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Others SPL calculators

In Amps, Gears, Speakers on June 29, 2016 at 8:55 pm

1)  A simple SPL calculator, taking into account, not the volume of the room, but the distance to the last row of the audience, and the sensitivity of the speakers.

To calculate the theoretical power requirement for an amplifier you need to know 4 values:

1) The distance from the speaker. This is normally the distance from the speaker to the last row of seats in the room.  Type in feet or metres (the metres is calculated from the feet – if feet is used). From this distance the Sound Pressure Level (SPL) loss over that distance is calculated.

2) The SPL required. This is how loud you want the sound to be at the distance specified. Some general levels are:

  • 70-80dB  for speech only
  • 80-95dB for light music
  • 95-110dB for heavy music

3) The speaker sensitivity. This is not an indicator of how sensitive the main (human) speaker is, but rather a measurement of the sensitivity of the loudspeaker. It should be available in the specifications for the loudspeaker. It is normally stated as the SPL measured 1 metre in front of the speaker with 1 watt of power driving the speaker. Hence the specification will read something like:

Sensitivity (1W/1m) = 91dB

4) Amplifier headroom. This is an allowance for the amplifier to cope with peaks without distortion. Note that for every 3dB allowance, the power requirement doubles.

Use the calculator below with different values to see the effect a change in any of these parameters makes to the amplifier power required.

spl calculator

An excel file here under, for your calculation

SPL calculator

2)  A more detailed SPL calculator, taking in to account room size, frequencies, air…

Doctor ProAudio calculator

3) From Home Theater, about Maximum SPL:

SPL_Calculator Hometheater

4)  From Crown Harman

Various simulators

5)  From mh_Audio, a simulator, taking into account the speaker size.

mh_Audio simulator

 

How to select speakers? (fender amp)

In Speakers on March 14, 2014 at 2:41 pm

Listening from the pro’:

See our Buyer’s guide to vintage Fender amps for a guide and picture gallery of the known original speakers in the speaker1blackface and silverface amps. You may compare these with your own speakers to determine what you have.

Speakers are like ice cream; we all have our favorite taste. Some like strawberry while others like chocolate. You need to experiment yourself and taste the hundreds of speaker flavors out there. It is interesting to hear other opinions but it can also be confusing since we lack a precise vocabulary to describe tone and taste. What someone finds harsh can be beautiful sparkle to others. Smooth overdriven tones can mean very different things for heavy metal guys with Marshall and Celestion stacks and country musicians playing twangy Twin Reverb amps. What is also interesting is that our own taste developes over time. After many years with vanilla ice cream, the taste of chocolate will be a tone explosion, not to mention a mix of the two. Variation is the key and therefore, my friend, you need several guitars, amps, pedals and different speakers.

At fenderguru.com we prefer mostly the American type of speakers for vintage Fender amps. They have a balanced and transparent character. They work great with most music styles. The term “American” speakers is wide and not a very precise term. At fenderguru.com we use it to describe a “natural” tone, meaning a relatively flat frequency response. All speakers are different in frequency response, and the aging process of the magnet and cone will change a speaker’s tone. There are of course exceptions to our preference of American speakers. One exception is a heavily cranked amp with a bright single coil guitar. In this case we prefer darker sounding speakers than the typical American Jensen C12n-style of speaker. We want more bass and mids to smooth out the treble and high harmonic frequencies coming from the amp. A good example is a single coil Stratocaster played with mid pickups through a cranked blackface Bassman (AB165). The amp has a huge bottom end and a juicy and distorted Fender dual 6L6 push-pull (class AB) tone. Or a telecaster on bridge pickup through a heavily cranked Princeton Reverb. In such cases we tend to favor British voiced speakers to give us a throaty and meaty tone where the treble is tamed and compensated for.  Such speakers may not be well suited for crystal clear and soft clean tones, but they match perfectly with our blackface AB165 Bassman with jumped channels and lots of preamp and power amp distortion.

Modern speakers produced today have improved since the 60′s in terms of efficiency, robustness and clarity. haut-parleurSwapping speakers is the most effective change you possibly do to change the tone of your amp, and is also a recommended move to all vintage amp owners who plan to gig heavily with their amps. Keeping the original speakers intact is important for the amps’ second hand value. Players who gig with their amps regularly deserve new speakers and not 40 year old porous collector items that blow whenever you pluck your low E hard.

The speakers we review here are mostly conservative alternatives from a Fender perspective. We prefer speaker models who sound close to the originals that came in these amps. In some cases we want more power and headroom, particularly in small single speaker amps like the Princeton Reverb and the Deluxe Reverb who were poorly equipped from the Fender factory (it is a big shame that the Jensen C12n never was installed in the blackface Deluxe Reverb). In bigger, multiple speaker amps we often like speakers with lower power handling and less efficiency because the amps are more than loud enough and we want some tone out of them by turning the volume up (it’s all about playing in the sweet spot). We recommend to choose low power speakers rather than high power. A low power handling means a smaller and lighter magnet and voice coil, lighter cone, less doping, less vibration and movement and more stiffness overall. A low power speaker will have better transparency, efficiency, sustain and speaker weight. High power speakers are stiffer and require more power to vibrate and operate in its sweet spot. They sound great when they are fed high power, but very few of these speakers sound good with low wattage amps. The enormous 200w EVM12L is a peculiar exception to that rule, and its clean sound is great even at low volumes. A general recommendation is to stay as low as possible on the speaker power handling. A 40w Super Reverb will distribute 10w to each of the four speakers. 20w speakers will be safe here.

