100 V passe dans une rsistance de 20 W. Combien de courant est dans le circuit? Solution: I= E/R I = 100/20 = 5 A Solution: I= E/R I = 100/20 = 5 A

Les multiplicateurs Pico 10 -12 5 p = 0.000000000005 Pico 10 -12 5 p = 0.000000000005 Nano 10 -9 5 n = 0.000000005 Nano 10 -9 5 n = 0.000000005 Micro 10 -6 5 = 0.000005 Micro 10 -6 5 = 0.000005 Milli 10 -3 5 m = 0.005 Milli 10 -3 5 m = 0.005 Kilo 10 3 5 k = 5000 Kilo 10 3 5 k = 5000 Mega 10 6 5 M = 5,000,000 Mega 10 6 5 M = 5,000,000 Giga 10 9 5 G = 5,000,000,00 Giga 10 9 5 G = 5,000,000,00 Terra 10 12 5 T = 5,000,000,000,000 Terra 10 12 5 T = 5,000,000,000,000

Utiliser un multimtre Multimtre analog ou digital Multimtre analog ou digital Utile pour mesurer: Utile pour mesurer: Voltage Rsistance Mesurer amprage avec la loi dOhm Mesurer amprage avec la loi dOhm Comment mesurer la continuit Comment mesurer la continuit

Srie/parallle Les sources de voltage sajoutent en srie Les sources de voltage sajoutent en srie Les sources de voltage ne sajoutent pas en parallle. Les sources de voltage ne sajoutent pas en parallle.

Les rsistances Tout fil a une rsistance Tout fil a une rsistance Les plus gros fils ont moins de rsistance que les plus petits Les plus gros fils ont moins de rsistance que les plus petits Les petits fils dhaut-parleur augmentent la distorsion, surtout dans la qualit des basses frquences. Les petits fils dhaut-parleur augmentent la distorsion, surtout dans la qualit des basses frquences. Il y a plusieurs sortes de rsistances qui sont introduits expressment dans un circuit. Deux sortes communes Il y a plusieurs sortes de rsistances qui sont introduits expressment dans un circuit. Deux sortes communes Rsistances au carbone Rsistances avec bobines Rsistances en film de mtal

Code de couleur des rsistances Noir Noir Brun Brun Rouge Rouge Orange Orange Jaune Jaune Vert Vert Bleu Bleu Violet Violet Gris Gris Blanc Blanc0123456789 Deux bandes = valeur Troisime bande = multiplicateur 4me bande = tolrance Pas de bande = 10% Argent = 5% Or = 1%

Rsistances en srie

Rsistances en parallle

Exemple: Trouvez la rsistance du circuit suivant: Trouvez la rsistance du circuit suivant:

Exemple no. 2 Trouvez le voltage de la source si lamprage dans R1 est 10 A. Trouvez le voltage de la source si lamprage dans R1 est 10 A.

Les inductances Utilisent le champ magntique dune bobine de fil pour rsister aux variations de courant. Utilisent le champ magntique dune bobine de fil pour rsister aux variations de courant. Une inductance reprsente un court circuit sil ny a pas de variation dans le courant. Au fur et mesure que la frquence augmente, limpdance (Z) augmente. Une inductance reprsente un court circuit sil ny a pas de variation dans le courant. Au fur et mesure que la frquence augmente, limpdance (Z) augmente. On parle de rsistance en DC (CC), dimpdance en AC (CA). On parle de rsistance en DC (CC), dimpdance en AC (CA). La valeur de linductance est mesur en Henries (H) et milliHenries (mH). La valeur de linductance est mesur en Henries (H) et milliHenries (mH).

