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Sujet: Rapport signal à bruit d’un ampli audio

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guy2

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Read post 07-10-2011 15:49

Bonjour Francis,

Dans BE tu identifies les sources potentielles de bruit qui peuvent affecter le résultat final sur un ampli audio.

sauf erreur ou omission les sources de bruit identifiées sont les suivantes:
- le secteur
- les boucles de masses,
- le filtrage des alimentations
- le cablage
- le chauffage / polarisation des filaments (si nécessaire)

(en ai-je oublié ?)

J'ai essayé d'appliquer les conseils que tu donnes pour atténuer ces différentes sources de bruit.

Actuellement, oreille collées aux HP (95dB) je ne perçois pratiquement aucun bruit de fond, aucune ronflette.

C'est déjà un bon point.

Mais comment savoir si je peux mieux faire et s'il faut aller plus loin?
Comment s'assure-t-on que le résultat est suffisant, autrement qu'en collant l'oreille aux HP ?

Autrement dit, par quelle méthode pratique, sans matériel spécifique, peut-on mesurer le résultat auquel on arrive, de manière à "valider" le résultat subjectif, et déterminer "ce qu'il reste à faire" pour aller encore plus loin, si nécessaire, et si possible ?

cordialement
Guy

francis ibre

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Read post 07-10-2011 20:47

Bonsoir Guy,

n'oublies pas qu'il y a quand même les bruits des composants, surtout les actifs (bruit en 1/f et de grenaille) et passifs (bruit thermique ds résistances).

Mais ces trois types de bruits sont très souvent bien inférieurs aux bruits que tu as cités, et se situent vers le plancher des -110 à -130 dB...
Ils ne deviennent gênants que si tout les autres bruits ont été éliminés, et encore...

Pour estimer les résidus de bruit, j'ai plusieurs possibilités :

- utiliser une compression médium sans pavillon, et écouter directement à sa sortie : avec une sensibilité de 110 dB/1W à 1m, il est clair qu'on perçoit sans effort un signal de 100 µV lorsque l'oreille est à 10 cm de la membrane...
Et 100 µV de bruit en sortie d'un ampli de 20 W, ça nous fait un rapport signal/bruit de -102 dB environ.

L'inconvénient est qu'on n'a que la partie médium-aigu du spectre, les ronflettes 50 et 100 Hz étant très atténuées par la compression...


- utiliser un multimètre RMS assez sensible : un modèle 4-1/2 digit possédant une résolution de 0,1 mV (ou mieux...) et ne bande passante de 20 kHz. On prendra soin de court-circuiter les pointes de touches pour mesurer le **bruit de la mesure**, avant de se connecter aux sorties de l'ampli à mesurer.

Là aussi on arrive à mesurer des bruits de l'ordre de 0,2 mV en valeur efficace, ce qui pour un ampli de 50 W correspond à un rapport signal/bruit de -100 dB.

L'inconvénient est qu'on n'a aucune idée du spectre de bruit...


- utiliser Clio avec un micro de mesure calibré qu'on positionne très près du HP.
Si le bruit de fond de la salle est assez bas, l'écran Clio montre un placher de bruit stable, peu agité et situé vers 30 ou 40 dB SPL.
Lorsqu'on met le système en marche, ce plancher remonte et on voit nettement les formants du bruit de fond : soit des raies distinctes (50, 100 Hz) soit des plages de bruit (bande de bruit blanc ou rose)

Inconvénient : difficile de connaitre le rapport signal/bruit parce qu'on ne peut pas mesurer dans ces conditions le signal maxi sortant des HP si le micro sature.


Sinon, on doit se procurer l'un des appareils suivants :

- utiliser les deux voies d'un oscilloscope, en mode différentiel : voir les détails dans le pdf joint

- utiliser un analyseur de spectre : on commence à toucher au matériel pro... par exemple les oscillo numérique HP-agilent avec module d'analyse spectrale... quoique la dynamique de mesure soit quand même limitée...


Cordialement
Francis

Attachmentbruit.pdf

guy2

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Read post 07-10-2011 22:54

Bonsoir Francis

Merci pour le tuto, très intéressant, et pour les solutions proposées.

Je ne dispose malheureusement ni d'une compression de 110db, ni d'analyseur de spectre, ni de clio.
Je vais donc essayer les mesures au voltmetre 4-1/2 digit et à l'oscillo.

Il me semble d'ailleurs plus pertinent de mesurer le "niveau de bruit" plutot que le "rapport signal sur bruit".

En effet l'important est bien d'être capable de clairement distinguer un signal très faible, lors d'un passage musical pianissimo, par exemple, sans être géné par le bruit,
alors qu'un rapport signal à bruit n'aura pas la même signification selon que l'ampli fait 10W ou 100W, et ne sera pas forcément représentatif du bruit "audible" (le bruit quand le signal fait 100W, ou même 10W, on s'en fiche un peu, non ?)