What tone do you seek in your amp?

Elements to consider are:3.5_Inch_Speaker

  • Do you play extremly loud, pushing your amp? Those who play these Fender amps above 5-6 on the volume knob should consider the power rating of your speakers. Normally it requires  much more than the max power rating to blow a speaker, but there are other side effects in pushing a speaker against its limit. You may experience cone breakup and buzz. Some speakers sound harsh in the top end and/or muddy in the low end. Some players like the character of a “tweed’ish” distortion with a farty low end. Others prefer a firm and clean attack in the low end, more in the style of the blackface amps.
  • Do you want highly efficient and loud speakers to achieve maximum volume? Or is the amp loud enough and you want more breakup at lower volumes? You need consider the speaker’s sensitivity, or efficiency, for loudness and volume. With low efficiency speakers you’ll be able utilize more breakup from the amp (which is what it’s much about). Still many players think they need the maximum volume to impress band mates, friends or worst, yourself. Speakers with low wattage can be better for clean tones due to better transparency and touch sensitivity. At the same time as they can reveal too much of the harsh and overdriven tones. Players who play very loud well above the amp’s sweet spot, may find powerful speakers better suited because they smooth out the upper harmonic frequencies and provide enough lows and mids to compensate for the harsh and overdriven treble tones. They also handle well a hard pick attack and brutal string action.
  • Do you have a bright guitar or effect pedals with high frequency fuzz? In that case you may want darker sounding speakers with a smooth tone, aka British-voiced speakers. Clean and distorted tones come out very differently in different speakers. Using a Ibanez tube screamer will, as everyone should know, eliminate the sparkle and highest frequencies. This pedal will sound good through bright speakers and a bright amp since these speakers will let all newances and bright details come through. A fuzzface may, in our humble opinion, not sound good through bright speakers since you’ll get too much of the pepper spray harshness of this fuzz.
  • If the amp feels very bright with few EQ possibilities to tame the upper treble you may want to seek darker speakers. The typical speakers in newer Fender reissue amps are known to be bright, Jensen P10r, C12n, C12k…
  • You have a hot, muddy and dark guitar signal and you want more clarity and brightness? The more brighter and direct character of American-style speakers might be what you want.
  • What is your playing style? You have a hard pick attack or soft finger touch? If you play softly you will probably like all newances to come out from the speakers and you need low wattage and bright speakers that respond quickly and gives you all the details in the tone. If you play hard with thick strings in the style of Texas blues, you may like more powerful speakers that compresses the hard attack. A hard pick attack will also reveal some sharp treble tones when the string bounces back and possibly slams into the frets.
  • Do you want a chunky thick tone or a snappy and firm response? Vintage style speakers are fast and snappy and usually very good in multiple speaker cabinets (3-4 x10″). However, in single speaker cabinets they may get more power from the amp than they are able to handle. Modern, powerful speakers have a more clean bottom and can deliver a chunky tone alone or in pairs.
  • Is weight an issue? Usually not in smaller amps and top+cabinet configurations. If we want lots of punch we could install heavy ceramic speakers and still be able to carry the amp and cabinet to most gigs.
  • Are you planning to mix different speakers for a more complex tone and have more flexibility? Are you up to the task of micing two sources? If so, there are many good speaker blends to consider. The result can be amazing.

The morale is that the selection of speakers is dependant of your guitar, amp and pedals. That’s why the extenion cabinets are practical. You may select speakers depending on which gear you’re playing.

When discussing speakers with others tell them where you are at, what are you seeking, what do you want more or less of. Come up with actual references in terms of guitars, amps and actual songs that give people an idea of what tone you are seeking.

Mixing different speakerspeaker2

If you are using your amp in many different environments we find it useful  to install a mix of speakers that bring different qualities to the table. By enabling and rewiring the speakers one can quickly switch your tone depending on what the specific gig requires. Be careful that the speakers you mix are not too different in terms of efficiency, frequency response and sensitivity. If you pair a very bright speaker with a dark one, you will find that you have to EQ your amp to suit the brightest speakers. Then you won’t utilize the dark sounding speaker which will only be dull and dark. The same goes for efficiency. You won’t hear low efficient speakers if they’re combined with highly efficient ones. We’ve once paired Jensen P10r togther with Weber 10A150 with bad results. The 10A150 forced us to back down on the bass and volume since they have so much of it. The P10r then barely came through in the mix, and it delivered an unpleasant, sharp and thin tone. The P10r forced us to go down on treble and turn off the bright switch. This made the 10A150 dull sounding. We simply couldn’t find a sweet spot where all speakers were working together.

10 ” speakers

“Vintage” style:

