Polarisation d’un tweeter électrostatique

[JP53]

Bonsoir à tous,

Je me permets de créer ce nouveau sujet à propos des tweeters électrostatiques.

J’ai commandé une paire de tweeters électrostatiques push-pull de la marque Schackman que je souhaite connecter à un amplificateur à tubes (avec étage de sortie push-pull).

Pour cela, j’ai réalisé une alimentation haute tension nécessaire à la polarisation de ce modèle (près de 1500 volts).
En consultant de la littérature à ce sujet, j’ai constaté deux types de raccordement possibles (sans parler ici du montage à transformateur élévateur utilisé pour la modulation) :

- d’une part, un schéma de câblage utilisé par André Charlin consistant à polariser les stators du haut-parleur en y combinant la modulation via un condensateur de liaison permettant ainsi de prélever la modulation sur les anodes des tubes de sortie, le diaphragme étant relié à la masse.

- d’autre part, un schéma où le diaphragme est porté à la haute tension, les stators étant connectés à la modulation.

Mis à part, l’inversion du champ électrique et le fait de protéger davantage l’utilisateur dans la seconde configuration (haute tension appliquée sur le diaphragme et non sur les armatures) y-a-t-il une autre différence qui m’aurait échappée ?

Jean-Pierre

[René]

Bonjour Jean-Pierre,

Je n'ai pas trop d'idée sur le sujet.
Peut-être que quelqu'un d'autre pourra apporter plus d'infos.

Que préconise le fabriquant des Tweeters ?

On doit pouvoir trouver des informations techniques dans les bouquins sur les HPs, Hiraga / Briggs et dans des revues NRDS et autres...

[René]

Le montage Charlin utilisait la HT de l'ampli pour polariser le HP ?

Si oui, cela explique pourquoi il polarisait directement les stators, il faisait d'une pierre deux coups (à la fois la HT et la modulation.)
Même montage que sur les "Acoustat".
Cela évite en plus l'utilisation d'un transfo d'impédance pour le signal.

Sinon, tous les autres montages semblent polariser directement le diaphragme.

Un peu de lecture pour ceux que cela intéresse.
http://www.thefullwiki.org/Electrostatic_loudspeaker

esl-graphic.gif (36.42 Kio) Vu 5652 fois

[JP53]

Bonsoir René,

merci de te pencher sur mon problème.

Le fabricant ne m'a pas donné plus de détails pour le raccordement de leur produit directement à la sortie des tubes d'un ampli. Ils utilisent pour leurs applications des transformateurs d'impédance.

Ma préférence va au montage adopté par Charlin en utilisant, dans mon cas, des résistances de protection de 10 Mohms en série sur la HT (limitation du courant en cas d'amorçage), HT connectée donc sur les stators et sur lesquels viennent s'ajouter la modulation obtenue par les tubes de sortie.

Le second montage n'utilise pas non plus de transformateur d'impédance.

Bonne soirée à tous,

Jean-Pierre

PS : Ton illustration est intéressante, elle permet bien de comprendre le principe de fonctionnement de ce type de HP.

[René]

Bonjour à tous.

Jean-Pierre,

Si tu prends la HT sur l'ampli, comment vas-tu faire pour obtenir les 1500V désirés ?

Sur le petit schéma Charlin, la HT de polarisation était de combien ?

--------------------------

Si tu utilises une alim de 1500V séparée, il parait plus simple, niveau isolation entre le 1500V et l'ampli, de polariser directement le diaphragme.
A mon sens, c'est principalement cela qui explique les deux types de schéma.

Soit, on récupère la HT de l'ampli pour la polarisation et dans ce cas on polarise directement les stators tout en y appliquant la modulation.

Soit, on utilise une alimentation HT séparée et on polarise le diaphragme. Cela donne une très bonne isolation galvanique entre la tension de polarisation et l'ampli. Et peut être que cela évite aussi de récupérer le bruit de l'alim 1500V dans la modulation.

Je vois cela comme ça, mais je me trompe peut-être.
Il faudra que je fouille un peu dans mes bouquins pour voir si je trouve quelque chose.

[JP53]

Bonjour René,

je ne peux effectivement pas utiliser la HT de l'ampli qui sera trop faible pour polariser correctement le tweeter.

Je comptais utiliser l'alimentation HT sur le stators en connectant également la modulation par l'intermédiaire de condensateurs de liaison.

