Les haut-parleurs sont bien plus simples – et pourtant compliqués – que vous ne le pensez.
Les systèmes de haut-parleurs sont composés de plusieurs types de haut-parleurs, dont les tweeters. Mais que sont les tweeters ? Et que font les tweeters ?
Dans ce post complet, je répondrai à vos questions d’une manière que tout le monde peut comprendre.
Je vous aiderai également à en apprendre beaucoup plus sur les types de tweeters. Vous apprendrez comment ils sont utilisés, pourquoi ils sont importants, et bien plus encore.
Infographique – Tweeter facts
Que sont les tweeters ?
Les tweeters sont les haut-parleurs d’un système d’enceintes qui produisent la gamme supérieure du son que vous entendez. Parce que les fréquences sonores supérieures ont des ondes sonores plus petites, leur taille est plus petite que celle des autres haut-parleurs avec lesquels ils travaillent.
Un tweeter est un type de haut-parleur électromécanique qui produit du son et de la musique dans la gamme musicale supérieure (haute fréquence). Ils complètent les woofers et les autres haut-parleurs qui ne peuvent pas produire des sons plus aigus.
Les tweeters sont généralement de petite taille car ils produisent un audio de plus petite longueur d’onde et ont un petit cône. En général, ils sont mieux utilisés lorsqu’ils sont dirigés vers l’auditeur.
La plupart sont limités à une gamme spécifique de production audio, comme 3 kilohertz à 20 kilohertz (kHz) maximum, bien que cela dépende des limites du haut-parleur spécifique. La gamme typique de l’audition humaine est d’environ 20 Hz à 20kHz.
Le kilohertz est un terme utilisé pour décrire la fréquence du son produit, ou les cycles par seconde d’une forme d’onde de signal audio.
Pièces de base du tweeter
Image d’un tweeter de voiture démonté. On voit l’ensemble aimant (à gauche) et l’ensemble dôme/grille/borne de câblage (à droite). La bobine mobile est fixée à l’arrière du dôme. Sur cette image, le dôme est fait d’un matériau argenté – très probablement du mylar ou un autre type de plastique ou autre matériau léger.
La conception typique du tweeter (bien que divers autres types existent) consiste en un petit aimant avec un espace circulaire à l’intérieur. Une bobine mobile en fil de cuivre enroulé, appelée bobine mobile, est fixée à un dôme de haut-parleur fait d’un de nombreux matériaux différents.
Cet ensemble est inséré et suspendu à l’intérieur de l’espace de l’aimant. Le dôme est soutenu sur ses côtés, comme les autres haut-parleurs, par un matériau flexible mais rigide.
Que font les tweeters ?
Avez-vous de la bonne musique ? Les tweeters rendent la bonne musique possible dans les systèmes de haut-parleurs que vous voyez partout. Les enceintes stéréo domestiques comme ces enceintes de bibliothèque Dayton Audio B652 utilisent un tweeter peu coûteux mais efficace pour remplir la plage sonore qu’un woofer ne peut pas produire. Ensemble, ils travaillent pour donner une gamme complète de production sonore.
Les tweeter sont utilisés pour produire un son de gamme supérieure (aigus) et complètent d’autres haut-parleurs qui ne sont pas adaptés pour cela.
« Aigus » est un mot utilisé pour décrire les parties de la musique dans la gamme supérieure, comme les cymbales, les sons synthétiques de clavier, les effets de batterie et le son « tssst tsst » (aigu) de divers instruments de musique.
Lorsqu’un signal musical amplifié est appliqué au tweeter via les connexions de câblage positives (+) et négatives (-), la bobine mobile crée un champ magnétique à l’intérieur de la zone d’entrefer magnétique permanent de l’aimant.
Ce champ variable fait que la bobine et le dôme du tweeter se déplacent en avant et en arrière, déplaçant l’air très rapidement en suivant le signal. Ce faisant, un son est produit.
