haut-parleur, impédance, puissance et combinaison pour baffle, sono et ampli instruments

Avant de remplacer le Haut-Parleur d'un ampli combo ou d'un baffle (sono, monitor, enceinte acoustique, HiFi)
ou de fabriquer un Baffle à un ou plusieurs HP ou baffle passif (cab pour cabinet, en anglais),
il vaut mieux bien choisir le HP ou la configuration de HP pour baffle, afin de ne pas avoir de mauvaise surprise.

Certains HP sont prévus pour baffle bass-reflex (basses profondes), d'autres pour baffle clos (plus dynamique) et d'autres HP en large bande.

On trouve des HP pour ampli instruments (polyvalents), pour ampli guitare, ampli basse, pour sono de groupe, pour grosse sono de plein air, pour sono DJ,
pour retour de scène, pour studio pro en Haute Définition, pour home studio, pour chaîne HiFi, pour diffusion d'ambiance sonore ou encore pour voiture...
chaque HP a ses applications et ses domaines spécifiques.

Essayons d'y voir plus clair pour ne pas se tromper...

remplacer un haut-parleur

Pour remplacer un HP, il faut connaître son diamètre, sa puissance (en Watts), son impédance (en Ohms), sa dynamique (en dB),
ses fréquences (en Hertz) avec sa bande passante (les limites) exprimées par une courbe de réponse (équilibre détaillé des fréquences du HP),
et si possible la marque et surtout la référence qui pourra vous indiquer toutes ses caractéristiques techniques via internet (fichier .pdf),
ce qui permettra pour trouver le même HP ou un HP équivalent pour le remplacement.

Un cas classique:

Depuis 1991, j'utilise les monitors de proximité passifs (studio) JBL Control 5 - 2x 100w rms /4 Ω (ohms) (2x 175w max), à 755 € neuves en 2022,
  avec comme Bande Passante 75 Hz - 20 kHz (+/-3dB)  pdf -
J'adore la définition des Control 5, leur équilibre en fréquences (avec un sub pour compléter dans l'infra grave), pour composer, mixer et mastériser.
Mes Control 5 sont alimentés, depuis plus de 40 ans, par un ampli Yamaha P-2075, ampli dédié au monitoring de studio, en rack 2U, sans ventilation,
de puissance 2x75w rms /4 ohms et parfaitement silencieux.
20 ans après, les suspensions en mousse des 2 boomers des Control 5 se sont désintégrées à 7 jours d'intervalle            changement des suspensions
J'ai pu facilement trouver deux boomers de 6,5' pour remplacer les JBL C5003, de 75w rms /8 Ω, pour environ 100 € chacun.
Le super tweeter à dôme en Titane de 1' de 25w rms, référence JBL 026Ti, coute moins de 75 € pièce (mieux à 35 €).        plus de détails
Une autre référence du tweeter (sans le cadre plastique) JBL C5002 est disponible mais au prix abusé de 109 € (20.01.2022).

Note: pour ouvrir une enceinte Control 5, aucune vis, c'est un baffle moulé en 2 parties encastrées, maintenues par un cerclage en caoutchouc retirable.
       Ce coffrage garanti un son sans vibration parasite interne.

    liens       définition et types de haut-parleur           le spécialiste du HP - tous les types de haut-parleurs                 thomann                 woodbrass

la taille ou diamètre du haut-parleur   (médium, grave, subwoofer)

On dispose de diamètres normalisés, mesurés en Pouces, un pouce = 2,54 cm. Les plus utilisés sont en
4 pouces   ou 10,16 cm                haut medium
5 pouces   ou 12,70 cm
6 pouces   ou 15,24 cm                medium
6.5 pouces ou 16,51 cm
7 pouces   ou 17,78 cm
8 pouces   ou 20,32 cm     <        bass medium, grave
10'       ou 25,40 cm         <
12'       ou 30,48 cm         <        grave
15'       ou 38,10 cm         <
18'       ou 45, 72 cm

Plus le diamètre est grand, plus on obtient de grave et moins d'aigu et de médium - ex. bande passante d'un HP 15' de 40 à 2000 Hertz,
bien qu'on trouve en 2021 des sub actifs équipés d'un 10' qui donnent beaucoup d' infra-graves, grâce à un traitement
numérique intégré (EQ, VPF ou filtre pre-shape) optimisant le rendement du haut-parleur utilisé, souvent en 4 ohms (sinon 8).
Plus c'est grave, plus ça demande de ressource en puissance et en énergie (ampères) pour des subs de 50 à 3000 watts.
L'infra grave d'un sub couvre les fréquences 30-100 Hertz, relevant la plage de profondeur entre 40 et 80 Hz.