Je crois que tu as mis le doigt sur l'explication avec le bruit généré par cette alimentation HT qui pourrait polluer la modulation dans ce cas.

Je dois donc appliquer la HT sur le diaphragme et raccorder la modulation aux stators.

Merci !

Bonne journée,

Jean-Pierre

[René]

Il faudra que je fouille un peu dans mes bouquins pour voir si je trouve quelque chose.

Dans "Les Haut-Parleurs" de Jean Hiraga, on trouve une bonne trentaine de pages sur les HPs électrostatiques.
Trop long pour être résumé ici...
- Simple effet
- Double effet (push pull)
- Fiabilité
- Rendement
- Distorsion
- Amélioration
- Polarisation
- Transformateur de couplage
- Quelques schémas et illustrations.

Étant donné que toi et Charlys vous vous intéressez de près aux HPs en général, cela vaut la peine d'en acheter un exemplaire. Ce livre est une excellente base ( je l'avais déjà suggéré à Charlys pour le coté JBL) pour les amateurs.

A se faire offrir pour Noël !
Exemple: http://www.eyrolles.com/Audiovisuel/Liv ... 2100052684

[JP53]

Bonsoir à tous,

René : merci pour cette idée cadeau. C'est vrai que ce livre pourrait m'être utile !

Concernant mon problème de polarisation de tweeter, je suis en passe de le résoudre (je n'avais malheureusement pas toutes les informations sur le produit...). J'ai augmenté la valeur des condensateurs de liaison qui transmettent la modulation des tubes aux stators. Je vais poursuivre la mise au point ce week-end.

Jean-Pierre

[JP53]

Bonjour à tous,

J’ai terminé la mise au point de mes tweeters après avoir fabriqué des supports pour les fixer dans les enceintes.

J’ai vu sur un autre sujet la réflexion autour de l’alimentation des tweeters électrostatiques des colonnes Charlin 160. Je pense qu’il s’agit là d’un compromis « commercial ». Je recommanderais donc la solution préconisée par René à savoir récupérer la HT et la modulation directement sur l’ampli à tubes.

D’ailleurs sur la toute dernière version de ses colonnes (jamais commercialisée), André Charlin utilise à nouveau un étage push-pull à tubes pour piloter le tweeter électrostatique.

Jean-Pierre

[René]

Bonsoir Jean-Pierre,

Cela va te faire une belle paire de tweeters.

Au niveau des caractéristiques, as-tu une idée de la bande passante et de la sensibilité ?
J'imagine que tu as prévu ton coup pour que cela s'accorde en "rendement" avec le reste de l'enceinte.

[JP53]

Bonjour René,

pour les caractéristiques du tweeter, j'ai tenu compte de la sensibilité du reste de l'enceinte pour obtenir un mariage heureux avec une sensibilité recherchée de 95 dB environ et une couverture du spectre à partir de 3 kHz.

Voici la courbe de réponse du tweeter :

shackman-courbe de réponse.JPG (92.15 Kio) Vu 5518 fois

Jean-Pierre

[charlys]

bonjour Jean Pierre,

un lien qui pourrait te servir pour tes tweeters

http://retro-forum.com/viewtopic.php?f=1&t=133324

charlys

[René]

Bonjour,

pour les caractéristiques du tweeter, j'ai tenu compte de la sensibilité du reste de l'enceinte pour obtenir un mariage heureux avec une sensibilité recherchée de 95 dB environ et une couverture du spectre à partir de 3 kHz.

Ils tiennent la promesse au niveau sensibilité ?
La plupart des études que j'ai pu lire parlaient d'une sensibilité plutôt faible pour les électrostatiques. D'où ma question
Si c'est 95db... c'est excellent.
Le graph est fait sur 1W / 1m ?
Si oui, 101db 1w 1m à 3khz ?

J'ai récupéré une revue "Nouvelle Electronique" avec un article sur la fabrication d'un HP électrostatique. Si jamais cela t'intéresse, je t'en ferai un scan.

[René]

C'est le transfo élévateur qui permet d'obtenir le bon niveau, j'imagine...

[JP53]

Bonjour René,

je suis bien incapable de te répondre car le fabricant n'est pas très loquace sur les caractéristiques de son produit. Cette courbe de réponse est le seul document que j'ai pu obtenir (une fenêtre occulte d'ailleurs malencontreusement la réponse aux fréquences élevées... ).