Les tweeter dans la reproduction musicale – pourquoi ils sont importants
La musique est constituée de bien plus qu’une gamme limitée de sons. C’est une combinaison très complexe de différentes tonalités, fréquences et autres caractéristiques. Celles-ci sont produites par différents instruments, la voix des chanteurs et les éléments ajoutés lorsque la musique est enregistrée.
Les tweeters sont essentiels dans un système de sonorisation pour produire toute la gamme de sons que vous pouvez entendre.
La musique est beaucoup plus agréable et sonne beaucoup plus naturelle grâce à cela.
Imagerie stéréo
L’imagerie stéréo est le terme utilisé pour décrire la façon dont la musique est enregistrée et lue pour donner des repères spatiaux. Par exemple, la musique enregistrée par des musiciens peut avoir certains instruments dans le canal gauche, le centre et le canal droit. Les tweeters sont importants pour cela aussi, car ils reproduisent les indices audio de plus haute gamme qui indiquent à votre cerveau d’où viennent les sons en créant une « image ».
La musique a différents sons sur presque toute la gamme que nos oreilles peuvent entendre. De plus, elle est normalement enregistrée en stéréo de manière à permettre la reproduction de l’instrument original du studio et du placement des sons (gauche, droite, centre, etc.).
Cela crée ce qu’on appelle l’imagerie stéréo.
Diverses tonalités sonores &les signaux sont importants. Ils donnent des « indices » à votre cerveau sur ce que vous entendez ainsi que sur l’endroit de la zone d’écoute où ils sont situés.
Tweeter de voiture
Une image montrant 3 des supports de tweeter les plus typiques installés en usine. A gauche : tableau de bord. Centre : pilier monté. Droite : porte supérieure montée. Tout comme les haut-parleurs stéréo de la maison, ils sont utilisés avec d’autres haut-parleurs comme les woofers. Dans les voitures, ils sont souvent montés plus haut dans le véhicule et plus près de la tête des auditeurs. C’est parce que les tweeters sont directionnels.
Comme les tweeters produisent des sons à haute fréquence, dans les voitures ils sont utilisés comme partie d’un système de haut-parleurs mais jamais seuls. Ils sont toujours utilisés en plus d’autres haut-parleurs.
Ces systèmes de haut-parleurs se composent généralement d’un haut-parleur de graves (ou « médium »), d’un ou plusieurs filtres passifs et d’un tweeter séparé.
Les haut-parleurs de graves produisent des fréquences plus basses qui ont des ondes sonores plus larges et ne sont pas aussi exigeants en termes d’emplacement. Les tweeters, en revanche, sont « directionnels ». Cela signifie que le son qu’ils produisent est mieux entendu lorsqu’ils sont dirigés vers vos oreilles.
Les tweeters installés en usine sont souvent placés à un endroit qui n’est pas idéal. C’est parce qu’il s’agit d’un compromis entre l’espace dans le véhicule, les coûts de production et d’autres facteurs similaires.
L’emplacement du tweeter n’est pas considéré comme très important par les constructeurs automobiles, sauf pour les véhicules de luxe et d’autres systèmes sonores haut de gamme.
Les systèmes stéréo de voiture personnalisés obtiennent souvent le meilleur son en utilisant un montage personnalisé pour surmonter les limitations de l’espace et des emplacements de montage. En outre, les tweeters d’après-vente (hors usine) sont disponibles dans un large éventail de niveaux de qualité dont je discuterai plus loin.
Comment sont utilisés les tweeters ?
Utilisations courantes dans les systèmes de haut-parleurs
Pour un son de haute qualité, on utilise un ensemble comme ce système de composants de voiture CT Sounds Strato. Les systèmes de haut-parleurs à composants utilisent généralement un woofers et des tweeters connectés à des crossovers de haut-parleurs conçus pour les faire correspondre et séparer la production sonore. Même ceux dont le prix est modéré comme cet ensemble peuvent produire un excellent son.