Comme tu l'indiques 100µV est "audible" sur un HP de 110 dB de sensibilité

Est il possible de déterminer le niveau de bruit "acceptable", selon la sensibilité des HP dont on dispose ?

Existe-t-il, ou est il possible d'établir, un tableau de correspondance entre la sensibilité des HP et le niveau de bruit acceptable?
Cela permettrait à chacun de viser le plancher de bruit à atteindre, selon sa configuration de HP.

cordialement
Guy

Modifié par guy2 le 07-10-2011 22:57

francis ibre

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Read post 08-10-2011 14:59

Bonjour Guy,

le bruit minimal perceptible dépend de nombreux facteurs :

- le plancher de bruit dans la salle
- le spectre du bruit dans la salle : un climatiseur donnant un bruit de fond grave a un effet masquant...

- la distance d'écoute
- l'amortissement de la salle

- l'acuité de l'auditeur : seuil remonté de...10 ? 20 dB ? ou non ?
- le spectre du bruit en question : un bruit sinus à 50 Hz est peu perceptible, alors qu'un crépitement 100 Hz de même valeur est très intrusif...


C'est très difficile de généraliser ! je ne m'y hasarderais pas...
En plus, un bruit qui SEUL n'est pas audible car situé sous le seuil, peut devenir gênant s'il est ajouté à un signal audible !!!
C'est ce qui se passe dans l'aigu : le bruit de fond **grésillant** dû au redressement-filtrage est souvent inaudible seul à la position d'écoute, mais lorsqu'on l'élimine on retrouve un registre aigu plus **lisse** et propre !


Cordialement
Francis

guy2

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Read post 08-10-2011 15:22

Bonjour Francis

Je comprends bien ton argumentaire sur les facteurs externes intervenant sur le niveau de bruit, et sur la diifculté à généraliser.

Ce que je cherche c'est à quantifier/mesurer (sans tomber dans l'excès objectiviste) l'état de mon ampli de ce point de vue, (indépendement de l'environnement extérieur), pour savoir si j'ai encore du "grain à moudre" ou si je peux me contenter du résultat obtenu.

Je vais poser ma question différemment en m'appuyant sur un fait concret :

j'ai acheté des diodes à recouvrement rapide (MUR4100)

Pour les installer c'est une vraie galère, car il faut que je dépose le transfo d'alim pour accéder aux diodes actuelles.
le jeu en vaut-il la chandelle, et est-ce que je percevrai une différence, sachant qu'à l'oreille je ne perçois actuellement aucune ronflette 50Hz, aucun résidu 100Hz, ni aucun shhhh dans les tweeters ?

Mais je crois que tu as déja donné une partie de la réponse sur la recombinaison du bruit et du signal dans le haut du spectre ...

cordialement
Guy


Edit :

Mon oscillo a rendu l'âme ...

Je dois donc me contenter de la mesure au multimètre digital, qui donne 0.2mV
c'est un peu plus que les 100µV dont tu parlais plus haut, mais comme mes HP sont 15dB moins sensibles que les compressions, cela explique sans doute que je n'entends rien ...

Sauf erreur cela fait aux alentours de 95dB de rapport S/B pour mon ampli de 15W.

ça me parait pas mal, mais est-ce suffisant ?

cdlt
Guy

Modifié par guy2 le 08-10-2011 15:23

Modifié par guy2 le 08-10-2011 21:14

francis ibre

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Read post 08-10-2011 22:18

Bonsoir Guy,

suffisant ? pour moi, non... mais je ne connais pas TES exigences !

Il n'est pas trop difficile de gagner 6 dB pour franchir le cap des -100 dB... après, ça se complique...

Une remarque : ce qui m'a le plus fait gagner en bruit de fond sur mon ampli kanéda, c'est l'installation de transfos d'entrée !
En ouvrant la boucle de masse droite/gauche, et en interdisant la circulation de courant entre masses, j'ai reculé le bruit de fond, qui était déjà inaudible, au delà des -105 dB.
Tout ça pour dire que la principale contribution aux bruits est très souvent un parasitage sur les entrées de l'ampli... parfois par l'alim de l'ampli elle-même...


A bientôt
Francis

Modifié par francis ibre le 08-10-2011 22:19

ggv

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Assidu
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Read post 09-10-2011 10:52

Bonjour Francis et a tous.
Petite question a Francis tout d'abord, Francis qu'as tu mis comme transfo a l'entrée de ton ampli Kanéda?
Pour en revenir au rapport signal sur bruit ,y a t'il un rapport entre le bruit résiduel lié a la relative faible valeur du premier condo de filtrage dans un filtrage CRC, dans le cas d'une alim calculée raisonnablement (par exemple 50, 100 µ Farads max) comme valeur du premier condo, ou est-ce que celà n'a rien a voir?
A+.
ggv

guy2

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Read post 09-10-2011 11:50

suffisant ? pour moi, non... mais je ne connais pas TES exigences !


