Comme deuxième candidat, je propose le tweeter Dayton AMT Mini-8 Air Motion Transformer qui envoie 85 dB bien linéaires bien propres entre 10 kHz et 15 kHz pour 2,83 Veff à 1 mètre, puis qui au-delà chute de façon progressive bien propre qui amène le 20 kHz à 82 dB. Ce petit tweeter est bon marché et son principe de fonctionnement me plaît, qui correspond bien à une utilisation en super-tweeter pour autant qu'on prenne conscience de sa faible sensibilité.
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On doit réduire l'objectif et se contenter de hausser la sensibilité de 3 dB par rapport aux 85 dB d'origine, tel procédé amenant la sensibilité à 88 dB pour 2,83 Veff à 1 mètre. Pour ce faire il faut alimenter le tweeter AMT Mini-8 au-travers d'un transformateur élévateur de rapport 1,41 en tension. En procédant de la sorte, l'impédance vue par l'ampli se trouve divisée par 2, comme s'il voyait un tweeter de 4 ohm.
C'est une solution séduisante en termes de flexibilité pour qui dispose de carcasses magnétiques nécessaires, adaptées aux fréquences à faire passer (2 kHz à 20 kHz), et à la puissance à faire passer (20 watt).
Chez FERROXCUBE, je suggère le matériau 3C90, sans entrefer, au format ETD29, ETD39, ou ETD49.
La résistance cuivre du primaire et du secondaire doit causer moins de 1 dB de chute de tension (12%).
Dès lors, à vide, le transfo doit augmenter la tension de 3 dB + 1 dB = 4 dB.
Dès lors, le rapport de transformation à vide doit valoir 1,59 qu'on arrondit à 1,60 pour la suite du calcul.
En considérant que le circuit magnétique admette un rendement de 100%, ce qui n'est pas le cas.
Comme dit plus haut, la puissance à transmettre vaut 20 watt sur la charge au secondaire, une résistance de 8 ohm.
Ces données conditionnent la surface du circuit magnétique (saturation, pertes fer à 20 kHz) et le volume disponible pour les bobinages (effet Joule, effet de peau à 20 kHz, section du fil de cuivre au primaire, section du fil de cuivre au secondaire).
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On choisit un FERROXCUBE ETD39-3C90 dont le paramètre AL vaut 3000 nH par tour.
Au primaire on bobine 50 spires.
L'inductance du primaire mesure donc 3000 1e-9 * 50 * 50 = 7,5 mH
A la fréquence de 2.000 Hz, la réactance du primaire vaut 94,2 ohm.
Désirant une augmentation de 5 dB (par précaution, je mets un dB de plus que nécessaire) au secondaire (coefficient 1,778), il faut bobiner 89 spires au secondaire.
On vérifie si 50 spires + 89 spires de fil de Litz multibrin émaillé isolé PU 30x0.1mm (0.236mm²) rentrent dans le volume disponible du ETD39.
Je ne sais pas si tel est le cas.
On vérifie la résistance DC du primaire et la résistance DC du secondaire, et on calcule l'atténuation que ces résistances causent.
Je n'ai pas effectué le calcul.
Si on considère un courant de 1,5 A eff. au secondaire qui débite dans la charge de 8 ohm, la puissance atteint 18 watt.
Compte tenu du rapport de transformation (1,778) le courant au primaire vaut 2,667 A eff.
Le courant de crête au primaire atteint ainsi 3,760 A.
Il reste vérifier que tel courant ne sature pas le circuit magnétique, dont la limite se situe à 300 mT pour un mètre carré de section, s'agissant du matériau 3C90.
Connaissant l'inductance du primaire (7,5 mH) et le courant maxi qui le parcourt (3,76 A), le flux magnétique vaut 7,5 mH * 3,76 A = 28 mT.
La section d'un ETD39 vaut 1250 e-6 mètre carré. La densité de flux (au mètre carré de section) y atteint dès lors 28 mT / 1250 e-6 = 224 mT.
Comme la limite du matériau 3C90 se situe à 300 mT (au mètre carré de section), nous sommes OK.
Un raffinement supplémentaire consiste à ajouter une résistance série de 2,2 ohm au secondaire qui fait volontairement chuter le niveau de 2 dB, qu'on shunte avec un condensateur de 3,3 µF (et une résistance de 1,5 ohm en série) pour endiguer la chute de niveau de 3 dB observée à 20 kHz.
Ceux qui se demandent ce qu'un transfo de puissance bobiné en fil de Litz apporte ou retranche au signal audio pourront réaliser un transfo bobiné en fil "normal", et se livrer à des comparaisons quant au résultat subjectif. Malgré la diminution de l'effet de peau, j'ai toujours été sceptique en ce qui concerne les bobinages de puissance en fil de Litz, considérant la quasi-impossibilité d'en immobiliser parfaitement les conducteurs, soumis aux forces magnétiques. Malgré qu'on puisse compacter et noyer le bobinage dans de la résine epoxy, chaque sous-brin du fil de Litz garde une minuscule indépendance mécanique, une respiration mécanique en quelque sorte. Dans le cas présent, comme le transfo ne convoie que des fréquences bien supérieures à 5 kHz, l'oreille pourrait ne pas entendre de différence.
Il reste à déterminer si la pression acoustique émise par le super-tweeter entre 10.000 Hz et 20.000 Hz, est en ligne avec la pression acoustique émise par le HP médium entre 500 Hz et 10.000 Hz. Si la sensibilité du HP médium dépasse 88 dB pour 3,83 Veff à 1 mètre, il convient de l'alimenter au travers d'une petite résistance série.
