Notes non corrigées stage CDR
Théorie
Le son
- Qu’est-ce que le son ?
https://www.fondationpourlaudition.org/quest-ce-que-le-son-514
Un son, c’est de l’air qui vibre. Le son se propage grâce à la compression qui se déplace au milieu des molécules d’air.
La pression acoustique se mesure en dB :
- 0 dB : le son le minimum que l’oreille peut entendre
- 140 dB : Seuil de la douleur
fréquence : nombre de vibrations en une seconde, se mesure en Hz
La captation du son
Un micro est un transducteur, il convertit un signal en un autre, un signal acoustique en signal électrique.
Technologie, directivité et type de microphone.
Le principe du micro
MICROPHONE : comment ça marche ? - YouTube
Les différents types de micro
Les micros dynamiques
Micro à bobine mobile. La membrane est attachée à une bobine qui se déplace autour d’un aimant. Il y a un courant induit qui est créé par ce va-et-vient.
- Micro très robuste. Masse importante de la membrane attachée à la bobine, il faut beaucoup d’air pour la faire bouger. Ce n’est pas adapté pour capter des sources discrètes ou lointaines. Par contre, il peut capter des sources très fortes sans saturer.
Ils ne sont plus précis au-dessus de 10000 Hz.
On l’utilise surtout en prise de proximité.
- Pas d’alimentation électrique
- peu sensible (pas de larsen ni de saturation)
- Mauvais rapport Signal/Bruit
- Pas cher
- Solide
- Pas de bruite de mains
- Utilisation : Live - Sources sonores puissantes
Les micros statiques (ou à condensateur)
Constitué de deux plaques métalliques, l’une fixe et l’autre très fine mobile. Un champ magnétique est créée entre ces deux plaques et c’est la variation de ce champ magnétique qui crée le signal électrique.
Micro très sensible, sa réponse en fréquence est plus vaste qu’un micro dynamique. Peuvent prende en compte des sons très faibles et très aigus.
- Grande fidélité du son
- alimentation électrique (48v)
- Très sensible (Larsen, saturation)
- Très bon rapport Signal/bruit
- cher
- fragile
- N’aime pas l’humidité et le bruit
- Studio, concert et tournage
source: LES MICROS - LA THEORIE - comment bien choisir son micro - YouTube
La directivité des micros
Principes fondamentaux de la directivité
Microphones à pression (omnidirectionnels)
Principe : La membrane est exposée uniquement à la pression acoustique sur une seule face.
Caractéristiques : Sensibilité égale à 360°, sans atténuation selon l’angle.
Utilisation : Prise de son ambiante, captation naturelle.
Microphones à gradient de pression (bidirectionnels ou figure en 8)
Principe : La membrane est exposée à la pression acoustique sur ses deux faces. La sortie dépend de la différence de pression entre l’avant et l’arrière.
Caractéristiques : Sensibilité maximale à 0° et 180°, atténuation à 90° et 270°.
Utilisation : Enregistrement de duos, captation en stéréo M/S.
Microphones cardioïdes
Principe : Combinaison des principes de pression et de gradient de pression.
Caractéristiques : Sensibilité maximale à l’avant (0°), atténuation progressive sur les côtés, rejet important à l’arrière (180°).
Utilisation : Enregistrement de voix ou instruments en isolant la source principale.
Réalisation pratique des microphones cardioïdes
Microphones dynamiques cardioïdes (ex. : Shure SM58)
Construction : Une seule membrane est utilisée, avec un système acoustique permettant au son d’atteindre l’arrière de la membrane via des conduits ou des évents.
Fonctionnement : Le son arrivant de l’arrière est retardé, créant une interférence avec le son frontal, ce qui génère la directivité cardioïde.
Microphones à condensateur à double membrane (ex. : AKG C414)
Construction : Deux membranes sont placées dos à dos dans la capsule.
Fonctionnement : En combinant électriquement les signaux des deux membranes, on obtient différentes directivités (omni, cardioïde, figure en 8).