  • Warehouse Veteran 10″. Light, snappy, warm tone, firm, they have the vintage appeal of upper mids and higs. Excellent replacements of the original CTS Alnico 10? that came originally in blackface Super Reverb, one of the absolute best speakers we’ve heard in SR. Lots of touch sensitivity and warmness. The speaker is designed so that the cone breaks up when pushed. Don’t be afraid of cone breakup before you’ve heard it. Fantastic, mellow and compressed. Excellent in 2-4 x10″ configurations. You will not find any better speaker below amazing 50$.
  • Weber Signature series and Weber Chicago Vintage series contain both Alnico or Ceramic speakers that are excellent replacements of the original CTS Alnico 10″, CTS ceramic or Jensen C10r that came originally in blackface Super Reverbs. Beatiful upper mids. Snappy, firm, quick and funky lows. Works great in multiple speaker configurations where many speakers together provide enough punch. They can be slightly weak (depending very much on expectations) and do not provide a lot of bass in 1×10″ configurations, but for 4×10″ you will get touch sensitivity and sustain.
  • Jensen C10n. The vintage Jensen C10n speakers from the 60′s are fantastic speakers in the Princeton Reverb. They are powerful and clean. They will perform great in a demanding 1×10″ environment. The speaker was unfortunately discontinued by Jensen.
  • Jensen P10R. Beautiful Alnico compression. True vintage Fender sound. Distinct, clear and neutral. Bright, touch sensitive. Great in 4×10″ applications.
  • Jensen P10Q. Much like the P10R, little more punch and darker sounding.
  • Weber 10A125. Much like Jensen P10Q, with more bite and crunch. Firm low end and nicely balanced with mids and sparkling highs.
  • Eminence Legend 1028K. Very popular modern replacements for the original CTS Alnicos. Bluesy and snappy.

More powerful speakers:

  • Eminence Copperhead. A very balanced and correct speaker offering both punch and warm sparkle. A good allround speaker from Eminence that has gotten nice review from many players.
  • Eminence Legend 1058K. One of our favorite value for the money replacements in Princeton Reverbs 1×10″ or in Vibrolux 2×10″. Good for those who want a chunky and full tone with good mids and sparkle. Lots of low end.
  • Warehouse G10C. Inspired by Jensen C10q. More efficient and louder than the WGS Veteran 10″ model. It has more punch, more sparkle and can take more power without farting out. Due to more sparkle a heavily cranked amp may come out harsher than the Veteran 10″.
  • Weber 10A150. Loud and darker colored than the 10A125. Lot’s of punch and massive lows and mids. Very efficient in dB/W/m and heavy weight too. Will practically turn a 10″ Princeton into a loud Deluxe. The enormous punch and massive mids requires an EQ adjustment on the amp. Massive alone and even better in combination with brighter speakers such as 10A125/10F125. Four such speakers in a Super Reverb is an unbelievable experience, but one will achieve a better overall balanced tone (and flexibility too) in combination with brighter speakers.
  • Jensen Jet Tornado. Our all-time favorite Jensen 10″ speaker where high power and efficiency is required, not to mention low weight. We use it in a Leslie/Vibratone cabinet where all of this is required. Nicely balanced tone with good sparkle and just the right amount of bass and mids. It sounds excellent on is own and is one of the best NeoDymium speakers we’ve tried. 100 watts will hold easily up in 1×10″ or 2×10″ applications. Try these in a 2×10″ Vibrolux and you’ll have a super gig amp. Vintage character, just more and better.
  • Jensen C10r and C10q. The efficiency of a modern C10q will make your amp loud, and it offers lots of punch as well as chimey highs. Good replacements for the ceramic 10″s in many blackface amps. Bright and also gritty when pushed.
  • Weber 10F125/10F150. Powerful ceramic speaker, bright and powerful with lots of headroom. Recommended in a combination with two alnicos such as the 10A125.

10″ speaker demos

  • Weber 10A150 (video on Youtube
  •  10″ speakers shootout. Warehouse Veteran, Eminence Legend Alnico “blue frame”, Jensen NEO-100, Weber 10A125/10F125 (video on Youtube
  • A Deluxe Reverb with Jensen NEO 100 (video on Youtube) 
  • A Princeton Reverb with vintage Jensen C10n, Eminence Ramrod and an original vintage Oxford 10j4  