Comment calculer limpdance dune inductance

La variation de limpdance dune inductance avec la frquence Notez lutilisation de lchelle logarithmique

Calculer les inductances multiples

Comment calculer impdance avec rsistance + inductance

Le courant suit le voltage dans un circuit inductif Voltage = jaune, Courant = bleu

Exemple: Rsistance et Inductance en Srie

Exemple: Rsistance et Inductance en Parallle

Types dinductance Air core Des bobines de fil sans noyau de fer. Air core Des bobines de fil sans noyau de fer. Peu de hystrise (distorsion) Plus haute rsistance Grande taille Dispendieuses Utiliss pour valeurs de moins que 1mH Iron core Bobines avec noyau de fer ou de ferrite Iron core Bobines avec noyau de fer ou de ferrite Si fer lamin, peu tre dassez bonne qualit, sinon plus haute distorsion que air core Plus petite taille physique, permet des gros valeurs Moins dispendieux que air core pour la mme valeur

Aprs la pause. Les capacitances Les capacitances De retour . De retour .

Capacitances Utilises pour bloquer les basses frquences, laisser passer les hautes frquences (le contraire des inductances) Utilises pour bloquer les basses frquences, laisser passer les hautes frquences (le contraire des inductances) Mesur en Farads et microFarads ( m F). Mesur en Farads et microFarads ( m F).

Comment calculer limpdance dune capacitance

Calcul des capacitances multiples N.B. que les capacitances sont calculs linverse des rsistances et des inductances

La variation de limpdance dune capacitance avec la frquence

Comment calculer impdance avec rsistance + capacitance

Exemple: Rsistance et Capacitance en Parallle

Le voltage suit le courant dans une capacitance Courant = mauve, voltage = jaune

Types de capacitance lectrolytiques gros valeurs lectrolytiques gros valeurs Polariss. Insrer dans un sens seulement Non polariss. Utiles pour filtres Beaucoup dhystrise Mylar et polypropylne. Mylar et polypropylne. Bonne qualit Dispendieux Cramique Cramique Bonne qualit. Petites valeurs Papier/huile Papier/huile Bonne qualit. Bas voltage. Gros

Comment augmenter la qualit des rsistances, inductances, capacitances Utiliser composantes de qualit Utiliser composantes de qualit Utiliser composantes multiples en parallle pour moins de variations de tolrance. Utiliser composantes multiples en parallle pour moins de variations de tolrance. Utiliser inductances air core ou iron core selon les besoins Utiliser inductances air core ou iron core selon les besoins Utiliser capacitances polypropylne ou mylar la place des lectrolytiques, utiliser capacitance polypropylne en parallle avec lectrolytique. Utiliser capacitances polypropylne ou mylar la place des lectrolytiques, utiliser capacitance polypropylne en parallle avec lectrolytique.

Rsistance, inductance, et capacitance ensemble

Comportement du circuit rsonant en srie basse frquence, la capacitance bloque le passage du courant basse frquence, la capacitance bloque le passage du courant haute frquence, linductance bloque le passage du courant haute frquence, linductance bloque le passage du courant une frquence de rsonance, les deux effets sannulent, laissant seulement la rsistance une frquence de rsonance, les deux effets sannulent, laissant seulement la rsistance

Comportement du circuit rsonant en parallle basse frquence, la capacitance bloque le passage du courant dans sa branche, mais linductance laisse passer le courant dans sa branche basse frquence, la capacitance bloque le passage du courant dans sa branche, mais linductance laisse passer le courant dans sa branche haute frquence, cest le contraire qui se passe. haute frquence, cest le contraire qui se passe. la rsonance, les deux effets sannulent. la rsonance, les deux effets sannulent.

Le concept de qualit , Q Moins quil y a de rsistance dans le circuit par rapport aux composantes ractifs (inductances et capacitances), plus que la bande est troite. Moins quil y a de rsistance dans le circuit par rapport aux composantes ractifs (inductances et capacitances), plus que la bande est troite. Une large bande a un bas Q et vice versa. Une large bande a un bas Q et vice versa.

Calcul de la frquence de rsonance et de Q

Un exemple pratique

Calculer les limites de frquence

Les filtres passifs Utiliss dans les haut- parleurs pour envoyer les frquences vers les woofers , midranges , et tweeters . Utiliss dans les haut- parleurs pour envoyer les frquences vers les woofers , midranges , et tweeters .

