Quelle est la différence entre des enceintes passives, actives et amplifiées ?


Que vous écoutiez de la musique live dans un club, la bande son d’un film au cinéma ou des chansons avec des écouteurs, le son que vous entendez est reproduit par des enceintes. Nous le savons tous. Mais il existe plusieurs façons de concevoir des enceintes acoustiques capables d’une restitution sonore précise et agréable. Les enceintes peuvent être passives, actives ou amplifiées. La terminologie pour décrire ces différents types d’enceintes et leur technologie est très souvent utilisée de façon erronée. Nous allons donc éclaircir certains points techniques.

Avant d’examiner les détails de chaque technologie, il convient de définir certains éléments en lien avec nos explications. Tout d’abord, cet article part du principe qu’on part d’une source de signal audio au niveau ligne (le niveau de référence le plus courant pour un appareil professionnel est de +4 dBu, et de -10 dBV pour un appareil grand public) pour chaque type d’enceinte dont nous allons parler. Les niveaux ligne sont indiqués en vert dans les schémas ci-dessous, tandis que les signaux au niveau haut-parleur (représentant parfois des dizaines de décibel) en sortie de l’amplificateur de puissance apparaissent en marron.

L’enceinte passive

Ce sont les ingénieurs danois Peter L. Jensen et Edwin Pridham qui ont fabriqué les premières enceintes électrodynamiques à bobine mobile réellement utilisables en 1915 à Napa, en Californie. Ils ont inventé ce qu’on appelle une enceinte passive, un concept toujours utilisé et fabriqué dans le monde entier par de nombreuses marques, notamment QSC (voir notre Série E).

Les enceintes passives comprennent un boîtier, un ou plusieurs transducteurs (aussi appelés haut-parleurs) et un filtre passif (crossover). Elles n’ont pas besoin d’alimentation secteur (la tension électrique fournie par les prises murales : 230 V, 110 V, etc.) puisque leurs transducteurs utilisent des composants électriques passifs et les forces électromagnétiques. Elles reçoivent un signal au niveau ligne amplifié (en marron ci-dessous) depuis un amplificateur de puissance autonome. Ce dernier amplifie le signal au niveau ligne provenant de la source audio et/ou du préamplificateur pour obtenir un niveau de signal adapté aux transducteurs. Ce signal est ensuite divisé en plusieurs bandes de fréquences, généralement deux ou trois, par le filtre passif intégré au boîtier, chacune étant ensuite envoyée au transducteur approprié.

Illustration 1 : schéma simplifié du flux des signaux dans une enceinte passive.

Remarque : la puissance nominale de sortie de l’amplificateur et la puissance admissible de l’enceinte passive doivent être soigneusement adaptées pour obtenir des performances optimales. Un amplificateur trop faible sera incapable de faire fonctionner une enceinte au maximum de ses performances et provoquera une distorsion du signal audio bien avant que l’enceinte n’atteigne son niveau de pression acoustique le plus élevé. À l’inverse, un amplificateur trop puissant risque de surcharger le filtre et les transducteurs des enceintes passives, entraînant une distorsion et la détérioration des transducteurs.

L’enceinte active

Les premières enceintes actives ont été conçues au milieu des années 60 par des marques comme JBL et Klein & Hummel, et peu après par Altec et Meyer Sound. La conception d’une enceinte active nécessite un ou plusieurs boîtiers, un ou plusieurs transducteurs, un filtre (crossover) actif et des amplificateurs de puissance séparés, chacun étant dédié à l’une des bandes de fréquences extraite par le filtre actif.

Une enceinte active est conçue pour recevoir un signal au niveau ligne d’une source audio et/ou d’un préamplificateur, puis pour amplifier (et traiter) ce signal en interne. Pour ce faire, elle a besoin d’une tension secteur. Tout d’abord, le signal au niveau ligne est divisé en plusieurs bandes de fréquence par le filtre actif. Ensuite, chaque bande est amplifiée séparément à un niveau haut-parleur avant d’alimenter le transducteur approprié (tweeter, médium ou grave, selon le design).

Illustration 2 : schéma simplifié du flux des signaux d’une enceinte active lorsque tous les composants électroniques sont installés dans le boîtier de l’enceinte, qui est connectée à l’alimentation secteur.
Illustration 3 : schéma simplifié du flux des signaux dans une enceinte active lorsque le filtre actif et les amplificateurs de puissance sont séparés du boîtier de l’enceinte. Notez que certains systèmes de sonorisation pour grandes salles utilisent des boîtiers (enceintes) distincts pour les hautes, moyennes et basses fréquences. Aucun boîtier d’enceinte n’est connecté à l’alimentation secteur.