12″ speakers

  • Warehouse G12C. One of our top recommendations for the Deluxe Reverb if you’re seeking the real vintage DV019_Jpg_Regular_665005.613_16_ohmFender vibe with the older 60′s Jensen C12n but with modern efficiency, punch and performance. The Jensen C12n came in blackface Pro Reverbs and Twin Reverbs, among others. Unfortunately was the C12n never installed in the Deluxe Reverb, which is a pity since it is fantastic in a 1×12″ application. A deep, lush and full tone with lots of warmness, touch sensitivity and sustain. Excellent for a clean, quacky stratocaster played at neck pickup. The Warehouse G12C is warmer and deeper than the newer Jensen C12n, and with a more open character. It is also more sparkling than older C12n models. The G12c is highly recommended in both Princeton Reverb and Deluxe Reverb if you want to aim for a superb clean tone rather than a heavily cranked tone. In the Deluxe Reverb, you might want to consider the bright cap mod with this speaker, since it can be quite sharp and trebly, particularly when distorted. The G12C/s is a little smoother and easier to get along with when the bright switch is on. We believe the WGS G12C/s is one of the most versatile speakers out there. Just perfect in 1 or 2×12″ solutions.
  • Warehouse Veteran 30. Slightly darker and bolder than the G12C. Great complexity in tone. Handles break up and distortion nicely.
  • Eminence Maverick and Reignmaker. The new speakers from Eminence with 9dB attenuation is a ground breaking development in speakers. Not only do they sound excellent at full output, they also give you a attenuated and tamed tone when turning the wheel on the back of the speaker. Great for practice and home playing. The Reignmaker belongs to the british RedCoat series, while Maverick belongs the American Patriot series.
  • Jensen C12N. The classic Fender signature tone. Powerful, full tone, efficient. Has everything. Note that the newer are brighter and more efficient than the vintage (60?s) Jensen C12n. It is said: “If an alien came to earth and wanted to hear an American guitar sound, I’d play him my Twin with a set of Jensen C12N”. This speaker is used in newer Deluxe Reverb reissues (the 100W model) and it has lots of punch and sparkling highs. Quite bright. If you can track down a vintage model from the 60′s, you’re a lucky man.
  • Jensen P12Q. Beautiful Alnico compression. True vintage Fender sound combined with with modern efficiency, sparkle and some punch.
  • Jensen NEO 12?. Warm, very light, powerful, loud and very efficient. Modern rock expression that handles a tube distorted amp well.
  • Weber 12A125. Much like Jensen P12Q, we like it even better. Great vintage vibe. Very balnaced.
  • Weber 12F125/150. Ceramic. Weber’s equivalent to the C12n. Louder, harder and with a metallic crunch when the amp is really cranked. A good choice in a Deluxe Reverb with bright cap either off or on. The 12F150 is fuller, warmer and thicker than the 12F125.Weber 12A150. Darker than the 12A125. Lot’s of punch with crunchy, lower mids and bass. One of the coolest speakers we’ve ever played, but you have got to like the color of this sound.
  • Weber California 12″. Huge power. Dark and colored tone, not as loud as the 10A150. Handles distortion well. Be careful that it will fit under your OT.
  • JBL d120f. One of the most sought after 12″ speakers in the 60s. Loud, full tone with both punch and sparkle, extremly clean, no cone breakup. Not in production anymore.
  • EVM 12L. Full tone with lots of low punch and sparkle. Will make your Fender amp more Dumble-like, with liquid and rich tones. The tone comes out very clean in distorted amps with this speaker. Heavy weight and big tone, it reminds us of the JBL d120f. Extreme headroom for playing in SRV land. Still in production as the EVM 12L Classic model. “King” of 12″ speakers.
  • Celestion G12 Century Vintage. A light weight and very powerful Neodymium speaker that performs acoustically very well in the Deluxe Reverb sized cabinets. It has lots of headroom and balances treble, mids and bass beautifully.
  • Eminence Swamp Thang. Huge sounding speaker, very efficient and lots of punch and sparkle. Good full tone. We’ve used it with big success in Deluxe Reverbs for big punchy tone with great sparkle.  It feels much like the EVM 12L.
  • Eminence Black Mountain, Red, White and Blues, Eminence Legend 1258. Great Vintage character speakers from Eminence.

12″ speaker demos

  • Vintage 1966 Jensen C12n (video on Youtube
  • A Super Reverb with EVM 12L (video on Youtube
  • A 6L6 Deluxe Reverb with an EVM12L speaker. 
  • A blackface Twin Reverb with WGS G12c    

15″ speakers

  • Eminence legend 1518. Loud and efficient. Big punchy sound with a full tone character. Good speaker for the blackface quack and sparkle. Good “American” sound and not too bright. Louder, more efficient and has stronger mids than the Jensen C15n. One of our absolute favorites in the Vibroverb and extension cabinets for many 4 and 8 ohm amps.
  • Jensen C15n or P15N. Beautiful Alnico compression in the P15n, and more punch in the C12n. True vintage Fender sound. Can’t go wrong with this one if you’re into an American tone. Less efficient in dB/W/m than the Eminence Legend 1518.
  • Eminence Big Ben. The British brother to the Legend 1518. Big, loud, efficient and punchy, like the brother. It is softer and more mellow in the higher frequencies and will tame a bright amp and guitar.
  • Weber California 15. Weber was inspired by the JBLd130f in this speaker. It also reminds us of the Eminence Big Ben in breakup character and tonal character. Be aware that a metal dust cap will make the speaker very sharp and trebly which can be rough and harsh in distorted amps (slide players might find the metal dust cap nice).
  • JBL d130f. One of the most famous vintage speakers. Full tone, loud, scooped with lots of highs and lows and less mids. Absolutely legendary for clean tones but more difficult for cranked fuzz tones. It will require much EQ and pedal experimenting to get this aluminum dust cap speaker to sound nice with overdriven tones.
  • EVM 15L. Stevie had this speaker in all his Vibroverbs. Need we say more. Not in production any more. It offers a scooped tone like the JBLd130f. Heavy duty, high power.

15″ speaker demos

  • Blackface Vibroverb shootout with JBL d130f, Eminence Legend 1518 and a new Jensen C15n  (video on Youtube):

Extension cabinets

All blackface and silverface amps can be used together with extension cabinets using the external speaker output. The point with extension cabinets is to get a bigger and wider stage sound, but not necessarily louder. One can also blend different flavors of speakers for a more complex sound. But then comes the question of which speakers to mike which too often complicates the idea of a simple and failure-proof setup. Most often we use extension cabinets at big stages or at unmiked gigs to fill the room better without playing so terribly loud. Sometimes we use extension cabinets as monitors for the band which is very practical at out-door gigs where the sound is very little reflected. You may point the extra set of speakers against the drummer and bass player.

The common rule of thumb with speaker impedances in Fender amps is that the output transformer handles a impedance variation of +100% and -50%. This is a safe operating level where your amp doesn’t suffer. Example: An amp with a 4 ohm output impedance may handle a speaker load between 8 and 2 ohms with either removal or supplement of speakers. Let’s study the impedances of different amps and see what speaker cabinets that goes along (blackface amps, if not mentioned explicitly otherwise). If not specified, you may assume 8 ohm speaker impedance in these examples. All speakers are wired in parallell.