Les tweeters sont utilisés dans les systèmes de haut-parleurs pour un nombre limité de raisons (ils ne sont jamais utilisés seuls) :
- Dans un système de haut-parleurs à 2 ou 3 voies pour produire un son que les autres haut-parleurs ne peuvent pas
- Pour ajouter plus de son à haute fréquence (aigus) pour un effet supplémentaire
La plupart des systèmes de haut-parleurs utilisés aujourd’hui sont appelés « 2 voies », car ils utilisent une combinaison de 2 haut-parleurs auxquels on fournit une gamme limitée de son à produire. C’est parce que presque aucun haut-parleur vendu aujourd’hui avec un seul cône ne peut produire toute la gamme de sons que vous pouvez entendre.
La principale raison en est que les grands haut-parleurs ne peuvent pas bien produire les fréquences plus élevées (aigus) et les petits haut-parleurs ne peuvent pas produire les plus grandes fréquences (basses).
Les haut-parleurs, en général, sont spécialisés et sont mieux adaptés à une gamme de sons.
Les haut-parleurs (souvent appelés haut-parleurs « midbass », « midwoofers », et parfois à tort « midrange ») ont normalement une faible production de son dans la gamme supérieure.
C’est pourquoi les tweeters sont essentiels pour fournir cette gamme de son manquante.
Pourquoi les tweeters ont-ils besoin de crossovers ?
Les crossovers de haut-parleurs de voiture (à gauche) et de haut-parleurs stéréo domestiques (à droite) sont chargés de diriger les basses vers un woofer et les aigus vers un tweeter. Ils protègent le tweeter et bloquent la distorsion et la puissance des basses potentiellement dommageables pour le surcharger.
Comme je l’ai mentionné précédemment, les tweeters ont besoin de filtres comme ceux de l’image ci-dessus pour un certain nombre de raisons :
- Les tweeters ne peuvent pas jouer des sons à basse fréquence – ils se déforment fortement
- Ils peuvent être endommagés si un ou des signaux à basse fréquence suffisamment importants les entraînent
- Il réduit la puissance appliquée et aide à le protéger
Comprendre les filtres de haut-parleurs
Les filtres de haut-parleurs à 2 voies (passifs) sont extrêmement courants. Le tweeter reçoit les sons qui ont permis de passer au-dessus du point de croisement. Au-dessous du point de croisement. Le filtre à 2 voies illustré est réalisé en combinant une section passe-haut et une section passe-bas. Dans ce schéma, une inductance (bobine de fil) est représentée par « L » et le condensateur par « C. »
Dans de nombreux cas, les tweeters sont livrés avec un simple condensateur connecté en série avec l’une des bornes de câblage. C’est normalement la borne positive (+) par convention.
Les condensateurs agissent comme un filtre audio d’ordre unique (un seul étage). C’est-à-dire qu’ils ont une pente de croisement qui fonctionne à un taux de -6 décibels par octave (dB). Une octave est un terme utilisé en audio et représente un doublement ou une division par deux d’une fréquence.
Par exemple : 400 Hz est une octave au-dessus de 200 Hz.
Des filtres d’ordre supérieur filtrent encore plus de basses qui atteindraient les tweeters et sont encore plus efficaces. -12dB/octave (2e ordre) est l’un des plus courants et est efficace sans être trop coûteux.
Comme vous pouvez le voir dans l’image ci-dessus, un crossover de 2e ordre (-12dB) nécessite un composant supplémentaire appelé inducteur. Il s’agit de bobines de fil qui réagissent à la musique et réduisent la sortie vers le haut-parleur à certaines fréquences.
Image : Une enceinte stéréo domestique typique à 2 voies avec un tweeter. Dans cette conception à faible coût, un seul condensateur est utilisé en série comme un filtre passe-haut pour filtrer les basses. Cela empêche la distorsion et les dommages potentiels pour lui aussi.
Que signifie l’évaluation de l’impédance d’un tweeter ?