J'ai entre-temps récupéré des amplis A116 que j'ai testé sur mes enceintes. Le hp principal ayant une impédance en 550 ohms, je l'ai connecté sur la sortie 600 ohms (en ajoutant une résistance série de 47 ohms). Pour piloter le tweeter électrostatique, j'ai connecté les armatures sur les anodes et leur masse à la masse du transfo de sortie. Cela fonctionne mais le niveau du tweeter est nettement plus faible que le hp principal. Que faire ? (j'ai atténué le hp principal avec un jeu de résistances mais ce n'est pas une solution très pertinente).

J'essaierai pendant mes prochains congés de les passer en correction différentielle. J'ai été conquis pas les premiers essais que j'ai pu faire grâce aux conseils et aux précieuses explications d'Arnaud que je remercie.

Je suis intéressé par cet article, il s'agit peut-être du projet réalisé par Philippe Hiraga ?

Bonne journée,

Jean-Pierre

[charlys]

un document ici
http://www.audio-focus.com/Sound_Lab/PD ... ium2px.pdf

----
exemple de rénovation :
copie de sur le forum de Mr Dominique Petoin ,

il y met 3 transfos !!

http://smf.petoindominique.fr/index.php?topic=634.0

2. Le schéma des interfaces : principalement trois transfos et quelques composants. Rien de sorcier.
Le premier transfo sert à alimenter la cascade de diodes - condensateur qui crée la haute tension continue
Les deux autres élèvent respectivement les fréquences grave-médium et médium aigu,
avec en plus un role de linéarisation d'impédance et d'amortisseur de résonance (une des maladies des systèmes à un seul transfo)

Après une ou deux chataignes et controles à l'ohmètre, je me suis persuadé que les transfos étaient ok. Je me suis attaqué au remplacement de C2 et C3.
0,01 microfarad en 6000Volts : va mourir pour les trouver. Finalement j'ai opté pour un montage série-parralèle de condos en 2000 Volts.

+ changement du condo chimique par du polypropylène
+ ajour d'une cellule de lissage des odulations du géné HT (condo de 0,05micro en 5000V)





charlys

[René]

Bonsoir Jean-Pierre,

(une fenêtre occulte d'ailleurs malencontreusement la réponse aux fréquences élevées... :rire aux éclats: ).

Oui, je vois cela. Le "défaut" de certains montages est une résonance entre le secondaire du transfo et la capacité que représente le HP. Ce qui provoque une chute brutale dans l'aigu. Ceci explique peut-être cela.

Sinon, au niveau rendement c'est généralement plutôt bas: 80db 1w 1m ou un peu plus pour les meilleures réalisations.

J'ai entre-temps récupéré des amplis A116 que j'ai testé sur mes enceintes. Le hp principal ayant une impédance en 550 ohms, je l'ai connecté sur la sortie 600 ohms (en ajoutant une résistance série de 47 ohms)

C'est le club A116 ici
Tu peux retirer la résistance de 47 ohms, elle ne sert à rien. Entre 550 et 600 il n'y a même pas 10% de différence, sans parler du fait que l'impédance d'un HP est complètement variable, selon la fréquence, dans une fourchette bien plus énorme que 10%.

Cela fonctionne mais le niveau du tweeter est nettement plus faible que le hp principal. Que faire ? (j'ai atténué le hp principal avec un jeu de résistances mais ce n'est pas une solution très pertinente).

Non, effectivement, on ne doit pas atténuer le HP principal mais se débrouiller pour apporter le bon niveau sur l'autre.
A ce sujet, comment faisait Charlin avec ses électrostatiques pour obtenir un niveau cohérent malgré un rendement faible ?
(peut-être en trichant avec le transfo d'adaptation ?)

Je suis intéressé par cet article, il s'agit peut-être du projet réalisé par Philippe Hiraga ?

Non, celui de Philippe Hiraga on le trouve sur le web je crois. Mais c'est une réalisation bien complexe (il le dit lui même d'ailleurs.)
Je n'ai pas encore eu le temps de faire le scan de la revue... c'est pour bientôt.

[René]

De nombreuses pages à lire ici:
http://www.audiocircuit.com/DIY/Electrostatic-Speakers

[JP53]

Bonjour à tous,

René : Ok pour la résistance de 47 ohms, on m'a fait la même remarque !

A ce sujet, comment faisait Charlin avec ses électrostatiques pour obtenir un niveau cohérent malgré un rendement faible ?
(peut-être en trichant avec le transfo d'adaptation ?)