8 ohm amps: Princeton 1×10″, Princeton Reverb 1×10″, Deluxe 1×12″, Deluxe Reverb 1×12″, Showman 1×12″, Pro 1×15″, Vibroverb 1×15″. These may be extended with 8 ohms or more (i.e. 16 ohm) to stay under a total load of 4 ohms. A good extension cabinet is 1×12″ or 1×15″ at 8 ohms since the power will be evenly distributed between the two speakers. Hooking up one 16 ohm speaker will result in the power being distributed twice as much to the in-built speaker. Also, if you hook up a 2×12″ cabinet with 16 ohm speakers, the inbuilt speaker will get twice as much as each of the other two speakers. We’re not saying this is wrong or undesirable, just that the power will be distributed unevenly between each speaker. This may introduce a bottleneck at one of the speakers while the other are not being pushed at all.

4 ohm amps: Champ 1×8″, Vibro Champ 1×8″, Vibrolux Reverb 2×10″, Tremolux 2×12″, Pro Reverb 2×12″, Twin Reverb 2×12″, Bandmaster 2×12″, Bassman 2×12″. According to the rule of thumb these amps handle a speaker load between 2 and 8 ohms. The 4 ohm amps are flexible and supports a lot of extension cabinet applications. A single speaker extension cabinet at 8 ohm will, together with the 4 ohm speaker load, result in  2.67 ohms. Two speaker extension will give you a 2 ohm total speaker impedance. In both cases the power is distributed evenly between all speakers as long as they are 8 ohm each and wired in parallel (which we personally always do). Good extension cabinets with the amps above are 1×12″, 1×15″, 2×10″ or 2×12″. In any single speaker extension cabinet we recommend highly efficient speakers since we want that extra speaker to be heard along with the two unbuilt speakers. It is one against two.

2 ohm amps: Super Reverb 4×10″, Concert 4×10″, Vibro-King 3×10″ (1994, ->). Good cabinets are 1×12″, 2×10″, 2×12″ or maybe 4×10″ just to show them who’s their daddy. Personally we don’t prefer hooking up a 15″ speaker with inbuilt 10″ speakers unless the 10″ speaker is big and efficient. The 15″ speaker deserves more power than a 10″ and since the power gets evenly distributed between 8 ohm speakers in parallell. In our opinion the best choice is a 2×12″ extension cabinet since you will achieve both the characteristics of ten and twelve inch speakers. You may also choose to disengage two of the speakers in your Super Reverb to distribute more power to the 2×12″ extension cabinet.

Jensen replacement speakers for Fender Pro Reverb amps

Model Amp ~Watt Original Speaker Jensen Replacement
Pro, Black Reverb ’65-’67 40 watt Jensen C12N, Oxford 12L6 P12N, C12N
Pro Silver Reverb ’68-’81 40 watt Oxford 12L6, Utah 12″ P12N, C12N

Amplificateurs de puissance et enceintes acoustiques (calcul d’impédance)

In Amps, Sonorisation, Speakers, Theorie on March 7, 2014 at 12:43 am

En sonorisation, il est extrêmement courant de devoir relier plusieurs enceintes à un seul et même ampli. Intervient alors une notion d’impédance. Mais à quoi correspond cette notion d’impédance ? C’est ce que nous allons voir dans cet article.

Notion de résistance

La notion de résistance peut se définir comme étant la propriété d’un composant à s’opposer au passage du courant. Plus la valeur de la résistance sera grande et moins le courant circulera facilement. Sa valeur est indépendante de la fréquence du courant qui la traverse. On parlera donc de résistance en courant continu.

Le symbole général d’une résistance est celui- ci, et s’exprime en ohm(s)

r Notion d’impédance

La notion d’impédance est plus complexe que celle de la résistance.

L’impédance sera la propriété du circuit électrique à s’opposer au passage du courant alternatif à partir du moment où l’on combine des éléments possédant une réactance (condensateurs, inductances) et une résistance. L’impédance d’un circuit varie toujours avec la fréquence, raison pour laquelle sa valeur (en Ohms) sera toujours donnée en fonction d’une fréquence de référence type (1000 Hz en général ou toute autre selon le type d’application).

C’est donc le cas d’une enceinte acoustique composée de bobines (HP), de selfs, de condensateurs et de résistances (Filtre).

Unité: Que ce s oit pour définir la résistance (Symbole : R) ou l’impédance (Symbole : Z), l’unité est l’ohm, dont le symbole est Ω (Omega).Un ohm est la valeur d’une résistance parcourue par un courant de 1 ampère et aux bornes de laquelle se développe une tension de 1 volt.

Rappel de la loi d’ohm

La loi d’ohm est sans doute une des formules les plus connues en électricité.

U = R x I

U = Tension en volt(s), R = Résistance en ohm(s), I = Intensité en ampère(s)

Soit

I = U / R

R = U / I

Mise en série et parallèle de résistances

Les deux possibilités de combiner des résistances entre- elles seront la mise en série et la mise en parallèle (ou en dérivation).

On peut également combiner la mise en série et la mise en parallèle sur un même circuit.

5.1. Mise en série

Lorsque plusieurs résistances sont câblées en série, la résistance équivalente sera la somme des différentes résistances. Le courant est identique à travers chaque résistance.

r1

La formule est donc la suivante :

R(e) (Résistance équivalente) = R1 + R2 + R3 + Rn

Pour mieux se rendre compte de ce qu’est la série, remplaçons nos deux résistances par deux ampoules. Si une des deux ampoules vient à claquer, le circuit sera interrompu et plus aucun courant ne circulera. Ce qui veut dire que l’autre ampoule sera également éteinte.