L’impédance, évaluée en Ohms, est un terme utilisé pour décrire la résistance électrique totale au courant pour un haut-parleur.
La bobine mobile d’un tweeter est faite d’une longue quantité de fil enroulé dans une bobine. Ce fil présente une résistance électrique.
L’impédance est importante car les filtres sont conçus pour la puissance de vos tweeters. En outre, les tweeters doivent être appariés avec des woofers et d’autres haut-parleurs avec une évaluation similaire.
Si vous désappariez l’impédance des haut-parleurs, l’un jouera à un volume plus élevé que l’autre car plus de puissance les alimente. C’est parce que la puissance développée par un haut-parleur est directement évaluée à sa cote en Ohms.
Traditionnellement, les haut-parleurs stéréo domestiques sont évalués à 8 ohms tandis que les haut-parleurs de voiture sont généralement de 4 ohms. Cela peut varier.
Ce qui est intéressant, c’est que, par exemple, les haut-parleurs de 8 ohms ne sont pas exactement 8 ohms. C’est une approximation. Ils tombent généralement un peu en dessous de cela dans la pratique.
Puissance nominale du tweeter
Le tweeter moyen ne peut pas gérer de grandes quantités de puissance comme les haut-parleurs plus grands peuvent le faire. Les woofers et autres haut-parleurs plus grands peuvent dissiper de plus grandes quantités de chaleur et ont un calibre de câblage de bobine mobile plus grand.
A quelques exceptions près, des puissances nominales comme 15W (watts) RMS et plus sont réalistes. 25W-50W sont assez courants pour les modèles à prix moyen vendus aujourd’hui.
Les tweeters doivent correspondre à l’impédance nominale attendue d’un amplificateur. Les amplificateurs peuvent surchauffer s’ils sont utilisés avec des haut-parleurs dont l’impédance est trop faible pour leur conception. (Par exemple : utiliser des tweeters de 4 ohms avec une stéréo évaluée à 8 ohms minimum n’est pas acceptable).
Efficacité des tweeters (indice SPL)
Comme les autres types de haut-parleurs, les tweeters ont un indice d’efficacité. Cela vous indique combien de volume, en décibels (dB), un tweeter produit pour une quantité spécifique de puissance. Ceci est normalement répertorié comme le paramètre « SPL ».
Dans le cas des haut-parleurs, une efficacité plus élevée est souhaitable. Pour des tweeters moyens, vous pouvez vous attendre à trouver cela entre 89dB et 91dB à 1W.
Note : dB @ 1W/1m est une façon standard de mesurer l’efficacité d’un haut-parleur avec un équipement de test avec un microphone positionné à 1 mètre. Cependant, il existe 2 types de tests pour cela et cela peut prêter à confusion.
Il est important, lorsque vous comparez des tweeters, de vous assurer que les mesures sont basées sur des types de mesures similaires. Dans la mesure du possible, comparez 2 tweeters avec des mesures basées sur la même norme d’efficacité (1W/1M ou 2,83V/1M).
La raison en est que les tweeters de 8 ohms ont besoin d’une tension plus élevée appliquée pour créer 1W de puissance par rapport à un modèle de 4 ohms. De même, l’appariement des tweeters aux woofers nécessite une attention similaire lors de l’achat.
Types de tweeters courants et matériaux
Matériaux
Exemples de certains des types de tweeters les plus courants aujourd’hui. Les tweeters à dôme souple (à gauche) sont souvent fabriqués avec des matériaux textiles ou en soie, comme ceux présentés ici. Les tweeters à dôme métallique (à droite) sont généralement fabriqués à partir d’aluminium, de titane ou d’une certaine conception hybride. Certains auditeurs préfèrent l’un plutôt que l’autre, bien qu’un tweeter bien conçu d’un type donné puisse être plus performant que l’autre. Il est important de vérifier toutes les spécifications et la réponse en fréquence si elle est fournie.