Passe-bas, Passe-haut, Passe-bande

Limpdance typique dun driver

Circuits typique passe-bas

Circuits typique passe-haut

Circuits typique passe-bande

Le problme des filtres selon les formules standards La rponse des drivers nest pas linaire avec la frquence La rponse des drivers nest pas linaire avec la frquence Limpdance des drivers varie avec la frquence Limpdance des drivers varie avec la frquence Rsultat: La rponse ne rencontre pas les prdictions. Les calculs sont normment compliqus et longs faire. Rsultat: La rponse ne rencontre pas les prdictions. Les calculs sont normment compliqus et longs faire. Solution: Utiliser un logiciel de simulation si vous savez comment le faire sinon, acheter des haut-parleurs tout faits. Solution: Utiliser un logiciel de simulation si vous savez comment le faire sinon, acheter des haut-parleurs tout faits.

Filtre actif vs. passif

Avantages des filtres actifs dans les Haut-parleurs 1. Distortion IM plus bas 2. Distortion dans un HP naffecte pas les autres 3. Gamme dynamique plus large 4. Meilleures transitoires 5. Pas de rsonances du tweeter avec le crossover 6. Pas besoin de compensation pour limpdance 7. Meilleur ajustement pour diffrentes sensibilits 8. Plus facile varier la phase, changer les dlais de temps, lgalisation, etc.

Avantages/dsavantages des filtres digitaux Avantages: Avantages: Frquences et pentes stables et rptables Attnuation norme possible Configuration peut tre modifie sur le champ (DSP, digital signal processing) pour rpondre aux besoins psychoacoustiques de lendroit. Phase et frquence peuvent tre manipuls sans saffecter mutuellement Fichiers peuvent tre transmis par courriel norme gamme dynamique, surtout si 24 bits Dsavantages: Dsavantages: Conversion A/D audible si mal conu Transitoires affectes par pentes trop abruptes Dans peu de temps (10 ans?), presque tous les filtres dans un systme audio seront digitaux. Dans peu de temps (10 ans?), presque tous les filtres dans un systme audio seront digitaux.

Aprs la pause. Logarithmes et dcibels Logarithmes et dcibels De retour . De retour .

Logarithmes et dcibels Loreille, la vue, et les autres sens rpondent un stimulus selon les logarithmes, au lieu dune ligne. Loreille, la vue, et les autres sens rpondent un stimulus selon les logarithmes, au lieu dune ligne. Ceci permet une bonne sensibilit aux petits sons, lumire basse, toucher faible..et une bonne rsistance aux sons forts, lumire brillante, etc. Ceci permet une bonne sensibilit aux petits sons, lumire basse, toucher faible..et une bonne rsistance aux sons forts, lumire brillante, etc. Pour calculer leffet, nous utilisons les logarithmes et les dcibels Pour calculer leffet, nous utilisons les logarithmes et les dcibels

Dcibels 10 dB est peru comme le double du niveau sonore. 10 dB est peru comme le double du niveau sonore. dB = 10 log 10 (P2/P1) dB = 10 log 10 (P2/P1) dB = 20 log 10 (E2/E1) dB = 20 log 10 (E2/E1)

Exemple pratique Exemple: Si un H.P. donne 90 dB avec 1 watt de puissance 1 m, combien de puissance sera requis pour augmenter le niveau sonore 110 dB? Exemple: Si un H.P. donne 90 dB avec 1 watt de puissance 1 m, combien de puissance sera requis pour augmenter le niveau sonore 110 dB? 20dB = 10 log (P2/P1) 20/10 = log (P2/P1) 10 2 = P2/P1 100 = P2/P1 P2 = 100 W Si on utilise un H.P. de 96dB SPL, combien de puissance sera requis? Si on utilise un H.P. de 96dB SPL, combien de puissance sera requis? dB = 110-96 = 14dB 14dB = 10 log(P2/P1) 14/10 = log(P2/P1) 10 1.4 = P2/P1 25.1 = P2/P1 P2 = 25 W