5.2. Mise en parallèle

Dans ce cas, le courant sera partagé par les différentes résistances sera fonction de leur valeur ohmique. La formule pour calculer la mise en parallèle de deux résistances est la suivante :

r2

R(e) = R1 x R2 / R1 + R2

La formule générale pour calculer la mise en parallèle de deux résistances ou plus est la suivante :

1 / R(e) = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/Rn

Toujours dans la même optique de bien comprendre ce qu’est la mise en parallèle, reprenons nos deux ampoules. Si une des deux vient de nouveau à claquer, celle-ci sera éteinte mais la deuxième ampoule restera toujours allumée. La mise en parallèle présente donc un avantage non négligeable par rapport à la mise en série.

5.3. Combinaison

r3

 Il est tout à fait possible de combiner mise en série et mise en parallèle de plusieurs résistances. Dans ce cas, on décompose le circuit en plusieurs parties. Ici, les résistances R1 et R2 sont en parallèles. Et la résistance équivalente (Re) est en

r4série avec la résistance R3.

La valeur de Re sera calculée grâce à la formule R1 x R2 / R1 + R2

Les deux résistances sont en série. La Re totale sera calculée grâce à la formule

r5

Re + R3.

On obtient donc au final la valeur d’une seule et même résistance équivalente au montage initial.

Application(s) aux enceintes acoustiques

La première chose à prendre en compte est que tout amplificateur peut délivrer une puissance maximale, puissance dépendante de ses composants électroniques utilisés, de son transformateur d’alimentation, de sa technologie,… On parlera alors de puissance maximale pour une charge donnée, c’est-à-dire l’impédance équivalente d’un groupement d’enceintes.

Prenons la fiche technique d’un amplificateur QSC RMX 2450 :

  • 8 ohms, par canal, en mode stéréo 500 Watts
  • 4 ohms, par canal, en mode stéréo 750 Watts
  • 2 ohms, par canal, en mode stéréo 1200 Watts

Ce tableau nous indique que la charge minimale admissible par l’amplificateur est de 2 ohms par canal. Pour cet amplificateur, une charge inférieure à 2 ohms par canal demanderait à celui- ci de fournir une puissance nettement supérieure, ce qu’il n’est pas capable de produire. Ce qui nous amène à dire que :

  • L’impédance équivalente d’un groupement d’enceintes ne peut jamais être inférieure à l’impédance de charge minimale acceptée par l’amplificateur de puissance. Elle doit être dans les tous les cas égale ou supérieure.

Exemple : Un amplificateur dont l’impédance de charge minimale est de 4 ohms ne pourra accepter un groupement d’enceintes dont l’impédance équivalente est de 2 ohms. Cet amplificateur pourra par contre accepter une charge dont l’impédance est de 4 ohms ou plus.

Remarque : Les fiches techniques des amplificateurs de puissance et des enceintes acoustiques nous indiquent en général l’impédance pour une fréquence de 1 KHz, notée également impédance nominale. En effet, l’impédance varie en fonction de la fréquence. La valeur nominale est là pour nous donner une idée de la charge que doit subir l’amplificateur.

Travailler sous 4 ou 8 ohms ? Avantages ? Inconvénients ?

La plupart des enceintes en sonorisation possèdent une impédance de 8 ohms. En travaillant avec une enceinte de 8 ohms par canal, notre amplificateur (QSC RMX2450, voir- ci-dessus) pourra fournir une puissance de 500 watts. Travailler avec deux enceintes de 8 ohms câblées en parallèle par canal permettrait un léger gain en puissance soit 750 watts au total.

Une application pratique ?

Toute enceinte possède une certaine directivité, souvent bien trop étroite que pour couvrir une zone d’écoute importante. Relier deux enceintes en parallèle par canal permettra de couvrir une zone plus importante tout en utilisant qu’un seul canal d’amplificateur. On économisera donc un canal.

Il y a bien sûr bien d’autres applications possibles : un musicien demande deux enceintes de retour devant lui mais avec un seul et même signal. Il suffira alors de les relier en parallèle, en respectant bien sûr la notion d’impédance.

Il ne faut pas oublier également que travailler avec une impédance relativement basse (4 ohms, 2 ohms) demande à l’amplificateur des « efforts » relativement importants. Un amplificateur travaillant sous 2 ohms chauffera beaucoup plus si il n’a pas été prévu (ou calculé un peu trop juste) par rapport au fait de travailler sous 8 ohms.

6.1. Cas classique

Le cas le plus classique sera celui où une seule enceinte est reliée directement à un canal de sortie d’un amplificateur.

6.2. Mise en série d’enceintes acoustiques

r6On a vu par la loi d’ohm que l’impédance équivalente d’un groupement d’enceintes reliées en série sera la somme des toutes les enceintes. Ainsi, deux enceintes de 8 ohms reliées en série auront une impédance équivalente de 16 ohms.


Deux cas possibles :

– Deux enceintes différentes reliées en série

Dans ce cas, chaque enceinte est alimentée au travers de l’impédance de l’autre. Si les deux enceintes sont r7différentes, il est très probable que les deux enceintes ne demandent pas la même énergie au même moment, tout simplement parce que les peak (ou crêtes) d’impédances ne se trouveront pas au même endroit, ou plutôt à la même fréquence sur les deux enceintes.

Il est donc déconseillé de relier deux enceintes différentes en série.