Il y a simplement beaucoup trop de matériaux utilisés pour les énumérer ici, mais je vais couvrir certains des plus courants. N’oubliez pas que certains vendus aujourd’hui sont faits d’une variété de matériaux moins communs.
De plus, il est important de toujours vérifier de près car parfois les spécifications ne sont pas claires et sont trompeuses.
Certains des matériaux les plus courants utilisés pour les tweeters comprennent :
- La soie, le textile ou d’autres tissus
- Le mylar ou d’autres plastiques (généralement dans les tweeters à bas prix)
- Des plastiques revêtus de métal &Tweeters à dôme en PEI
- Métaux : aluminium, titane et alliages
- Céramiques et dômes revêtus de céramique
- Kapton (dans les tweeters à ruban)
La soie et le textile font partie des matériaux les plus courants utilisés dans les tweeters à dôme souple. Le titane et d’autres types de métaux comme l’aluminium sont également assez courants pour les tweeters de gamme de prix moyenne à supérieure.
Les tweeters à dôme en soie sont parmi les types les plus courants vendus aujourd’hui. Ils sont souvent un bon compromis entre le coût, la performance et la qualité sonore. Un excellent exemple est cette paire de tweeters de voiture Polk Audio DB1001.
Ces types ont tendance à bien fonctionner et, en raison de leur rigidité supplémentaire, sont souvent associés à une certaine « couleur » de son. D’autres matériaux spéciaux comme la céramique et même le diamant sont également utilisés dans d’autres.
Cependant, il est très important de comprendre que le type de matériau utilisé pour le dôme du tweeter ne détermine pas à lui seul sa qualité. Vous devez toujours vérifier les spécifications telles que le tableau de réponse en fréquence si elles sont fournies.
Si aucune n’est fournie, il est préférable d’envisager de chercher plus d’informations et d’acheter un modèle qui fournit ces informations.
Sinon, vous prenez le risque d’acheter un tweeter trop « brillant » ou « dur » en ce sens qu’il peut avoir certaines gammes de sons qu’il accentue trop ou pas assez.
« Super tweeters » et cornets
Les tweeters à cornet (à gauche) sont souvent pilotés par un pilote piézoélectrique au lieu d’un assemblage magnétique. Les tweeters piézoélectriques sont très forts et efficaces mais ne sont pas très bons en termes de qualité musicale. Un « super tweeter » est généralement piloté par un aimant et produit plus de volume et a une puissance nominale plus élevée que les produits moyens. Les deux sont souvent utilisés pour les événements musicaux et les rassemblements en plein air.
Moteurs à corne et à compression
Les tweeters à corne constituent une classe particulière de haut-parleurs. Les modèles d’entrée de gamme comme les tweeters piézoélectriques sont peu coûteux et ne sont pas géniaux pour produire de bonnes tonalités musicales, mais ils sont bon marché et très efficaces. Leur volume est souvent beaucoup plus élevé que les tweeters standard (96dB contre 91dB produits à 1 watt, par exemple).
D’autres tweeters à pavillon utilisés dans les systèmes home-stéréo de très haute qualité ont une très bonne réponse en fréquence ainsi qu’un très bon son. Il s’agit le plus souvent de haut-parleurs de type « pavillon de compression ».
Les pavillons de compression utilisent une petite ouverture dans un corps de pavillon qui se dilate du dôme du tweeter vers l’extérieur. Ils utilisent un aimant et un dôme de tweeter spécialement conçus pour diriger le son de manière plus efficace.
Les tweeters à pavillon standard utilisent un matériau de corps en plastique léger.
Super tweeters
Construits pour une puissance plus élevée et pour produire des volumes plus importants, les super tweeters sont comme une version plus forte des tweeters standard. Leur puissance nominale est généralement plus élevée aussi.
