Comment mesurer l’impédance d’un hautparleur

L’impédance d’un hautparleur représente sa résistance lorsqu’il est traversé par un courant alternatif. Plus cette impédance est faible, plus grande sera l’intensité du courant qui circulera dans l’appareil. Si l’impédance est trop élevée pour l’amplificateur, vous aurez des problèmes au niveau du volume et du fonctionnement. D’un autre côté, si elle est trop faible, l’amplificateur risque de griller en essayant de produire la puissance demandée. Pour vérifier la bande de vos hautparleurs, vous aurez besoin simplement d’un multimètre. Par contre, si vous souhaitez approfondir vos essais, vous devrez vous procurer d’autres outils plus complexes.

Méthode 1

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Examinez l’étiquette pour lire l’impédance. La plupart des fabricants de hautparleurs indiquent cette donnée sur l’étiquette ou l’emballage de l'appareil. Cette estimation de l’impédance nominale (habituellement 4, 8 ou 16 ohms) constitue une valeur minimum pour des gammes audios typiques. La fréquence correspondante est comprise habituellement entre 250 et 400 Hz. L’impédance réelle est assez près de cette valeur dans les limites indiquées, et augmente lentement avec la fréquence. Au-dessous de ces limites, l’impédance change rapidement et atteint un maximum à la fréquence de résonance du hautparleur et de sa charge.
- Sur quelques étiquettes, vous lirez l’impédance réelle mesurée pour une impédance nominale précise.
- Pour avoir une idée sur la signification de ces fréquences, sachez que la plupart des pistes de basse se trouvent entre 90 et 200 Hz, alors que le bruit d’une grosse caisse peut n’atteindre que 20 Hz. Les fréquences moyennes, comme celles de la majorité des voix et des instruments de musique autres que les instruments de percussion, se situent entre 250 et 2 kHz ^{[1]XSource de recherche}.
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Munissez-vous d'un multimètre. Cet appareil crée un faible courant continu pour mesurer la résistance. Puisque l’impédance est une donnée propre au courant alternatif, la mesure de la résistance ne donnera pas de résultat immédiat. Cependant, cette méthode vous permet d’avoir une idée assez précise sur la plupart des installations audios domestiques. Par exemple, vous pourrez facilement faire la différence entre un hautparleur de 4 ohms et un de 8 ohms. Employez la gamme de mesure la plus basse. Pour la plupart des appareils, cette gamme va jusqu’à 200 Ω. Cependant, un multimètre ayant une gamme de 20 Ω peut vous donner des résultats plus précis.
- S’il n’y a qu’une seule gamme de mesure, votre multimètre est conçu pour déterminer la gamme de mesure automatiquement.
- Une intensité électrique élevée peut endommager ou détruire la bobine acoustique d’un hautparleur. Le risque est faible lorsque vous faites la mesure, étant donné que la plupart des multimètres produisent un courant de faible intensité ^{[2]XSource de recherche}.
Sur certains modèles, il suffit d’ouvrir l'arrière du coffret. Si votre hautparleur est compact, sans coffret ni connexions, passez directement à l’étape suivante.
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Coupez l’alimentation du hautparleur. En effet, votre mesure sera faussée si celui-ci reste sous tension, et vous risquerez même de griller votre multimètre. Donc, n'oubliez pas de couper l’alimentation. Détachez les fils reliés aux bornes s’ils ne sont pas soudés.
- Ne débranchez aucun fil connecté directement au cône du hautparleur.
Examinez bien ces bornes pour identifier la borne positive et la borne négative. Souvent, l’opération est facile, car vous verrez un signe + et un signe -. Reliez la sonde rouge du multimètre à la borne positive et la sonde noire à la borne négative.
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Évaluez l’impédance à partir de la résistance. Habituellement, la valeur de la résistance est approximativement 15 % plus basse que celle de l’impédance nominale inscrite sur l’étiquette. Ainsi, il est normal qu’un hautparleur de 8 ohms ait une résistance de 6 ou 7 ohms.
- L’impédance nominale de la majorité des hautparleurs est de 4, 8 ou 16 ohms. Le vôtre aura probablement une impédance ayant l’une de ces valeurs, sauf si vous obtenez un résultat inattendu.
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Méthode 2

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Procéder à une mesure précise