– Deux enceintes identiques reliées en série

Si deux enceintes identiques placées côte à côte sont reliées en série, elles travaillent avec une charge acoustique identique et demandent en même temps la même énergie. Dans ce cas, tout se passe comme si il ne s’agit que d’une seule enceinte dont la surface rayonnante est doublée et dont l’impédance est multipliée par deux.

6.3. Mise en parallèle d’enceintes acoustiquesr8
Lorsque deux enceintes sont reliées en parallèle, l’impédance équivalente sera le résultat du calcul décrit au paragraphe 5.2.

Chaque enceinte recevra la tension de sortie de l’amplificateur et travaille donc pratiquement dans les mêmes conditions.

Remarque : Lorsque deux enceintes de puissances différentes sont reliées en parallèle sur un même canal d’amplificateur, il faut toujours s’assurer de ne pas dépasser la puissance de l’enceinte la plus faible. C’est-à-dire qu’il faudra se baser sur l’enceinte la moins puissance pour régler le niveau de sortie de l’amplificateur.

6.4. Tableau général

r9

Ce tableau vous indique quelques impédances résultantes suite à un groupement d’enceintes :

7. Répartition de la puissance
Lorsqu’on relie plusieurs enceintes en série ou en parallèle, on peut se demander quelle sera la répartition de la puissance délivrée par l’amplificateur. Reprenons tout d’abord deux « principes » fondamentaux de l’électricité :

– En série, l’intensité qui va traverser chaque résistance sera identique.rr1

On peut donc écrire que le courant I total = I (R1) = I (R2) = I (Rn) = …

– En parallèle, c’est l’inverse. Dans ce cas, l’intensité totale est partagée entre les résistances. La tension est elle identique aux bornes de chaque d’elles.rr2

On peut donc écrire que I total = I(R1) + I(R2) + I(Rn) + …

Exemple d’application concrète, autre que pour les enceintes acoustiques :

Qui ne s’est jamais occupé de placer des piles dans un boitier, dans une télécommande,… ? Lorsque connecte deux piles identiques de 1,5 volt par exemple en série, la tension disponible sera alors de 1,5 V + 1,5 V soit 3 volts. L’intensité totale ne sera par contre pas modifiée. Elle sera équivalente à celle d’une seule pile.

Si on relie ces deux mêmes piles en parallèle, la tension restera de 1,5 volt. Ce sera cette fois l’intensité qui sera doublée.

Suivant l’application, on pourra associer différemment les piles en série ou en parallèle (ou les deux) afin d’obtenir une tension et une intensité plus ou moins élevée.

Mais revenons à nos enceintes et appliquons- leurs ces principes :

Petit rappel : Un rappel n’étant jamais inutile, nous allons reprendre les formules classiques de l’électricité.

La loi d’ohm nous donne la relation suivante :

U = R x I (ou R = U/I ou I = U/R)rr3

Une autre formule bien connue : P = U x I

Ce qui nous permet de retrouver toutes les valeurs plus ou moins facilement.

– Répartition de la puissance lors d’une mise en série

Nous venons de voir que dans un circuit en série, l’intensité est commune à toutes les résistances ou plutôt, à toutes rr4les impédances puisqu’il s’agit ici d’enceintes acoustiques.

Pour trouver la tension aux bornes de chaque impédance, nous avons à disposition la formule suivante : Ui = Zi . I (Le i correspond simplement au « numéro » de la résistance : 1, 2, …).

Sachant que I = U/R (ou U/Z), nous pouvons écrire la formule prédédente comme ceci :

Ui = Zi . Ua/Zt

Pour retrouver la puissance, nous utiliserons cette formule : Pi = Ri . I²

Remplaçons la valeur de I par U/Z ce qui nous donne

Pi = Ri . (Ua/Zt)²

Soit

Pi = Ua² . Zi / Zt²

Et voilà ! Vous pouvez maintenant calculer la puissance répartie par enceinte pour une association en série.

Mais rassurez- vous, nous verrons un exemple par la suite !

– Répartition de la puissance lors d’une mise en parallèlerr5

Dans un circuit en parallèle, c’est la tension qui est commune à toutes les impédances.

L’intensité étant identique pour toutes les branches du circuit ; nous utiliserons la formule suivante : Ii= U/Zi.

La puissance se calcule comme suit : P(Zi)= U²/Zi.

– Quelques exemples pour mieux comprendre

En série :

Nous avons à notre disposition l’amplificateur suivant : un RMX 2450 dont les caractéristiques sont les suivantes :

  • 8 ohms, par canal, en mode stéréo 500 Watts
  • 4 ohms, par canal, en mode stéréo 750 Watts
  • 2 ohms, par canal, en mode stéréo 1200 Watts

Et deux enceintes dont une possède une impédance nominale de 8 ohms et l’autre de 4 ohms. Nous pouvons déjà calculer l’impédance résultante (Zt) soit 8 + 4 ohms = 12 ohms.

Grâce aux caractéristiques de l’amplificateur, nous pouvons retrouver la tension de sortie aux bornes de celui- ci :

U= √P.R soit √500.8 soit 63 volts.

En se basant sur la puissance sous 4 ohms : √750.4 soit 55 volts.

Etant donné que l’impédance résultante s’approche plus de 8 ohms que de 4, nous prendrons la valeur de la tension sous 8 ohms, soit 63 volts. L’idéal étant bien sûr de calculer la tension réelle pour autant que les données constructeur le permettent.