Vous pouvez utiliser des tweeters comme ceux-ci pour des situations où la gestion de la puissance élevée et le volume fort sont les principales exigences. Pour l’écoute critique et le plaisir à l’intérieur, ils ne sont normalement pas très pratiques.
Tweeter à ruban
Les tweeters à ruban sont un peu différents des produits traditionnels à dôme. Ils utilisent une conception unique avec un diaphragme « ruban » très mince qui se déplace d’avant en arrière de façon linéaire pour produire le son.
Les tweeters de ce type sont parmi les meilleurs et les plus musicaux disponibles aujourd’hui, mais cela dépend grandement de la qualité de la conception &. Les prix varient de dans environ 25 $ à 600 $ ou plus.
Une des raisons pour lesquelles ils sont si uniques est que, contrairement aux tweeters basés sur une bobine mobile et un aimant, leur impédance est beaucoup plus plate sur la gamme audio.
Cela signifie qu’il y a moins d’interaction avec votre filtre en raison des fluctuations qui se produisent lorsque la fréquence du signal audio change.
Tweeter à radiateur annulaire (concentrique)
Les tweeters à double radiateur annulaire (parfois appelés anneaux « concentriques ») sont un type unique de tweeter avec une surface mobile constituée de plusieurs anneaux et d’un bouchon central. Ces types sont des tweeters plus précis sur le plan sonore et plus détaillés sur le plan musical.
Les tweeters de ce type sont cependant moins courants.
Un inconvénient est que, contrairement aux autres types, ils produisent beaucoup moins de son aux angles (appelé la réponse hors axe). Cela signifie qu’ils sont mieux adaptés aux systèmes de haut-parleurs où ils sont dirigés directement vers les auditeurs.
Les bases de la réponse en fréquence des tweeters
Les tweeters ont des caractéristiques uniques comme tout autre haut-parleur. Dans cette image, vous pouvez voir le niveau de son produit sur différentes fréquences audio (appelé la « réponse »). Ces graphiques montrent la réponse sonore sous différents angles.
En suivant les lignes noires, on peut voir que le Tweeter A a des creux et des pics qui feront que le son manquera dans certaines gammes et sera trop fort (ou « dur ») dans d’autres. Le Tweeter B a une réponse beaucoup plus plate et idéale, car elle est presque constamment la même sur toute la gamme de sons produits.
Les tweeters, comme tout autre type de haut-parleur, ont des limites. Pour une gamme donnée, ils ont des fréquences auxquelles leur réponse (niveau de volume pour une puissance appliquée donnée) est supérieure ou inférieure à un volume moyen en décibels (dB) produit.
Cela signifie qu’il est important de savoir que différents tweeters se comportent différemment lorsque le son est produit. Par exemple, certains tweeters auront des « pics » (volume plus élevé à certaines fréquences sonores) que d’autres.
Ces pics et ces vallées (zones où la production sonore tombe plus bas) ne peuvent pas être surmontés sans un égaliseur ou une autre compensation. Il est important de comprendre qu’il existe des limitations entre les différentes marques et modèles.
Il n’existe pas de tweeter « parfait » – ils ont tous de bonnes et de mauvaises caractéristiques. Cependant, il est possible de trouver un bon tweeter avec de bonnes performances si vous magasinez avec soin.
Résumé – Que sont les tweeters et que font-ils ?
Les tweeters sont de petits haut-parleurs spécialisés qui produisent un son dans la gamme supérieure de l’audition humaine. Ils viennent dans une variété de styles et de matériaux, mais utilisent le plus souvent un dôme fait d’un matériau léger et un aimant pour conduire le cône (dôme) et produire du son.
Comme ils sont plus petits que d’autres haut-parleurs comme les woofers, ils ont besoin de filtres pour filtrer et bloquer les sons qui peuvent potentiellement les endommager et qui causeront une distorsion indésirable.
Si vous êtes intéressé à en apprendre davantage sur la façon de câbler les haut-parleurs, consultez mon grand post avec des schémas de câblage de haut-parleurs et des infos.