Journal de construction
Needle : la légendaire colonne large bande élancée, calculée et mesurée
La Needle est l'une des enceintes large bande DIY les plus connues : une colonne élancée avec un seul haut-parleur de 10 cm, qui joue avec un son étonnamment ample. J'en ai construit une, et elle figure dans Loudsmith sous forme de modèle prêt à l'emploi. Cet article compare ce que dit le projet d'origine, ce que calcule Loudsmith et ce que montre une mesure.
La Needle en bref
- Haut-parleur : Dayton Audio RS100-4, large bande 4", 4 Ω
- Caisse : TQWT, une ligne à section croissante
- Dimensions : 160 × 950 × 196 mm (l × h × p)
- Ligne : longueur 1 746 mm, 46 → 130 cm²
- Sortie : 25 × 110 mm à l'avant, en bas
- Correction : 2,7 Ω ∥ 0,18 mH ∥ 22 µF en série avec le haut-parleur
D'où vient la Needle
Le projet d'origine a été dessiné par un constructeur connu sous le nom de Cyburgs et partagé sur le Hifi-Forum sous la forme d'un simple croquis. La Needle n'a pas été conçue autour d'un haut-parleur précis et s'est rapidement répandue parmi les amateurs. Udo Wohlgemuth, d'Acoustic Design Magazin, a demandé l'autorisation à l'auteur et l'a retravaillée pour le Dayton RS100. Le guide de construction mis à jour a paru en juillet 2017 sous le titre « Needle aufgewärmt ».
Pourquoi le Dayton : les petits large bande ont généralement leur résonance bien au-dessus de 100 Hz. Celle du RS100 se situe vers 75 Hz, près de 40 Hz plus bas que les haut-parleurs de la Needle d'origine. L'auteur a choisi la version 4 ohms parce que, sur le même amplificateur, elle joue environ 3 dB plus fort que la version 8 ohms.
Comment fonctionne une ligne TQWT
Une TQWT, un tube quart d'onde conique, est apparentée à la ligne de transmission mais obéit à d'autres règles :
- À l'extrémité fermée, sa section est à peu près celle de la membrane, et elle s'élargit de deux à trois fois vers la sortie.
- Sa longueur vaut un quart de la longueur d'onde de la fréquence d'accord.
- Le haut-parleur se place entre le tiers et la moitié de la longueur depuis l'extrémité fermée.
- La sortie est plus petite, environ la moitié de la surface de la membrane.
L'idée remonte à Paul Voigt en 1934, d'où son autre nom de tuyau de Voigt. Dans la Needle, la ligne est repliée en son milieu par une cloison inclinée qui va de 42 mm derrière la façade en bas à 86 mm en haut. Les flancs, le dessus et le fond sont en MDF de 25 mm, la façade et le panneau arrière en 12 mm. L'amortissement se résume à une seule bande de ouate de polyester de 10 cm de large, posée dans la ligne sans être pliée.
Le circuit de correction
Le RS100-4 présente un niveau légèrement relevé entre 400 et 5 000 Hz, que le baffle étroit accentue encore. Le circuit de correction, une résistance de 2,7 Ω, une self de 0,18 mH et un condensateur de 22 µF en parallèle, le tout en série avec le haut-parleur, dompte cette bosse vers 2,5 kHz. Les valeurs proviennent du kit d'origine. L'auteur a délibérément laissé le pic à 18 kHz tel quel.
Ce que calcule Loudsmith
Le modèle montre un petit large bande typique : le grave descend en pente douce, −6 dB vers 65 Hz, et la ligne le prolonge plus bas, mais plus faiblement. À 50 Hz, il atteint au mieux environ 80 dB avant d'épuiser ses 4 mm d'excursion. À 150 Hz, il monte à 96 dB. C'est largement suffisant pour une écoute rapprochée au salon, pas pour une fête.
L'impédance est le meilleur test d'un modèle de ligne, car toute la caisse la façonne. L'article d'origine donne l'impédance mesurée de la Needle terminée, et la comparaison avec le calcul se présente ainsi :
| Fréquence | Mesurée (ADW) | Loudsmith |
|---|---|---|
| 80 Hz | 12,2 Ω | 12,0 Ω |
| 500 Hz | 3,9 Ω | 3,7 Ω |
| 2,5 kHz | 6,5 Ω | 6,6 Ω |
| 20 kHz | 9,9 Ω | 10,0 Ω |
Un écart de 0,2 Ω au plus signifie que le modèle restitue correctement à la fois la ligne et la correction. Cette comparaison fait partie des tests automatisés de Loudsmith.
Mesurer l'enceinte terminée
Je mesurerai ma Needle avec un microphone de mesure UMIK-1 depuis la page mesure d'enceinte : en champ lointain pour le médium et l'aigu, en champ proche devant la membrane et à la sortie de la ligne pour le grave. La courbe mesurée figurera ici à côté du calcul, pour que vous puissiez voir où le modèle concorde et où il s'écarte.
La mesure est en cours. Je mettrai l'article à jour dès que je l'aurai.
Construisez-la vous-même
La Needle est un modèle prêt à l'emploi dans l'application : dans le concepteur, choisissez Needle dans « Partir d'un modèle ». Vous obtenez les dimensions, un plan avec la cloison, la correction et la liste d'achats. Pour les plans de l'auteur et le kit, consultez l'article d'origine d'Acoustic Design Magazin.
Outils gratuits: Planificateur de pièce · Mesure d'enceinte