Puissance pour l’enceinte Z= 4 ohms. Nous utiliserons la formule suivante :

Pi = Ua² . Zi / Zt²

P= 63² . 4 / 12²

P= 15 876 / 144

P= 110,25 watts

Puissance pour l’enceinte Z= 8 ohms

P= 63² . 8 / 12²

P= 31752 / 144

P= 220,5 watts

Ceci nous permet de trouver la puissance totale de l’amplificateur sous une charge de 12 ohms soit 110,25 watts + 220,5 watts = 330,75 watts.

En parallèle :

Reprenons toujours le même amplificateur ainsi que les deux mêmes enceintes.

L’impédance résultante (Zt) sera de 8 x 4/ 8 + 4 soit 2,66 ohms.

Appliquons notre formule pour retrouver la puissance aux bornes de l’enceinte de 4 ohms.

La tension aux bornes de l’amplificateur sera de U= √P.R soit √1200.2 soit 49 volts.

Appliquons nos données dans la formule :

P(Zi)= U²/Zi

P= 49²/4

P= 600,25 watts

La puissance aux bornes de l’enceinte de 8 ohms sera de

P= 49²/8

P= 300 watts

On peut en conclure que la puissance délivrée par l’amplificateur sous une impédance totale de 2,66 ohms est de 600 watts + 300 watts = 900 watts.

Lorsque les deux enceintes possèdent la même impédance, la puissance sera simplement répartie de façon égale entre les deux.

Vous avez maintenant toutes les formules nécessaires afin de calculer puissances et impédances totales.

Questions fréquentes

Sur la plupart des enceintes, on retrouve à l’arrière de celles- ci plusieurs fiches, qu’elles soient de type Speakon pour les modèles récents à des fiches XLR ou Jack pour de plus anciennes séries.

rr6La question qui se pose alors est de savoir de quelle façon sont reliées ces fiches entre-elles. Plusieurs cas peuvent se présenter dont un qui se présente assez régulièrement. C’est celui-ci que nous verrons.

Pour illustrer nos propos, prenons le cas similaire d’une enceinte relativement courante : la SX300 d’Electro- Voice. Comme nous pouvons le voir sur la photo, on retrouve à l’arrière de cette enceinte deux connecteurs Speakon.

Si nous prenons le temps de démonter la plaque où se trouvent les connecteurs, cela nous permettra de voir le rr7câblage. Et que voyons- nous ?

Les deux fiches sont reliées en parallèle. Ce qui veut dire que pour alimenter cette enceinte via un ampli, on peut utiliser n’importe laquelle de ces deux fiches.

Et pour relier en parallèle une deuxième enceinte SX300 à la première, il suffira de repartir de la Speakon encore libre vers la deuxième enceinte à l’aide d’un câble.

La plupart des enceintes sont donc prévues pour être reliées en parallèle entre-elles assez facilement. La mise en série étant plus rare.

La mise en parallèle est par exemple utilisée pour câbler deux retours de scène pour un musicien.

Le cas est simple : un câble provient de l’amplificateur et arrive dans la première enceinte. Un autre câble est utilisé pour repartir de cette même enceinte vers la deuxième.

Il s’agit bien de mise en parallèle. Voici le schéma équivalent :

Il existe bien sûr d’autres types de câblage selon le fabricant, le fait que les enceintes puissent être utilisées en filtrage actif ou passif,… En cas de doute, n’hésitez pas à consulter les fiches techniques et modes d’emploi des constructeurs. C’est à cela que ça sert !

La couleur des conducteurs a-t-elle une importance ?

Une « norme » universelle veut que ce soit le conducteur rouge qui servira au pôle positif et le conducteur noir au pôle négatif. Et il est utile de rappeler que cette couleur est uniquement la couleur de l’isolant et qu’elle permet simplement de se repérer plus facilement! Elle n’a aucun rôle électrique sur le signal qui transitera via ce conducteur. On pourrait donc très bien décider d’utiliser le rouge pour le pôle négatif…

Lors d’une mise en parallèle ou en série, il est important de respecter la polarité des deux enceintes. Une inversion provoquerait en effet des problèmes de phase.
Didier Pietquin © Février 2006

http://www.techniquesduson.com/impedance1.html

http://www.techniquesduson.com/index.html

printer copy: Amplificateurs

Speaker dimensioning

In Amps, Gears, Speakers on December 13, 2013 at 10:17 am

How to determine your speaker configuration, based on the Sound Pressure Level ( SPL) you want and the dimensions of the room. Check it here.

Speaker dimensioning

1x10

speakers

based upon Rick Jones’ white papers from Acoustic Image

Raezer’s Edge FAQ: Guitar Amps?

In Amps, Gears, Speakers on January 19, 2011 at 9:52 am

Q: What guitar amp heads do you recommend with your cabinets ?

Fender UltraLight

A: Highly recommended is the new Clarus and Focus amplifers, by Acoustic Image.   The new Clarus 2R+ is outstanding with an extra channel for a microphone. Other recommended amp heads are the Evans – AH200, Fender Jazzmaster Ultralight and the Walter Woods. These are solid state and have built in reverb units, except for Walter Woods. The Fender Ultralight Jazzmaster works best with our 4 ohm Twin 8 and Twin 8 Tower cabinets. Tube type amps work well also, and sound best with our 8 ohm speaker cabinets and they are safer with the 8 ohms.

Clarus+

Amplifiers that are ”Combos” ( built in speakers ) work well also. Some of these amplifiers have an extension speaker out jack. Typically our 8 ohm cabinets work best with these.

Evans-Ah200