La géométrie indique implicitement l'utilisation conseillée de l'enceinte.
Exemple: Caisson de bass, enceinte retour, enceinte trapézoidale...
Bande passante:
La bande passante d’une enceinte définit la plage de fréquence qu’elle peut reproduire. Elle est mesuré en hertz à une puissance et distance précises; Elle s’exprime avec une tolérance moyenne d’atténuation de -3 dB.
Exemple d'écriture: 45-18000 Hz à + ou - 3db
Pour être en mesure de restituer tous les sons audible humainement, un système son doit avoir une bande passante comprise entre 20 Hz et 20 kHz.
Rendement:
Rendement : c’est le rapport entre ce qu’on entend (en sensation) et la perte d’énergie (impédance de l'air, effet joule...)
La sensibilité de rendement s'exprime en dB SPL par watt par mètre (db SPL/W/M) et nous dit combien de dB SPL l'enceinte ou le haut-parleur émet à 1 mètre de distance quand on l'alimente avec 1 watt.
Le niveau en sensation n'est pas linéaire comme le niveau en puissance électrique. Le rendement permet de déterminer la distance de son direct émis par l'enceinte. (mètre) Lorsque le niveau SPL du son réfléchi = le niveau SPL max de l'enceinte, on se situe à la distance critique. Après cette distance le son réfléchi masque le son direct. Seul l'effet haas demeure.
Lorsque je m'éloigne d'une enceinte du double de la distance, je perds 6Db
Exemple : A 10 mètres d’une enceinte, je mesure 80 db et bien à 20 mètre je mesure 74 Db et à 40 mètre je mesure 68Db , juste avant on a vu que 10db c’est le double en sensation, cela veut dire qu’à 40m c’est 2 fois moins fort (en sensation) qu’à 10 mètres (on perds vite de l’énergie)
Directivité:
En rappel, natuellement plus on tend vers l'aïgue, plus la longueur d'onde diminue,donc plus l'onde sonore est directive.
La directivité est une caractéristique essentielle de l'enceinte, elle caractérise la sensibilité en fonction de l'angle de diffusion du son (horizontale et verticale) , selon l'axe central du haut parleur. Toutes les enceintes ne possèdent pas la même directivité.
La puissance rayonnée par une source sonore n’est en général pas uniformément distribuée dans toutes les directions de l’espace. La directivité peut être comprise comme la répartition spatiale de l’énergie rayonnée par une source sonore.
On peut écrire la pression acoustique dans l’espace, en coordonnées sphériques et pour autant que r soit grand par rapport à la longueur d’onde émise et aux dimensions de la source
p(r,θ ,ϕ) = p(r)⋅D(θ,ϕ) (Pa) (3.2); D(θ,ϕ) est donc la fonction de directivité.
Le diagramme polaire d'une enceinte représente les limites de diffusion en fonction du spectre dans l'espace. Un cercle gradué en degrés de 360 unités et une ordonnée exprimée en décibels vous indiqueront les angles diffusés par l'enceinte en fonction du spectre. Il est d’usage de représenter la directivité dans un diagramme polaire. En effet, la fonction dépend de deux angles. Cette façon de représenter la directivité permet de visualiser la diffusion dans le plan du système de sonorisation. Considérons des monopôles en lignes émettant le même signal, on observe un maximum de pression sur l’axe de symétrie du système. Nous normaliserons ainsi la directivité à 1 dans l’axe du système, soit 0 (dB).
En exemple la figure ci-dessous, la directivité présente des maxima et des minima qui délimitent des zones appelées lobes.
En analysant le diagramme directionnel, on s'aperçoit des possibilités horizontale et verticale de diffusion d'une enceinte.
Rappel: L'intensité du champ acoustique rayonné par une enceinte peut, en champ lointain, s'obtenir à partir de la pression rayonnée par un disque de rayon "a" ayant une vitesse vibratoire W0 indépendante du point, le disque étant l'élément actif d'une paroi infinie plane (en dehors du disque, la paroi est parfaitement rigide).
Le champ de pression s'obtient classiquement avec l'intégrale de Rayleigh, et l'intensité acoustique en champ lointain est donnée par : Voir photo
Directivité Omnidirectionnel : Par exemple les subwoofers, caisson de bass sont généralement omnidirectionnels du au fait de la bande passante bass qui génère de grandes longueurs d'ondes. De plus à ces fréquences il y a une fusion entre le son direct et le son réfléchi (manque de sensibilité pour l'oreille humaine en dessous de 150Hz pour localiser la source).
Directivité croissante: Un haut parleur nu (sans trompe, ..) possède une directivité croissante, le son part d'un "point" et se propage de manière croissante. Au delà de 12m environ l'auditeur entend majoritairement du son réfléchi.
Le résultat sonore est naturel, offrant une précision d’écoute parfaite pour la diffusion de proximité et idéalement adapté aux environnements semi-réverbérants. Il est possible d’orientée l’enceinte contre un mur pour ne diffuser que la réflexion.
Directivité constante: Un haut parleur pavillonné possède une directivité constante, les angles horizontaux et verticaux du pavillon détermine la directivité. Ce principe permet de faire déplacer à une membrane de haut parleur une quantité d’air supérieure à sa surface. La quantité d’air déplacée sera donc égale à la surface de la « bouche » du pavillon.
Le résultat sonore est un son diffusé sur une surface bien précise (comme un jet d'eau réglabe qui arrose le gazon). En augmentant la surface d'air déplacé on gagne aussi en rendement.
Lors du positionnement des enceintes, la distance entre deux HP (en phase) donne une longueur d'onde qui donne une fréquence au dessus de celle-ci on obtient un filtre en peigne.
Exemple: A 20 °C: il y a 3,40M entre 2 HP de 15 pouces, 3,40M est la longueur d'onde de 100 Hz; en dessous de cette fréquence le couplage est bon par contre au dessus un filtrage en peigne va apparaitre.
En général une enceinte possède une boite (avec sa forme géométrique), une bande passante large (80-20000 Hz sans le sub) et plusieurs voies (HP) avec des bandes passantes (du au filtrage) et enfin une directivité donnée par le constructeur. Il devient complexe de coupler idéalement 2 enceintes.
Afin de créer des puissances suffisantes, il est nécessaire d’utiliser plusieurs sources.L’addition de sources sonores permet d’augmenter la puissance délivrée mais implique malheureusement aussi plus d’interférences. La Figure ci-dessous montre la création d’interférences pour deux sources. En considérant que celles-ci émettent le même signal, on verra apparaître des zones de maxima et des zones de minima d’intensité.
Pour pouvoir avoir un couplage juste en "collant" les boites (enceintes) il est nécessaire d'utiliser un guide d'onde. exemple avec les line source (array).