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Procurez-vous un générateur d’ondes sinusoïdales. L’impédance d’un hautparleur varie avec la fréquence. Par conséquent, vous aurez besoin d’un instrument qui permet de produire des ondes sinusoïdales à des fréquences diverses. En réalité, vous devrez avoir un oscillateur audiofréquence. N’importe quel générateur de signaux ou de fonctions avec une fonction d’ondes sinusoïdales fera l’affaire, mais quelques modèles peuvent donner des résultats imprécis en raison des variations de tension ou de la qualité médiocre des ondes sinusoïdale ^{[3]XSource de recherche}.
- Si vous n’avez pas fait un test de ce genre auparavant, ou si vous n’êtes pas bricoleur en électronique, choisissez un instrument que vous pourrez connecter à un ordinateur. Souvent, ces instruments sont moins précis, mais les débutants peuvent profiter de données et de graphiques produits automatiquement ^{[4]XSource de recherche}.
Examinez les spécifications techniques ou la plaque signalétique de l’appareil pour trouver la puissance en watts rms. Pour cet essai, les amplificateurs de puissance élevée produisent des mesures plus précises ^{[5]XSource de recherche}.
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Réglez l’amplificateur sur une basse tension. Cet essai fait partie d’une série standard pour mesurer les paramètres de « Thiele-Small ». Les essais en question ont été conçus pour des tensions basses ^{[6]XSource de recherche}. Branchez un voltmètre réglé pour du courant alternatif, aux bornes de sortie de l’amplificateur. Ensuite, diminuez le gain de celui-ci. Dans le meilleur des cas, le voltmètre devrait indiquer une valeur comprise entre 0,5 et 1 volt. Cependant, si votre instrument n’est pas suffisamment précis, réglez la plage de mesure au-dessous de 10 volts.
- Quelques amplificateurs produisent une tension anormale à de basses fréquences, qui entraine aussi des erreurs de mesure fréquentes dans cet essai. Pour obtenir des résultats plus précis, vérifiez avec le voltmètre que la tension ne varie pas lorsque vous ajustez la fréquence du signal produit par l’oscilloscope.
- Employez un multimètre de très haute qualité si vous pouvez. En effet, la précision d’un modèle bon marché ne sera pas satisfaisante plus tard dans cet essai. Vous pouvez acheter un bon multimètre en vous adressant à magasin d’électronique.
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Choisissez une résistance élevée. Consultez la liste ci-dessous pour trouver la puissance la plus proche de votre amplificateur, exprimée en watts rms. Choisissez une résistance qui correspond à la résistance recommandée et une puissance en watts égale ou légèrement supérieure à celle indiquée dans la liste. Cette résistance n’a pas à être exacte, mais si elle est trop haute, vous risquerez de court-circuiter l’amplificateur et de perturber l’essai. Avec une résistance trop basse, vous obtiendrez des résultats moins précis ^{[7]XSource de recherche}.
- Pour un amplificateur de 100 W, la résistance sera de 2,7 kΩ, avec une puissance d’au moins 0,50 W
- Pour un amplificateur de 90 W, la résistance sera de 2,4 kΩ, avec une puissance d’au moins 0,50 W
- Pour un amplificateur de 65 W, la résistance sera de 2,2 kΩ, avec une puissance d’au moins 0,50 W
- Pour un amplificateur de 50 W, la résistance sera de 1,8 kΩ, avec une puissance d’au moins 0,50 W
- Pour un amplificateur de 40 W, la résistance sera de 1,6 kΩ , avec une puissance d’au moins 0,25 W
- Pour un amplificateur de 30 W, la résistance sera de 1,5 kΩ, avec une puissance d’au moins 0,25 W
- Pour un amplificateur de 20 W, la résistance sera de 1,2 kΩ, avec une puissance d’au moins 0,25 W
Mesurez la valeur de la résistance. Celle-ci peut varier légèrement par rapport à la résistance indiquée sur l’étiquette. Notez la valeur lue.
Reliez le hautparleur à l’amplificateur et placez la résistance entre les deux. Ainsi, vous alimenterez le hautparleur avec une source de courant constant.
Un souffle de vent ou des ondes sonores parasites peuvent perturber cet essai délicat. Au minimum, l’appareil doit être dans un endroit abrité du vent, en ayant l’aimant du hautparleur vers le bas, c’est-à-dire le cône orienté vers le haut. Si la mesure doit être très précise, vissez le hautparleur à un cadre, éloigné à 60 cm au moins de tout objet solide^{[8]XSource de recherche}.
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Calculez l’intensité du courant. En appliquant la loi d’Ohm (I = V / R ou intensité = voltage/résistance), calculez l’intensité et notez-la. Remplacez la variable R par la valeur de la résistance que vous avez mesurée précédemment.
- Par exemple si vous avez trouvé une résistance de 1 230 ohms, et que la tension est de 10 volts, l’intensité du courant sera égale à : I = 10/1 230 = 1/123 A. Vous pouvez laisser le résultat sous la forme d’une fraction pour éviter de faire des erreurs en arrondissant.
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Trouvez la fréquence de résonance. Pour ce faire, il est nécessaire d'ajuster la fréquence. Réglez le générateur d’onde sinusoïdale à une fréquence située au milieu ou au-dessus de celle prévue pour l’emploi du hautparleur. Pour les unités en basse fréquence, vous pouvez commencer à 100 Hz. Branchez un voltmètre alternatif aux bornes du hautparleur. Diminuez la fréquence de 5 Hz environ à la fois, jusqu’à l’obtention d’une élévation brusque de la tension. Faites varier la fréquence vers le haut et vers le bas jusqu’à tomber sur le pic de tension. Vous venez de déterminer la fréquence de résonance du hautparleur à l’air libre, car vous n’aurez pas la même valeur, si l’appareil se trouve à proximité d’une clôture ou d’autres objets.
- Si vous utilisez un oscilloscope à la place d’un voltmètre, vous devrez trouver la tension liée à la plus grande amplitude.
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Déterminez l’impédance à la résonance. Il suffit de substituer l’impédance Z à la résistance, et de calculer l’expression : Z = V/I en appliquant la loi d’Ohm. Cette impédance devra être la plus élevée que le hautparleur rencontrera dans la gamme audio prévue.
- Par exemple, si I = 1/123 A, et si le voltmètre indique 0,05V (ou 50mV), l’impédance Z sera égale à (0,05) / (1/123) = 6,15 ohms.
Pour trouver l’impédance correspondant à la gamme de fréquences du hautparleur, il suffit de faire varier lentement l’onde sinusoïdale. Notez la tension à chaque fréquence, et calculez la même expression : Z = V/I pour trouver l’impédance correspondante du hautparleur. Il est possible de trouver une deuxième crête. L’impédance peut aussi être assez régulière une fois que vous avez dépassé la fréquence de résonance.
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