A noter qu'il existe des HP large bande (de 4 à 15'), bicones ou coaxiaux, sur le même axe (coaxial, 4e image à droite)    lien wiki
  qui couvrent presque toutes les fréquences audibles ( 20 Hz à 20 kHz ) ex: HP coaxial B&C 12' de 50 à 20 000 Hz 8+8 ohms de 250+70 w rms
    > regarder la courbe de réponse du HP qui indique l'équilibre des fréquences et les limites, avec la pente à gauche dans l’extrême grave.
Les coaxiaux, double HP, sont une solution très intéressante lorsqu'on recherche la qualité sonore pour sono, retour, cab (claviers, guitare, basse),
  avec des médiums plus détaillés et des aigus mieux définis qu'un simple HP classique, et sans besoin d'autre tweeter !
  Les HP coaxiaux puissants ont 2 entrées (basses/aigus), parfois avec 2 impédances différentes (4 et 8 ohms) (8 et 16 Ω).
  Un filtre passif à 2 voies (avec selfs et condos) séparera la Bande Passante en 2, par une fréquence de coupure (à choisir entre 1kH et 3,5kHz),
   pour n'envoyer à chaque bobine que les fréquences avec lesquelles ce double HP va fonctionner, pour une qualité optimale.

  liens externes >    coaxiaux B&C 4 à 15',    coaxiaux Oberton 6 à 15',    coaxiaux Beyma 12',    bicones Visaton 5 à 8'

voir détails plus bas > Baffle large bande.

la puissance d'un haut-parleur   (médium, grave/boomer/woofer, sub, coaxial large bande)        en Watts      w

2 puissances peuvent être indiquées dans les caractéristiques techniques d'un haut-parleur :

LA PUISSANCE MAXIMALE, en watts, c'est la puissance admissible qu'un HP peut maximum supporter dans les crêtes passagères ou peaks.
Cette valeur atteint 2 fois la puissance réelle, elle est souvent exagérée par les fabricants (2 fois c'est plus juste).

LA PUISSANCE REELLE ou RMS, en watts rms, puissance alimentée en continu, par exemple: 15 watts, 30w, 60w, 100w ou 400w rms.
C'est la puissance rms qui compte !
Pour les HP Néodyme actuels et puissants, pour ampli basse ou sono, on en trouve à 150w 300w 500w 800w rms (souvent en 4 ou 8 ohms Ω)
et ça monte jusqu'à 2000 watts rms pour certains HP, bien plus chers, jusqu'à 600 € le HP.

Attention de bien lire les caractéristiques du constructeur car la puissance rms n'est pas toujours indiquée par le revendeur.

Exemples  de HP ferrite Celestion 12' en 8 Ω    G12 Vintage 30 de 60w rms, 120w maxi, idéal pour ampli guitare électrique > photo, pdf, C.T.
               de HP néodyme B&C 12' en 8 ohms  12NDL76 de 400w rms (puissance nominale) et 800w max pour basse et cab bass-reflex - Ritalien.
               de HP néodyme Beyma 15' en 8 Ω   15MC700Nd de 700w rms et 1400w max (peak) pour façade sono, basse, bass-reflex - Espagne.

Le terme "puissance nominale" est ambigu, comme " AES Standard", désignant les watts rms, la puissance réelle du HP ou du baffle passif.
On trouve aussi les termes "continuous program power" ou "program" pour désigner la puissance maximale... de quoi embrouiller les pistes.