Bonjour Francis

Mes exigences, elles sont de "faire ce qu'il faut" pour être dans de bonnes conditions d'écoute, sans pour autant chercher à atteindre un chiffre record de rapport S/B, qui apporterait sans doute une satisfaction intellectuelle, mais sera peut-être inutile dans mon environnement actuel, avec des HP à 95 dB

C'était d'ailleurs ma question initiale.

Je comprends bien qu'en HR à 110dB/1W/1m de sensibilité le moindre millivolt gagné sur le bruit est perceptible

Je ne suis pas dans cet environnement HR, et le plancher de bruit à viser n'est sans doute pas le même.

Ma question est : jusqu'où faut il aller ?

Je note quand même l'idée des transfos d'isolement, qui doivent effectivement apporter un plus, à condition de trouver les transfos adequat.

cordialement
Guy

guy2

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Read post 09-10-2011 14:13

Pour en revenir au rapport signal sur bruit ,y a t'il un rapport entre le bruit résiduel lié a la relative faible valeur du premier condo de filtrage dans un filtrage CRC, dans le cas d'une alim calculée raisonnablement (par exemple 50, 100 µ Farads max) comme valeur du premier condo, ou est-ce que celà n'a rien a voir?


Bonjour ggv

Il me semble qu'il a été montré sur un autre post que plus la capa de tête est élevée plus les courants pulsés de charge sont importants, ce qui a tendance à générer plus de bruit à 100Hz+ harmoniques.

L'ondulation résiduelle est certes plus importante si la capa de tête est faible, mais s'il y a derrière un filtrage efficace (LC ou RC) et une capa côté utilisation convenablement dimensionnée cela ne devrait pas impacter le niveau de bruit.

Je pense qu'il est hautement préférable de faire suivre la capa de tête par un LC plutot que par un RC
La self aura un double effet,
- sur la qualité du filtrage d'une part (impédance plus importante qu'une simple résistance qui doit rester de faible valeur compte tenu de la charge)
- et sur la réjection du bruit généré par les courants pulsés à 100 Hz + harmoniques

Sur mon ampli j'ai mis une capa de tête de 47µF, et ça marche bien.

cordialement
Guy

francis ibre

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Read post 09-10-2011 14:25

Bonjour à tous,

**jusqu'où faut-il aller** ????

grande et vaste question... je dirais même **jusqu'où faut-il aller trop loin ?** !!!!

Parce qu'il faut bien **dépasser** le seuil au-delà duquel ça n'a plus d'importance... mais de combien faut-il le dépasser ???

ma réponse est simple, en apparence seulement : quand la dernière modif n'apporte plus rien, c'est qu'on est allé assez **trop loin**...
Donc je ne peux pas répondre avant... et après, c'est toi qui saura la réponse...

je sais : ça n'est pas une réponse... mais les choses sont ce qu'elles sont.

Les orientaux ont une phrase pour exprimer ça :**c'est seulement quand il y en a trop qu'on est sûr qu'il y en a assez**.


Gérard, le bruit résiduel de l'alimentation est constitué de plusieurs choses :

- l'ondulation de la tension d'alim : c'est en sortie d'alim que sa valeur importe... en tête d'alim elle n'a normalement pas d'effet !
Ensuite le montage rejette plus ou moins ces bruits, et rejette mieux les bruits symétriques que les dissymétriques...

- les bruits induits par rayonnement de l'alim (transfos, conducteurs traversés par les courants pulsés...)
Il m'est arrivé de voir des alims n'ayant aucune ondulation en sortie, mais qui parasitaient les circuits d'entrée par induction !

- des courants de fuite capacitifs, circulant dans les fils de masse des cordons audio reliant deux appareils, et constituant des parasites de mode comun non parfaitement éliminés...

Au cas par cas, c'est l'un ou l'autre des effets qui sera le plus perturbateur... impossible de généraliser !
Mais une fois l'effet identifié, on sait où est la priorité...


Transfos d'entrée : Lundahl LL1684 ou LL1690.
Voir pdf joints.

Cordialement
Francis

Attachment1684.pdf

Attachment1690.pdf

guy2

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Read post 10-10-2011 19:27

Transfos d'entrée : Lundahl LL1684 ou LL1690.


Bonsoir Francis

Merci pour les reférences de transfo

Ces transfos Lundhal sont chers, et il en faut 2.

n'existe-t-il pas des modèles plus "abordables" ?

Je ne suis pas vraiment pret à investir dans de tels transfos, pour arriver à la conclusion qu'ils ne m'apportent rien, parce que, comme tu le dis, j'étais déja allé "trop loin"...

merci pour tes conseils

cordialement
Guy

guy2

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Read post 15-10-2011 19:41

bonsoir Francis

Ce type de transfo peut il convenir en entrée d'ampli pour réaliser l'isolation que tu suggères ?

http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0d72/0900766b80d72893.pdf

cordialement
Guy

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