Des chiffres pratiques: si 1 w = 0dB 2 W = + 3 dB 2 W = + 3 dB 4 W = + 6 dB 4 W = + 6 dB 8 W = + 9 dB 8 W = + 9 dB 10 W= + 10 dB 10 W= + 10 dB 16 W = + 12 dB 16 W = + 12 dB 100 W = + 20 dB 100 W = + 20 dB 500 W = + 27dB 500 W = + 27dB 1000W = + 30 dB 1000W = + 30 dB 10,000W = 40 dB 10,000W = 40 dB 100,000 W = 50 dB 100,000 W = 50 dB 1,000,000 W = 60 dB 1,000,000 W = 60 dB 10,000,000 W = 70 dB 10,000,000 W = 70 dB En digital: Gamme dynamique = nombre de bits x 6dB 8 bits = 48dB. Ratio de puissance = 63,095 12 bits = 72 dB Ratio de puissance = 15.85 e6 16 bits = 96 dB Ratio de puissance = 3,98 E9 24 bits = 144 dB Ratio de puissance = 2.51 E14 Minimum pour un son de qualit = 16 bits. 24 bits est mieux.

Applications pratique des dB Les quipements professionnels, amateurs peuvent varier de niveau il faut compenser. Les quipements professionnels, amateurs peuvent varier de niveau il faut compenser. Les microphones sont ultrasensible, fonctionnant en mV. Les microphones sont ultrasensible, fonctionnant en mV. Les haut-parleurs avec un SPL lev requirent beaucoup moins de puissance. (Ils sont cependants moins performants dans la basse). Les haut-parleurs avec un SPL lev requirent beaucoup moins de puissance. (Ils sont cependants moins performants dans la basse).

Quelle est la diffrence entre les fils balancs, non-balancs? Fil non balanc - + sur le centre, retour sur lextrieur (le shield) Fil non balanc - + sur le centre, retour sur lextrieur (le shield) Fil balanc signal partag entre 2 fils au centre, chacun invers en direction lun de lautre, et fils centrals sont torsads. Retour sur lextrieur. Fil balanc signal partag entre 2 fils au centre, chacun invers en direction lun de lautre, et fils centrals sont torsads. Retour sur lextrieur. Rsultat les fils balancs sont beaucoup moins susceptibles au bruit. Rsultat les fils balancs sont beaucoup moins susceptibles au bruit.

Comportement dun fil non-balanc

Signal lentre dun fil balanc

Signal la sortie dun fil balanc

Signal recombin le bruit est annul

Problmes/solutions avec fils balancs Si les fils sont aplatis, ils peuvent absorber du bruit, car les deux fils ne reoivent pas exactement le mme bruit. Si les fils sont aplatis, ils peuvent absorber du bruit, car les deux fils ne reoivent pas exactement le mme bruit. Fil torsad aide un peu. Fil torsad aide un peu. Meilleure solution: Fils Star-Quad avec 4 fils. Ils sont plus rond, rejettent moins le bruit. Meilleure solution: Fils Star-Quad avec 4 fils. Ils sont plus rond, rejettent moins le bruit. 2 fils blanc pin 2 2 fils bleu pin 3 Shield pin 1 Fils Category-5 peuvent tre utiliss, mais sont moins bon que Star-Quad , et sont difficiles souder. Fils Category-5 peuvent tre utiliss, mais sont moins bon que Star-Quad , et sont difficiles souder.

Connexions balancs/ non-balancs Utiliser de prfrence direct box , D.I. Utiliser de prfrence direct box , D.I. Pour rduire le niveau de +4dBu (professionnel) un niveau -10dBu consommateur , on peut utiliser ce circuit. Pour rduire le niveau de +4dBu (professionnel) un niveau -10dBu consommateur , on peut utiliser ce circuit. Pour +4dBu -35dBu Pour +4dBu -35dBu R1 = 590 W R2 = 20 W Pour +4dBu -30 dBV Pour +4dBu -30 dBV R1 = 511 W R2 = 75 W