REGLEs pour la puissance des baffles et HP :

Pour un HP ou un baffle passif, quand on a les 2 chiffres en watts en caractéristiques, c'est le chiffre le plus bas qui représente la puissance réelle
                (environ la moitié de la puissance maximale admissible).
Pour une tête d'AMPLI, on 2 chiffres en watts (indiqués au dos), c'est selon l'impédance, ex. 200w / 4 Ω,   130w / 8 ohms, en watts rms.
Pour un ampli combo, on a 1 ou 2 chiffre en watts, puissance RMS du combo:   300w / 8 Ω seul,    500w / 4 Ω avec un baffle supplémentaire.

Pour un ampli générant 100 watts rms sous 8 ohms, on placera un HP de 100w à 150w rms sous 8 ohms (idéal 120w, mais pas plus de 160 watts)
  afin que le HP réagisse correctement à la dynamique de l'amplificateur.

Vérifier sur plusieurs sources les infos techniques, certains revendeurs trichent en omettant des valeurs importantes: abus de confiance.
Sans parler des particuliers qui répandent de fausses infos sans vérifier (chat et forums), les naïfs ont de fausses croyances: pure ignorance !
Les fabricants sont plus sérieux mais gonflent parfois les puissances admissibles pour vendre et faire du tape à l’œil. Je ne citerai pas de nom.

l'impédance d'un haut parleur       impédance    Z        en ohms    Ω

L'impédance (Z) d'un HP est mesurée en Ohms, c'est la résistance de chaque HP, souvent en 4 ou 8 ohms, parfois 16 Ω.  lien >  l'impédance.
En réalité, l'impédance d'un HP est variable selon la fréquence (voir sa courbe d'impédance), et le fabricant indique juste l'impédance Z la plus faible.
Le même HP peut être fabriqué sous différentes impédances, mais chaque HP a une référence et son impédance.

Si on branche un HP de 50w sous 8 Ω sur un ampli 50w sous 8 Ω, c'est compatible et ça marche.
Si on branche un HP de 50w sous 4 Ω sur un ampli 50w sous 8 Ω, ça risque fortement de griller l'ampli
                                                                                ou le HP (l'ampli peut générer 100w pendant une fraction de seconde).

REGLE:    Ne jamais connecter de Haut-Parleur, de baffle ou combinaison de HP dont l"impédance totale est inférieure à ce que préconise l'ampli !

Au dos de l'ampli est indiqué 50w/8 Ω et 100w/4 Ω, cela exprime la plage d'impédance et la puissance correspondante maximale effective.
Il faut faire correspondre impédance et puissance pour une configuration correcte. Ne pas y brancher un baffle de 2 ou 16 Ω !

L'impédance d'un HP, d"un baffle se mesure grâce à un ohmmètre, intégré dans un multimètre.    télécharger le .pdf > l’abc des multimètres
Note: Pour un Haut-parleur (ou baffle) de 8 Ω, la mesure sur l'ohmmètre donnera 15% de moins environ, soit environ 6,8 Ω.
         Pour un Haut-parleur (ou baffle) de 4 Ω, l'écran de l'ohmmètre indiquera 3,4 Ω environ.

Des crétins affirment sur internet qu'un ohmmètre ne mesure pas l'impédance mais la résistance : qu'ils aillent prendre des cours d'électronique et de français !
   La résistance est la partie réelle de l'impédance. La réactance est la partie imaginaire de l'impédance. Et la connerie est la partie intégrée dans l'ignorance.

A savoir:   Lorsqu’on a le choix entre 4 et 8 Ω, comme c'est le cas avec mes 2 amplis combo basse markbass : AVEC LE MEME AMPLI,

- config ampli 300 w rms /8 Ω avec HP ou baffle de 8 Ω : l'ampli travaille cool, il chauffe moins pour une durée de vie plus longue,
     dans ce cas, l'ampli est connecté sur un seul HP, celui du combo, un B&C Yellow Line 12' en 8 Ω, qui supporte jusqu'à 400w rms.