Grâce à cette technologie, les filtres actifs peuvent être mieux optimisés pour diviser le signal audio de manière claire et précise, puisqu’ils ne sont pas concernés par les problèmes de puissance. La séparation du signal au niveau ligne s’effectue à un niveau électrique beaucoup plus faible que les signaux au niveau haut-parleur. En outre, comme les concepteurs contrôlent tous les composants utilisés, chaque élément peut être optimisé afin d’obtenir les meilleures performances audio possibles. Citons par exemple l’adaptation parfaite de l’impédance entre la sortie de chaque amplificateur de puissance et l’impédance d’entrée du transducteur correspondant.

Les conceptions actives apportent plusieurs autres avantages techniques, comme la possibilité d’appliquer en interne une égalisation au transducteur, d’intégrer des circuits de protection avancés (suivi de la dissipation thermique, du débattement du transducteur, de l’écrêtage électronique, etc.) ainsi qu’un traitement numérique du signal (DSP) en utilisant des convertisseurs A/N (analogique-numérique) et N/A supplémentaires comme dans les Séries K.2, KLA, KW et CP de QSC.

L’enceinte amplifiée

On confond souvent enceintes amplifiées et enceintes actives. Même si les termes « amplifiée » et « active » sont utilisés indifféremment, notamment en communication marketing, il convient de différencier clairement ces technologies.

Sur le plan technique, les enceintes amplifiées peuvent être similaires aux enceintes passives, ou combiner la technologie passive et la technologie active. La principale différence est qu’une enceinte amplifiée ne comprend pas d’amplificateur de puissance individuel pour chaque transducteur. De plus, contrairement à une enceinte purement active, une enceinte amplifiée comprend un filtre passif. Les compromis inévitables des filtres passifs (un aspect non abordé dans cet article) s’appliquent donc aussi aux enceintes amplifiées.

Dans l’illustration 4 ci-dessous, l’enceinte amplifiée fonctionne de la même manière qu’une enceinte passive, à la différence qu’elle intègre un amplificateur monocanal dans son boîtier. Comme cet amplificateur nécessite une alimentation secteur, on dit que l’enceinte est « amplifiée ». En termes de performances électroniques et acoustiques, cette enceinte « amplifiée » n’est pas différente d’une enceinte passive classique. Cette conception est courante pour les enceintes personnelles compactes, comme celles utilisées pour amplifier les lecteurs de musique numériques portables.

Illustration 4 : schéma simplifié du flux des signaux dans une enceinte amplifiée avec amplificateur monocanal intégré au boîtier, nécessitant une alimentation secteur. La conception et les performances électroacoustiques sont identiques à celles d’une enceinte passive.

Dans l’illustration 5 ci-dessous, l’enceinte amplifiée intègre un filtre actif, qui divise le signal au niveau ligne en deux bandes de fréquences distinctes. Si le canal de grave dispose d’un amplificateur de puissance dédié avant le transducteur (rendant ce canal réellement « actif »), le second canal, lui, passe par un filtre passif supplémentaire, afin d’extraire une bande de fréquences pour le médium et une pour le tweeter. Si une telle conception d’enceinte amplifiée à 3 voies nécessite une alimentation secteur, elle n’est techniquement que partiellement active (canal de grave).

Illustration 5 : schéma simplifié du flux des signaux dans une enceinte amplifiée lorsqu’un filtre actif divise le signal en deux bandes. Le canal de grave est actif avec un amplificateur de puissance dédié, tandis que le canal du tweeter/médium passe par un filtre passif pour la séparation des deux bandes de fréquences correspondantes. L’enceinte se branche bien sur le secteur, mais ce n’est pas une enceinte active d’un point de vue technique.

Un certain nombre de moniteurs de studio et d’enceintes hi-fi sont conçus de cette manière pour réduire les coûts, car ils ont seulement besoin de deux canaux d’amplification plutôt que d’un filtre actif à 3 voies plus complexe qui alimente trois amplificateurs de puissance séparés.

Conclusion

Si votre enceinte (et son filtre passif interne) ne se branche pas sur le secteur, il s’agit d’une enceinte passive. En dehors des systèmes de sonorisation complexes pour grandes salles, si votre enceinte est connectée au secteur, il est utile de savoir s’il s’agit d’une véritable enceinte active ou d’une enceinte amplifiée « hybride ».

En conclusion, toutes les enceintes actives nécessitent une alimentation secteur (elles sont « amplifiées »), mais les enceintes amplifiées ne doivent pas toutes être qualifiées d’actives. Alors, faites attention et vérifiez que vous achetez précisément la technologie d’enceinte dont vous avez besoin. Ne vous laissez pas berner par les mots. Bonne écoute !

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