C'est une question que je me pose aussi ! D'autant que dans le modèle original, le tweeter électrostatique utilisé est construit avec des armatures plus petites et nécessite des tensions plus faibles. Je ne pense pas que les réflecteurs en aluminium disposés de chaque côté puissent corriger cette différence de rendement...

Pour revenir à mon projet, j'ai perdu du temps car je n'avais pas toutes les caractéristiques pour utiliser correctement ce tweeter. Je viens seulement de connaître la tension maximale modulée à appliquer pour une alimentation DC du diaphragme portée à 1500 V. Cette tension modulée s'élève à 900 V (soit 1800 V en crête à crête). Je peux donc toujours essayer de le "chatouiller" avec une modulation prélevée directement sur les anodes des tubes de sortie de l'ampli.

Aussi, j'ai contacté Rod Elliott qui a réalisé ce projet :

http://sound.whsites.net/project1053.htm

Il utilise 4 transformateurs de ligne 100 V de faible puissance de façon à obtenir l'élévation du signal BF.

Sur le même principe, je m'intéresse à ce type de transformateur. En choisissant l'enroulement 1,5W et la sortie 4 ohms, il permet d'obtenir un rapport d'environ 1/41 :

transfo_ligne_100V.jpg (101.16 Kio) Vu 5327 fois

Si je connecte ce montage (4 transfo de ce type au total) sur la sortie 16 ohms de mon ampli de puissance 30W, est-ce correct (en sachant qu'à sa puissance maximale, l'ampli délivre théoriquement une tension d'environ 22V sous 16 ohms) ?

Il me faudra aussi ajouter un filtre passe-haut pour attaquer ce montage.

Jean-Pierre

[René]

Bonsoir à tous.

Si je connecte ce montage (4 transfo de ce type au total) sur la sortie 16 ohms de mon ampli de puissance 30W, est-ce correct (en sachant qu'à sa puissance maximale, l'ampli délivre théoriquement une tension d'environ 22V sous 16 ohms) ?

Difficile à prédire. La comparaison avec un autre système n'est valable que si le HP principal a la même sensibilité.
Il faut tâtonner pour y arriver.

L’idéal serait un auto-transfo élévateur à sorties multiples. Comme cela, facile de régler au bon niveau et moins de pertes que dans un assemblage de transfos (et à condition que cela soit gérable avec la HT de polarisation.)

Pas si simple !

[JP53]

Bonsoir à tous,

René : n'ayant pas d'autres solutions, j'ai commandé ce type de transfo pour tenter de m'en sortir.
Je te transmets un extrait d'un aide-mémoire "Technor" de 1965 qui traite d'un tweeter électrostatique simple armature.

doc_tweeter.png (245.88 Kio) Vu 5296 fois

On peut y lire que son efficacité correspond à celle d'un hp électrodynamique de champ magnétique égal à 0,8T.

En utilisant un tweeter push-pull, André Charlin devait donc bien obtenir un niveau cohérent pour cette enceinte.

Jean-Pierre

[René]

Bonjour à tous.

Jean-Pierre,

Merci pour le "Technor".

Quand ils parlent de l'équivalence de sensibilité à un HP électrodynamique qui possède un aimant de 0,8T... cela me laisse un peu dubitatif.
A 0,8T, on peut très bien trouver des HPs de 85db, comme des HPs de 95db... tout dépend des nombreux autres paramètres et de la bande de fréquence utilisable.

J'ai fait le scan de l'article dont je t'avais parlé, tu le trouveras ici:
http://6bm8.lab.free.fr/docs_en_stock_958.htm

L'auteur décrit une réalisation complète (malheureusement, je trouve qu'il manque encore bien des informations... notamment sur la provenance du transfo audio ou sa réalisation et sur le couplage avec le HP électrodynamique de grave.)
Il faudra peut-être que je le relise moins rapidement.

A priori, le gars utilise un transfo modifié ou DIY, le rapport primaire secondaire de base est 1:50 et ont été ajoutés d'autres sorties secondaires afin de pouvoir régler le niveau ( pour un accord parfait avec le HP de grave.)

Transfo.jpg (59.38 Kio) Vu 5270 fois

La ref exacte du HP de grave utilisé n'est pas donnée, ou introuvable maintenant (article de 2002), j'ai néanmoins cherché un peu et dans cette marque (Dayton) on ne trouve que du rendement relativement bas (90db 1W 1m) maxi pour les HPs de grave dans ce diamètre.