- config ampli 500 w rms /4 Ω avec baffles (impédance globale des HP en 4 Ω): l'ampli travaille plus, il chauffe plus avec un risque de durée
    de vie plus courte, particulièrement s'il est souvent utilisé à très forte puissance.
    Pour ramener à 4 Ω la résistance totale des HP, je couple un baffle de 8 Ω (2 HP de 10' 400w) en parallèle avec le HP 12' de 8 Ω du combo.
    Dans ce cas, l'ensemble (combo + baffle) est plus puissant, 500 watts rms (250w par le HP du combo, 250w par le baffle)... quelle patate !

  Ces valeurs puissance/impédance sont indiquées à l'arrière de la tête d'ampli markbass, tête incrustée dans le combo.
  Si l'impédance descend en-dessous de 4 ohms, l'ampli markbass disjoncte (protection numérique) et il n'y a plus de son.

l'impédance d'un baffle à plusieurs haut-parleurs (cab ou cabinet)

Les baffles les plus courants font 4 ou 8 Ω, quel que soit le nombre de HP (1, 2, 4, 8) pour être compatibles avec la plupart des amplificateurs.

L'impédance d'un baffle à 2 ou 4 HP, souvent pour ampli instrument (basse, guitare) ou ampli sono,
se calcule en fonction de la configuration choisie, série ou parallèle pour 2 HP, ou série/parallèle pour 4 HP
sans oublier de respecter l'impédance et la puissance donnée par l'ampli qui va alimenter ce baffle
(à défaut, une valeur courante, entre 100w et 400w rms en 4 ou 8 Ω).

Le plus simple est de combiner plusieurs HP de même impédance et de même puissance.
Il est possible de combiner des HP de différentes impédances et puissances avec le risque de perte en puissance, ça doit se calculer avant !

Un tweeter (à dôme, à compression, à ruban, tweeter piezo) doit être filtré pour ne pas griller.
Filtre grâce auquel il ne modifie pas vraiment l'impédance des autres HP d'un baffle.

Un ohmmètre connecté à la sortie du baffle confirmera l'impédance, avant de connecter à l'ampli !
Pour un baffle de 8 Ω, la mesure donnera 15% de moins, soit environ 6,8 Ω sur l'ohmmètre.

baffle et combinaisons de haut-parleurs de même impédance et de même puissance

Règles des impédances pour le branchement de plusieurs HP en série, ou en parallèle, ou en série/parallèle:

impédance des HP en série - les impédances s'additionnent : 2 HP de 4 Ω > baffle 8 Ω,        4 HP de 4 Ω > cab 16Ω.
  remarque: en série, si un des HP grille, le baffle ne sonne plus car la chaîne est rompue.

impédance des HP en parallèle - l'impédance d'un HP est divisée par le nombre de HP :
2 HP de 8 Ω > baffle 4 Ω,                   4 HP de 8 Ω > cab 2Ω.
  remarque: en parallèle, si un des HP grille, le baffle sonne toujours mais il n'a plus la même impédance, ni la même puissance.

impédance de 4 HP combinant série/parallèle - 4 HP de 4 Ω > cab 4 Ω,        4 HP de 8 Ω > cab de 8 Ω.

Pour plus de détails et de combinaisons, voici les liens annexes      tableau des impédances       combinaisons       impédance       branchements de 2 HP

Seul le tweeter n'a pas vraiment d'influence sur l'impédance des haut-parleurs grâce au filtre additionnel nécessaire, sans quoi il grille direct.
Il peut donc être déconnecté ou reconnecté à volonté, sans problème.

Pour la puissance, 2 HP de 50w de 4 Ω, couplés en série ou en parallèle, donnent un baffle de 100 watts. Dans ce cas, les watts s’additionnent.
   En série, il donnera 100 watts sous 8 Ω.
   En parallèle, il donnera 100 watts sous 2 Ω.

                  on peut vérifier l'impédance d'un haut-parleur ou d'un baffle avec un ohmmètre (disponible souvent sur un appareil de mesure).

         règles de calcul pour l'impédance (wiki)

combinaison de hautparleurs de différentes puissances et de même impédance à éviter

Lorsque 2 haut-parleurs de puissances différentes sont connectés ensemble (en série ou en parallèle), cela double la valeur de la puissance rms la plus faible.

