Pourquoi la distorsion du subwoofer est différente de la distorsion de l’amplificateur

J’ai été alarmé récemment d’apprendre que certains participants sur un forum audio affirmaient qu’un subwoofer que j’avais mesuré avait une distorsion "horrible". Cela ne m’aurait pas dérangé si le subwoofer avait réellement une distorsion "horrible", mais ce sub est l’un des meilleurs que j’ai mesuré dans sa gamme de prix et de taille. Je ne peux cependant pas blâmer les passionnés de ce forum, car quiconque en dehors de la poignée de personnes qui mesurent la sortie du subwoofer aurait pensé la même chose.

Le problème est survenu lorsque j’ai partagé mes mesures de sortie de subwoofer CEA-2010 avec le fabricant, et le fabricant, avec ma permission, les a partagées avec un autre site Web. (Je partage volontiers mes mesures CEA-2010 parce que je veux promouvoir l’utilisation des mesures de sortie dans les critiques de subwoofers.) La confusion est survenue parce que l’autre site Web a publié mes chiffres de distorsion, plutôt que seulement la sortie maximale en décibels. Et si vous regardez les chiffres de distorsion du subwoofer, ils peuvent en effet avoir l’air "horribles".

Juste un peu de contexte : le CEA-2010 mesure la sortie d’un subwoofer à différentes fréquences sonores. Le volume est augmenté jusqu’à ce que la distorsion dépasse un certain seuil, puis le volume est légèrement diminué et le niveau est enregistré en décibels. Voici un exemple de mesures CEA-2010 dans une revue, et voici une explication détaillée du processus.

Ce nombre de dB est généralement tout ce que vous devez savoir, à mon avis, mais le logiciel que la plupart des praticiens du CEA-2010 utilisent vous indique également le pourcentage de distorsion harmonique totale (y compris les deuxième à cinquième harmoniques), donc je le note pour mes notes. Je mentionne parfois certains chiffres de distorsion dans mes critiques dans les cas où j’estime qu’ils illustrent quelque chose d’important, mais je ne les inclut généralement pas parce que je crains que l’observateur occasionnel puisse les regarder et supposer que le sous-marin est "horrible". C’est exactement ce qui s’est passé dans ce cas.

Le pourcentage de THD autorisé par le CEA-2010 n’est pas exact car la méthode fixe des seuils différents pour différentes harmoniques (plus l’harmonique est élevée et audible, plus le seuil est bas). Mais généralement, le THD moyen autorisé par le CEA-2010 est d’environ 30 %.

"QUEL???" Je peux imaginer que certains passionnés réfléchissent en ce moment. (Désolé si je viens de vous faire cracher une bouchée de café sur votre ordinateur.) C’est parce que les nombres de distorsion que nous avons l’habitude de voir concernent l’électronique, comme les amplificateurs et les préamplis, qui fonctionnent sur toute la bande audio. Pour un amplificateur, un pour cent de THD, c’est beaucoup ; un seuil d’audibilité généralement accepté pour la distorsion de l’ampli et du préampli est de 0,5 %. Mais pour les subwoofers, c’est 10 %. Je l’ai confirmé cent fois lors des tests CEA-2010. Habituellement, je peux commencer à entendre la distorsion lorsque le volume est à quelques clics de ce qui est nécessaire pour briser l’un des seuils CEA-2010, ce qui signifie généralement environ 10 % de THD.

Pourquoi la distorsion est-elle tellement plus difficile à entendre dans les subwoofers ? La réponse est en fait assez simple. La distorsion harmonique est la création de fausses harmoniques, dues, par exemple, à un amplificateur entraîné au-delà de la capacité de tension de son alimentation, ou à un cône de haut-parleur poussé aux limites de ce que sa suspension permet. Cela convertit ce qui devrait être une belle forme d’onde propre en une forme d’onde "écrêtée", avec un pic plat là où il devrait y avoir un pic arrondi. Plus la forme d’onde devient carrée, plus l’énergie haute fréquence parasite est produite. Vous pouvez en entendre un exemple dans la vidéo YouTube ci-dessous :

Si vous testez un amplificateur avec une tonalité d’un kilohertz, la deuxième harmonique est à deux kHz, la troisième à trois kHz, etc. C’est juste dans la zone où l’oreille humaine est la plus sensible. Mais si vous testez un subwoofer avec une tonalité de 50 Hz, les harmoniques de distorsion les plus fortes se situent à 100, 150 et 200 Hz, une région où l’oreille humaine n’est pas très sensible. Ainsi, ce qui serait une distorsion extrêmement audible dans un amplificateur peut être complètement inaudible dans un subwoofer.

Certains fabricants de subwoofers peuvent chercher à limiter la distorsion de leurs produits à, disons, 5 %. À première vue, cela peut sembler être une bonne idée. Cependant, la façon dont ils atteignent ce faible nombre est en réglant le limiteur de l’amplificateur du subwoofer de manière conservatrice. Cela peut créer son propre ensemble de problèmes car les autres haut-parleurs du système ne sont pas régis par un limiteur à moins qu’ils ne soient des conceptions actives (c’est-à-dire amplifiées en interne). Lors d’un passage de film d’action bruyant, le reste des haut-parleurs peut exploser, tandis que le subwoofer se ressaisit. Ainsi, tout ce qui dépasse 80 Hz environ joue à un niveau élevé, mais tout ce qui est en dessous de 80 Hz est bloqué par le limiteur du subwoofer. Vous obtiendrez un son fin, ce qui est beaucoup plus répréhensible sur le plan sonore qu’un peu de distorsion du caisson de basses.

Bien sûr, si nous parlons d’un gros subwoofer qui délivre 118 dB à 50 Hz tout en restant sous une distorsion inférieure à 5 %, vous n’entendrez probablement pas le problème dont je parle ci-dessus. Cependant, à moins que vous ne soyez un maniaque total des basses, vous n’allez probablement pas jouer le sous-marin beaucoup plus fort que cela de toute façon, donc il me semble qu’il n’y a pas d’intérêt à régler le limiteur de manière aussi conservatrice – sauf pour les besoins de la publication très bas nombres de distorsion.

Bottom line: En ce qui concerne la sortie du subwoofer, les dB sont principalement ce qui compte.