Pour convertir transformer- balanced outputs Pour +4dBu -35dBu Pour +4dBu -35dBu R1 = 590 W R2 = 25 W Pour +4dBu -30 dBV Pour +4dBu -30 dBV R1 = 560 W R2 = 38 W

Pour attnuer un signal balanc Utiliser attnuateur, ou ce circuit la fin de la ligne Utiliser attnuateur, ou ce circuit la fin de la ligne Pour +4dBu -35 dBu: Pour +4dBu -35 dBu: R1 = 301 W R2 = 15 W

Pour augmenter la force dun signal Utiliser un ampli -10dBV 4dBu Utiliser un ampli -10dBV 4dBu Utiliser un mixer Utiliser un mixer

Le calibre des fils Les plus gros chiffres indiquent les plus petits fils Les plus gros chiffres indiquent les plus petits fils Important pour fils H.P. Important pour fils H.P. Calibre 18: 10 pieds max. Calibre 16:20 pieds max. Calibre 14: 40 pieds max. Calibre 12: 80 pieds max. Calibre 10: 160 pieds max.

Comment utiliser les fils Garder les fils les plus courts possible. Garder les fils les plus courts possible. Les fils de H.P. gauche et droit et les interconnections gauches et droites doivent tre la mme longueur. Les fils de H.P. gauche et droit et les interconnections gauches et droites doivent tre la mme longueur. Si le fil est trop long, ne pas enrouler le fil, afin dviter les inductances. Si le fil est trop long, ne pas enrouler le fil, afin dviter les inductances. Ne pas faire passer des fils de micro et les interconnections prs des fils de puissance, des moteurs, des ordinateurs, ou des lumires fluorescentes. Ne pas faire passer des fils de micro et les interconnections prs des fils de puissance, des moteurs, des ordinateurs, ou des lumires fluorescentes. Priodiquement, brancher et dbrancher les prises afin dviter les accumulations des oxides. Au besoin, nettoyer avec un produit anticorrosion. Priodiquement, brancher et dbrancher les prises afin dviter les accumulations des oxides. Au besoin, nettoyer avec un produit anticorrosion. En dbranchant les fils, tirez sur les prises, et non les cordes. En dbranchant les fils, tirez sur les prises, et non les cordes. Ne pas enrouler les cordes trop serr ou faire des plis serrs Ne pas enrouler les cordes trop serr ou faire des plis serrs

Rduire le bruit lectronique Brancher tout lquipement de 110 VAC au mme ct du 220VAC. Brancher tout lquipement de 110 VAC au mme ct du 220VAC. viter lclairage fluorescent viter lclairage fluorescent Faire passer les fils angle droit lorsquils doivent aller prs des fils de puissance. Faire passer les fils angle droit lorsquils doivent aller prs des fils de puissance. Utiliser fils balancs, quipement balanc. Utiliser fils balancs, quipement balanc. Fils les plus sensibles micros, puis line level , puis finalement fils entre amplis et haut-parleurs. Fils les plus sensibles micros, puis line level , puis finalement fils entre amplis et haut-parleurs. Augmenter le rapport signal-bruit en maximisant les pramplis au lieu des amplis. (Ne pas faire la distorsion) Augmenter le rapport signal-bruit en maximisant les pramplis au lieu des amplis. (Ne pas faire la distorsion)

Rduire le bruit (suite) Ajouter une mise terre de fort calibre entre chaque pice dquipement et la mise terre du btiment. (8 ou 10 ga.) Ajouter une mise terre de fort calibre entre chaque pice dquipement et la mise terre du btiment. (8 ou 10 ga.) Couper le shield sur fils non-balancs deux fils du ct ampli, en conservant la connexion au mixer. Avec fil non-balanc un fil + shield, ne jamais couper le shield. Couper le shield sur fils non-balancs deux fils du ct ampli, en conservant la connexion au mixer. Avec fil non-balanc un fil + shield, ne jamais couper le shield. Attention: Un shield coup peut agir comme antenne, surtout avec un fil avec signaux digitaux proximit. viter dutiliser prs dun ordinateur. Attention: Un shield coup peut agir comme antenne, surtout avec un fil avec signaux digitaux proximit. viter dutiliser prs dun ordinateur. Utiliser un transformeur disolation. Radio Shack 270- 054 assez bon, un peu de dgradation des basses et hautes frquences. Utiliser un transformeur disolation. Radio Shack 270- 054 assez bon, un peu de dgradation des basses et hautes frquences. Un hum dune TV cablodistribution peut tre enray en mettant deux connecteurs 75 ohm 300 ohms dos dos. Utiliser Radio Shack 15-1140 et 15- 1523 ou quivalent. Un hum dune TV cablodistribution peut tre enray en mettant deux connecteurs 75 ohm 300 ohms dos dos. Utiliser Radio Shack 15-1140 et 15- 1523 ou quivalent.