Par exemple, un HP de 100 watts connecté avec un HP de 50W, la puissance totale fera 2 x 50w = 100w.
Les 2 haut-parleurs reçoivent la même puissance, c'est le moins puissant qui limite la puissance admissible du baffle.
Dans ce cas, on n'utilise pas tout le potentiel du HP le plus puissant. Donc ce n'est pas la meilleure solution !

baffle large bande    avec tweeter + filtre            Fréquences     en Hertz     Hz

Combiner un HP grave et un Tweeter dans un baffle bass-reflex, c'est créer un baffle large bande couvrant toutes les fréquences audibles, comme en HiFi.
Les baffles passifs large bande de qualité pro, comme les markbass optimisés pour ampli basse, utilisent des HP B&C de super qualité.
Le pré-ampli + amplificateur doit délivrer un signal super propre, puissant, transparent et rapide, d'excellente qualité, et en classe D de préférence.

Sur un baffle passif, la puissance du tweeter est moindre (20-25%), il doit passer par un filtre à 2 voies ou 1 simple filtre (condensateur + résistance).
Le filtre passif passe-haut simple doit être calculé correctement pour qu'il puisse filter les basses fréquences et encaisser les quelques watts réduits.
Comme il ne doit rien recevoir en-dessous 1000 Hz (pente dans les médiums), seule une partie de la puissance va au tweeter (20 à 30%).

Le tweeter n'a pas vraiment d'influence sur l'impédance du baffle car il passe par un filtre passif pour le protéger (résistance, condensateur de filtrage).
  Un filtre passif simple pour tweeter piezo avec 1 condo de 10 à 15µF et 1 résistance de 10 à 47 Ω de 5w/20w, les 2 en série sur le + du tweeter.
  Un filtre passif simple pour tweeter à dôme (8 Ω) est réalisé avec juste un condo de 4,7 à 6,8uF en série sur le + du tweeter.
  Ici la résistance réduit la puissance, et le condo filtre les fréquences pour ne laisser passer qu'au-dessus de 1 ou 3,5 kHz (variable selon la valeur du condo).

Un filtre passif à 2 voies (pour baffle passif) répartit/sépare les fréquences pour chaque HP (avec fréquence de coupure) > exemples de filtre passif 2 voies
Il offre aussi l'avantage de réguler l'impédance à partir de 200 Hz > voir courbe d'impédance.

Les tweeters à ruban, les plus fins, plus chers et peu puissants, sont utilisés en studio (monitoring) et en HiFi de qualité (HQ)   >   tweeters à ruban

Les tweeters piezo, en plastique, ne sont pas cher, pas très puissant, pas aussi fin qu'un tweeter à dôme ou à moteur. Ils sont facilement remplaçables
et peuvent bien sonner avec un filtre       tweeters piezo Monacor         technique et utilisation des tweeters piezo         piezo Goldwood

On peut aussi réaliser des baffles large bande, sans autre tweeter, avec des HP coaxiaux à large bande à 2 entrées (tweeter intégré) > coaxiaux B&C.

combinaison de plusieurs baffles

La combinaison de plusieurs baffles suit la même logique, les mêmes règles que la combinaison de Haut-Parleurs, en puissance, comme en impédance !

Ne jamais connecter de Hautparleur, de baffle ou combinaison de HP dont l"impédance totale est inférieure à ce qui est indiqué au dos de l'ampli,
afin d'éviter de griller l'ampli de puissance ou un HP (bobinage grillé).

Si l'impédance est trop élevée, par ex. 16 Ω pour un ampli de 200w rms/8 Ω max, on constate une perte de puissance de moitié, soit 100w.

liens pratiques externes         la connectique audio         les câbles électriques et électroniques         réaliser ses adaptateurs audio

                                                        pour réparer un haut parleur          association de HP, impédance et puissance

      vidéos >        le HP, le Baffle et l'Ampli         fabrication d'un baffle à haut-parleurs HiFi         fabriquer un baffle 1x 10'         fabriquer un baffle 2x 10'

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