Enquête sur les conceptions de pied de page audio

Les vibrations parasites des haut-parleurs peuvent se transmettre directement aux surfaces de la pièce par contact avec le sol. Les surfaces de la pièce rayonnent alors par sympathie ces vibrations sous forme de bruit audible, ce qui peut affecter l’écoute de la musique. Le problème est encore aggravé par la grande surface de la pièce qui rayonne le son avec une grande efficacité. Les vibrations à basse fréquence sont les pires contrevenants en raison de leur capacité à se déplacer dans la structure de la pièce avec peu d’impédance.

Même avec une isolation de base des vibrations, il est possible d’atténuer ces effets dégradants des vibrations transmises par la structure. Le fait de placer des pieds audio isolants des vibrations sous les haut-parleurs réduit le temps de réverbération, les artefacts de décroissance des vibrations et la distorsion à certaines fréquences[1]. Des effets positifs similaires sont constatés en isolant l’électronique audio des vibrations. Le degré de ces avantages peut varier considérablement entre les conceptions de pied de page audio.

Mesurer l’isolation vibratoire

Nous avons cherché à mesurer les performances d’isolation vibratoire de plusieurs conceptions populaires de bas de page audio. Nous avons ensuite mesuré nos Carbide Base bas de page selon les mêmes critères, à des fins de comparaison. L’isolation vibratoire a été mesurée pour chaque semelle audio dans les directions horizontale et verticale. Trois sources de vibrations différentes ont été utilisées pour générer des vibrations : une table vibrante électromagnétique, un caisson de basses et un haut-parleur à deux voies. Dans chaque expérience, quatre pieds audio ont été placés sur la source de vibrations, puis une plaque d’aluminium a été placée sur les pieds audio. Des poids ont été boulonnés à la plaque d’aluminium pour simuler la masse d’un haut-parleur ou d’un équipement audio ayant une masse totale d’environ 32 kg (70 lbs). Des capteurs accéléromètres piézoélectriques Measurement Specialties ACH-01 ont ensuite été fixés à la plaque avec du ruban adhésif double face pour mesurer l’accélération dans les directions horizontale et verticale.

Table de vibration électromagnétique

Une table vibrante électromagnétique a été utilisée pour obtenir la première série de mesures. La table était commandée numériquement pour moduler l’amplitude et la fréquence des vibrations de la surface de la table. Pour déterminer l’amplitude des vibrations de la table, un capteur accélérométrique a été fixé à la table, puis un multimètre a été utilisé pour mesurer la sortie de l’amplificateur du capteur. La même chose a été faite avec un deuxième capteur accélérométrique fixé à la plaque d’aluminium. Les mesures ont été prises à partir du capteur de la plaque par intervalles de 5 Hz, de 10 Hz à 200 Hz. La table vibrante a été réglée à chaque intervalle pour s’assurer qu’elle vibrait avec une accélération de 2,5 m/s2. Ces mesures se sont concentrées sur la région des basses fréquences afin de déterminer les performances d’isolation vibratoire autour de la fréquence de résonance de chaque pied audio.

L’avantage de cette expérience était que la table offrait des vibrations constantes tout au long des mesures. Cela a permis d’identifier clairement les résonances dans les pieds de page audio. L’inconvénient de cette expérience était sa résolution limitée en raison de l’espacement des mesures. Cette expérience n’a pas non plus permis de comprendre le comportement de la décroissance des vibrations.

Subwoofer

Un subwoofer a été utilisé comme source de vibrations pour obtenir des mesures de balayage dans la région des basses fréquences. Un PC a été utilisé pour générer un signal sinusoïdal à balayage logarithmique de 15 Hz à 200 Hz qui a ensuite été diffusé par le subwoofer. Les capteurs accéléromètres ont été fixés au bord avant et au sommet de la plaque pour mesurer simultanément les vibrations horizontales et verticales. Le PC a été utilisé pour enregistrer la sortie des capteurs montés sur plaque. Les mesures ont ensuite été traduites en graphiques en cascade montrant la décroissance des vibrations. L’axe Y des graphiques de cascade a été réglé pour ignorer les artefacts du plancher de bruit, où 0 dBFS correspondait à la limite avant écrêtage. Le NPA maximum pendant le balayage était de 93 dBA, mesuré sur le sol de notre usine réverbérante à une distance de 1 m . L’accélération horizontale maximale du caisson pendant le balayage était de 2,4 m/s2.

Haut-parleur à 2 voies

Un haut-parleur à deux voies a été utilisé comme source de vibrations pour obtenir des mesures de balayage dans les régions de fréquences moyennes et aiguës. L’expérience a été menée en utilisant le même processus que l’expérience sur les subwoofers, sauf que les balayages ont été effectués de 200 Hz à 1 kHz pour les médiums et de 1 kHz à 10 kHz pour les aigus. Une autre différence était que les amplificateurs des capteurs accélérométriques étaient réglés pour fournir un gain de +20 dB par rapport aux mesures du subwoofer. Le gain supplémentaire a été appliqué en raison de l’amplitude de vibration intrinsèquement plus faible des fréquences plus élevées. Le gain plus élevé a également augmenté le plancher de bruit, ce qui a nécessité de limiter la partie visible des graphiques de cascade des moyennes et hautes fréquences pour éviter les artefacts du plancher de bruit. Le SPL maximum du haut-parleur était également de 93 dBA pendant les balayages, la tension d’alimentation étant maintenue constante pendant toutes les mesures. L’accélération horizontale maximale subie par le caisson pendant les balayages était de 1,9 m/s2.

Les expériences sur les caissons de basse et les haut-parleurs avaient l’avantage d’offrir une vue haute résolution du comportement de décroissance des vibrations de chaque pied audio. Les inconvénients étaient que les vibrations des armoires n’étaient pas aussi cohérentes avec la fréquence que dans l’expérience de la table vibrante. Le comportement vibratoire des cabinets était cependant cohérent entre les mesures, ce qui permet des comparaisons relatives utiles entre les pieds audio. Chaque mesure a été prise deux fois de suite, puis la moyenne a été calculée afin de lisser les irrégularités du comportement vibratoire des armoires.

Cliquez sur le texte Mesures sous chaque appareil pour faire basculer la visibilité de ses graphiques.

Les mesures horizontales et verticales sont indiquées sur des onglets séparés.

Avis de non-responsabilité

Ces expériences ont simulé les amplitudes de vibration ressenties directement au niveau du caisson d’un haut-parleur ou d’un subwoofer jouant à un volume modéré à élevé. Certains pieds audio peuvent mesurer différemment lorsqu’ils isolent des vibrations de plus faible amplitude. De plus, la masse supportée influence la performance de certains pieds audio, donc changer la masse peut modifier les mesures. Enfin, ces mesures ont toutes été effectuées avec un stimulus vibratoire sinusoïdal à l’état approximativement stable, ce qui est différent de l’état dynamique de la musique.

Conclusion

Les performances d’isolation vibratoire des semelles audio testées varient considérablement. Dans la plupart des cas, les vibrations parasites indésirables ont augmenté à travers les pieds dans les basses et les fréquences moyennes inférieures. Dans d’autres cas, l’amortissement était insuffisant et les résonances se poursuivaient longtemps après le stimulus initial, comme l’indiquent les longs temps de décroissance dans certains graphiques de cascade.

Les pieds de la Carbide Base étaient uniques en leur genre en raison de leur capacité supérieure à isoler et à amortir les graves et les bas médiums, maximisant ainsi la clarté de ces fréquences.