Rduire le bruit (suite) Faire attention aux impdances. Typiquement, limpdance de sortie de lquipement est environ 500 ohms, impdance dentre est de 5 50 k ohms. Si limpdance dentre est haute, ajouter rsistance 4.7k ohms en parallle pour rduire le bruit. Faire attention aux impdances. Typiquement, limpdance de sortie de lquipement est environ 500 ohms, impdance dentre est de 5 50 k ohms. Si limpdance dentre est haute, ajouter rsistance 4.7k ohms en parallle pour rduire le bruit. viter de brancher les sorties dquipement des entres de micro sans un direct box. viter de brancher les sorties dquipement des entres de micro sans un direct box. Si lquipement a un transfo de sortie de 600 ohms et a un hiss lorsque branch une entre de 5k ohm ou plus, ajouter une rsistance de 680 ohms en parallle. Si lquipement a un transfo de sortie de 600 ohms et a un hiss lorsque branch une entre de 5k ohm ou plus, ajouter une rsistance de 680 ohms en parallle. Les signaux digitaux doivent avoir des cbles avec impdance prcis. AES/EBU requiert cble 110 ohms, S/pdif requiert 75 ohms. Les signaux digitaux doivent avoir des cbles avec impdance prcis. AES/EBU requiert cble 110 ohms, S/pdif requiert 75 ohms.

Sur le CD en anglais de linternet Introduction llectricit 2 articles Introduction llectricit 2 articles Cables et interconnexions 5 articles Cables et interconnexions 5 articles Diagrammes des connexions pour connecteurs varis Diagrammes des connexions pour connecteurs varis Rane notes Rane notes Enrayer le bruit Interconnexions Les spcifications audio Etc. Transformateurs Transformateurs Potentiomtres Potentiomtres Support technique quoi faire quand les choses ne fonctionnent pas Support technique quoi faire quand les choses ne fonctionnent pas

Le 10 mai Le son, lcoute du son, et lacoustique des salles La nature du son La nature du son Les formules acoustiques Les formules acoustiques Comment loreille capte et comprend le son Comment loreille capte et comprend le son Lacoustique des salles dcoute en fonction de lutilisation Lacoustique des salles dcoute en fonction de lutilisation Lintelligibilit du son Lintelligibilit du son Le gain acoustique Le gain acoustique Corriger lacoustique, etc. Corriger lacoustique, etc. La base de toute bonne sonorisation, mais la partie la moins tudie. Permettra dviter des $$$ La base de toute bonne sonorisation, mais la partie la moins tudie. Permettra dviter des $$$

Le 7 juin Les microphones et la prise de son Types de microphones Types de microphones Directivit des microphones Directivit des microphones Techniques de prise de son pour la sonorisation Techniques de prise de son pour la sonorisation Techniques de prise de son pour lenregistrement Techniques de prise de son pour lenregistrement Le soin et lentretien des microphones Le soin et lentretien des microphones Les micros sans fil Les micros sans fil Les direct box Les direct box Comment capter le son dans plusieurs situations, avec des groupes vocales et instruments le bon son commence avec une bonne source Comment capter le son dans plusieurs situations, avec des groupes vocales et instruments le bon son commence avec une bonne source

Introduction à l’électricité pour la sonorisation.

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