Notions de base du signal audio

 

TECHNIQUE SON - LEÇON 1 - NOTIONS DE BASE DU SIGNAL AUDIO






Principales Caractéristiques d’une vibration « sonore » :

http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-tab1.png

Le son se propage dans tout les directions (omnidirectionnel).
Le cerveau est une sorte de convertisseur ondes -> son
« Le phénomène sonore se produit en moi, hors de moi des vibrations se propagent. »

Définition des principaux termes

1. Le signal audio

Il est représenté par une sinusoïde :
http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-1.png

Fréquence en Hz = nombre de cycles par seconde elle définit la hauteur des notes.

2. A propos de la bande passante

C’est une plage de fréquence comprise entre deux fréquences

Ex : BP de notre oreille :   20Hz -> 20kHz  ( = HIFI )
       BP d'une K7 audio : 100Hz ->  12kHz

3. La courbe de réponse

C’est le niveau en fonction de la fréquence  ( résultat donné en dB )
Pour le matériel audio, la courbe de réponse doit être linéaire (au moins pour la bande passante de l’oreille)
Courbe de réponse linéaire :

http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-2.png

Le bon matériel a une courbe de réponse linéaire. Aucune fréquence n’est favorisée ou défavorisée.

Courbe de réponse accidentée : Cela concerne certains micros ( la plupart ) et tout les haut parleurs.
   
Exemple avec la courbe de réponse d’un micro Dynamique (≠ électrostatique, 2 différents modes de fabrication)  :

http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-3.png

L’outil pour façonner les courbes de réponses : L’EQUALISEUR ( correcteur de fréquence )

4. La dynamique

La dynamique n’a pas de rapport avec la qualité sonore.
La dynamique est l’écart entre le niveau le plus faible  et le niveau le plus fort.

Ex : la dynamique de l’oreille humaine va de 0 dB a 120/130 dB.    0 dB étant le seuil d’audition et 120 dB le seuil de douleur.

Les dynamiques s’additionnent et se soustraient. Donc la dynamique de l’oreille humaine est de
130 – 0 = 130 dB

Il y a deux types de dB :

•    Le décibel acoustique (dB SPL) "Sound Pressure Level"
•    Le décibel électrique : il mesure le niveau du signal audio quand il est sous sa forme électrique.


Dynamique des support ( vinyls, CD, MP3 etc… ) ou du matériel :

•    Le CD a une dynamique de 85 dB
•    Le vinyl a une dynamique de 43/44 dB
     

Outil pour réduire la dynamique : le compresseur
Outil pour augmenter la dynamique : l’expanseur


La compression augmente les faibles niveaux et diminue les forts (ex : augmente la pèche)
L’expansion diminue les faibles niveaux et augmente les forts (ex : pour diminuer le souffle )

5. Les niveaux normalisés ( en dB )

http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-4.png

Le niveau nominal à ne pas dépasser en radio et en TV n’a pas d’importance pour la musique.
Le rapport signal / bruit (S/B) est la dynamique entre le signal et le bruit de fond, exemple avec  le niveau nominal : son rapport S/B se calcul comme ceci :

De -70 dB à +12 dB il y a 82 dB, le rapport S/B est donc 70 + 12 = 82 dB 

-70 étant le bruit de fond d’une machine fonctionnant a niveau nominal.

6. La saturation (écrêtage) :

La saturation ou écrêtage amène de la distorsion.

Ecrêtage en numérique :
http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-5.png

Ecrêtage en analogique :
http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-6.png

7. La connectique :
   
-> XLR :

En milieu professionnel, la connectique la plus utilisée est la XLR, aussi appelée CANON   ( marque du fabriquant ). Elle est composée de 3 broches, dites symétriques.
Brochage :
http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-7.png

La XLR concerne les liaisons micros et la majorité des liaisons ligne.

-> LES JACKS :

Il existe deux types de jacks :

•    MONO : 2 conducteurs : masse et point chaud.
http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-8.png

•    STEREO (dit TRS) : masse, point chaud et point froid.
http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-9.png

Les jacks sont utilisées pour les liaisons ligne lorsque ce n’est pas du XLR et pour les instruments ( toujours en mono ). Elle servent à symétriser le signal.

-> PRISES CINCH ( RCA ) :

Elles sont utilisées dans le grand public, elles sont asymétriques puisqu’il n’y a que 2 conducteurs : le point chaud et la masse.
              
-> LES MINI JACKS :

En mono ou stéréo.

Toutes les connections précédemment  citées peuvent être mâles ou femelles.

•    Mâles = sorties
•    Femelles = entrées

8. Les liaisons symétriques :

Les câbles font antenne, plus ils sont longs, plus ils captent.
Le but de la symétrisation est de supprimer ( ou fortement atténuer ) les parasites captés par les câbles.

Il y a deux moyens de réduire ces parasites :

•    Le blindage
•    Les liaisons symétriques

Le BLINDAGE : ( principe de la cage de Faraday )

http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-10.png

Plus les mailles de la tresse sont serrées, meilleur est le blindage. Cette tresse véhicule la masse, elle doit être connectée à 0V (exemple radiateur). La tresse doit être opaque lorsqu’elle est de bonne qualité. Certains constructeurs les font maintenant en carbone.

http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-11.png

Pour les câbles symétriques, il y a 2 conducteurs au lieu d’un : point froid et point chaud. (ils sont isolés entre eux)

LA SYMÉTRISATION :

La phase est relative à l’origine temporelle du signal .
http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-12.png

Dans les gros studios, un « phasemètre » permet de vérifier le déphasage.

Cas particulier du déphasage :  l’opposition de phase (oppo de phase) :

http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-13.png

Si on additionne 2 signaux identiques (même amplitude et même fréquence) en oppo de phase, ils s’annulent.
On se sert de l’oppo de phase pour supprimer les parasites.

Les deux conducteurs dans un câble symétrique captent les parasites de la même façon (même amplitude et même fréquence). Il suffit à la réception (pré-ampli micro ou ligne) de mettre les deux signaux parasite en oppo de phase, ce qui crée une annulation.

Mais comment isoler les signaux parasites du signal son ?

Principe du dé-symétriseur : (Au niveau des entrées)

•    Soit un pré-ampli ligne ou micro ( compresseur, égaliseur, etc… tout en quoi il n’y a pas de puissance)
•    Soient p1 = p2 = les parasites

http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-14.png

Deux possibilités pour le signal audio :

•    Soit on l’envoi uniquement sur le point chaud, alors      S = p1 – p2 + A1   donc  S = A1
•    Soit on envoie le signal audio sur le point chaud et le point froid mais en oppo de phase et donc, puisque A2 = -A1 on a :
S  =  (p1 + A1) - (p2 – A1)         > les parasites p1 et p2 s’annulent
S  =  2A1

Principe du symétriseur : (Au niveau des sorties)

•    1ère possibilité :  le signal audio n’apparaît que sur le point chaud :

http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-15.png

La valeur de R est égale à la résistance de sortie du pré-ampli.

•    2ème possibilité : le signal est présent sur le point chaud ( en phase ) et sur le point froid en oppo de phase.

http://www.lamercerie.biz/lecons/l1/l1-16.png

CCL : les sorties sont dotées de symétriseurs et les entrées de dé-symétriseurs, ce dispositif est appelé : liaison symétrique. ( Si il manque le symétriseur ou le dé-symétriseur, il y aura des parasites ).

---source: lamercerie.biz




Ajouter un Commentaire

Code de sécurité
Rafraîchir

Informations supplémentaires