La synthèse de tout cela est que les électrostatiques doivent avoir une sensibilité d'environ 85 à 90 db 1w 1m. Que le raccordement avec un HP électrodynamique de sensibilité plus élevée doit se faire par une élévation supplémentaire du signal via ce transfo.

[JP53]

Bonjour à tous,

René : merci pour l'article très intéressant et pour tes recherches. Je vais m'en tenir aux tweeters pour le moment ! J'ai donc tenté l'utilisation de ces petits transfos de ligne 100V. Le premier câblage me permettait donc d'obtenir le rapport approprié (1/41 environ sur la sortie 16 ohms) pour ne pas dépasser la valeur maximale de la tension de modulation. Seulement, le niveau sonore obtenu était encore nettement insuffisant par rapport au hp électrodynamique.

J'ai modifié le câblage pour obtenir un rapport d'environ 1/10 sur la sortie 600 ohms. Cette fois-ci, j'obtiens par chance une cohérence avec le hp large-bande. Seulement, il va me falloir limiter la puissance de l'ampli car je vais dépasser très largement la tension max admissible par le tweeter sans parler des problèmes d'isolation des transfos...

Il me semble d'ailleurs que cette enceinte était pilotée par cet ampli 10 W présenté ici :

http://charlin-lescharlinales.weebly.com/les-electroniques-charlin-agrave-tubes.html

A suivre...

Jean-Pierre

[JP53]

Bonsoir à tous,

j'ai finalement opté pour ces petits transformateurs Visaton qui ont subi une imprégnation de vernis sous vide (je remercie Pierre pour cette opération !) pour permettre de les utiliser sans risque dans cette configuration.

J'ai modifié le montage en ajoutant une plaque en pvc expansé que j'ai rehaussé à l'aide d'entretoises pour y intégrer ces composants supplémentaires.

ass_tweeter_1.jpg (245.85 Kio) Vu 4857 fois

ass_tweeter_2.jpg (246.48 Kio) Vu 4857 fois

Bonne soirée,

Jean-Pierre

[arnaud]

Hello !
Hors sujet : quelqu'un a-t'il testé la courbe de réponse d'une bobine Delco (qui est en réalité un transfo) ?

[Yves07]

Un voyant en parallèle sur les vis platinées pour bouffer la surtension

[René]

Bonsoir,

Un voyant en parallèle sur les vis platinées pour bouffer la surtension

Non, je pense que la représentation concerne le réglage de l'avance en statique.

quelqu'un a-t'il testé la courbe de réponse d'une bobine Delco (qui est en réalité un transfo) ?

Jamais utilisé une bobine d'allumage en audio... il faudrait tester.
En fait c'est plutôt un auto-transfo.
J'avais pondu un schéma pour une utilisation HT comme clôture électrifiée.

[arnaud]

Hello !
Ce n'était qu'une idée loufoque pour exciter un tweeter électrostatique...

[René]

Oui... je m'en doutais bien.
Il faut faire des essais... ça peut fonctionner.

[charlys]

bonsoir à tous ,

ne faite pas la bobine , mais fêtons la belle mise en oeuvre des tweeters de Jean Pierre .

je vous invite symboliquement au verre de l'amitié sur le flanc de cette Bobine

amitiés à tous

Charlys

[gégé68]

Bonjour
Je suis en manque d'information pour réalisé ces tweeters , entre autre pour tendre la membrane, pour ensuite courbé les grilles ..
Cordialement

[René]

Bonjour,

Tout est là:

http://shackman-electrostatic-loudspeak ... -mht85.htm
http://reromanus.net/shackman-esl-diy-tweeters/

[gégé68]

Bonjour
Merci pour vos messages … je pense essayer de les réalisées moi même , mais il y a du boulot !!
Cdl

[René]

Bonjour,

Oui, c'est du boulot et de la précision.
L'article que j'ai mis en téléchargement en donne une bonne idée:
http://6bm8.lab.free.fr/docs_en_stock_958.htm

Et on trouve pas mal de réalisations sur le web:
http://www.audiocircuit.com/DIY/Electro ... thew-Anker

[gégé68]

Bonjour,
Ici aussi http://www.quadesl.com/quad_ref.shtml

[René]

Bonjour à tous,

Un peu de lecture sur ces HPs: http://6bm8.lab.free.fr/docs_en_stock_1219.htm
Pages 47 - 48 - 49.