Le son dans un câble analogique
On a vu que le microphone est un transducteur qui transforme une modification de la pression de l’air dû au son en un signal électrique.
En fonction de la technologie utilisée (et du signal capté), la tension électrique générée n’est pas la même.
Voici les niveaux généré avec une pression acoustique standard de 1Pa (94dB SPL) :
| type | Niveau de sortie |
| Microphone à ruban | 0.1 millivolts |
| Dynamic (sm58) | 2mV |
| Static (Akg C414) | 25mV |
| Micro guitare et basse | 150mV |
| Micro piezo | 500 millivolts |
Les signaux asymétriques et les signaux symétriques
Qu’est-ce qu’un signal asymétrique. Rendre un signal asymétrique symétrique.
Un câble audio à fiche asymétrique est composé de deux fils conducteurs : un pour transmettre le signal audio (mono), et un autre pour la masse qui fait office de « référence » pour le signal.
Mais ce câble va agir comme une antenne et attrapper des parasites en chemin.
Quelle est la différence entre un câble symétrique et un câble asymétrique ? - Boullard Musique
Réjection de mode commun
Pour pouvoir supprimer les bruits parasites que le câble attrape un chemin, il faut ce que l’on appelle un signal symétrique.
Si le signal voyage dans un câble symétrique avec deux fils en opposition de phase (un signal “normal”, et un signal “inversé”), les deux fils vont capter les parasites en chemin.
Le préampli va faire la soustraction des deux signaux et ainsi faire disparaitre le bruit:
(Signal positif + bruit) - (signal négatif + bruit) = 2 signaux + 0 bruit
Le bruit commun aux deux fils est supprimé, c’est ce qu’on appelle la réjection du mode commun.
Les microphones, des signaux symétriques
Microphones dynamiques et à ruban
Ces micros produisent une tension alternative entre deux bornes. Ces deux bornes sont utilisées comme signal + et - donc symétrique naturellement.
→ /!\ Jean-Michel n’est pas d’accord !
Microphones statiques
Il y a de l’électronique à l’intérieur du micro qui rend le signal symétrique.
Conclusion
Le signal micro est symétrique à la sortie XLR, soit par nature (bobine, ruban), soit par conception électronique (micros statiques). Cela permet une transmission longue distance sans bruit, ce qui est crucial en studio ou en live. Quand le signal est asymétrique (guitares en direct, vieux synhtés, piezzos, … ) on utilise un boitier de direct pour symétriser le signal.
Le boîtier de direct
Il sert à adapter une sortie instrument à une entrée micro.
Pour ce faire, il va :
- Symétriser le signal
- Adapter l’impédance
L’impédance
L’impédance est la résistance d’un circuit au passage d’un signal alternatif (comme un signal audio). Elle se mesure en ohms (Ω).
Quand on connecte une source audio (guitare, micro, clavier) à une entrée (préampli), on connecte deux impédances :
- impédandace de sortie (la source)
- impédance d’entrée (préampli)
La règle d’or: l’impédance d’entrée doit être supérieur à l’impédance de sortie, idéalement 10 fois supérieur.
Quels sont les risques si cette règle n’est pas respectée:
- on perd les aigus
- le son est étouffé
- le niveau chute.
https://www.sonovente.com/tuto/impedance-carte-son.html
Le préampli
Le rôle du préampli est d’amener ces signaux à environ 1 volt.
Un bon préampli est important car il va amplifier ce signal:
- en ajoutant le moins de bruit possible lui-même
- amplifier le signal de manière linéaire et fidèle
Mais un préampli ne peut pas séparer le bruit du signal, il amplifiera autant le bruit que le signal intéressant.
Pourquoi est-ce important de correctement amplifié le signal avant la conversion numérique ?
La carte son a plusieurs composants qui vont ajouter du bruit:
- le préampli intégré
- le convertisseur analogique-numérique (A/N)
- l’alimentation, l’horloge, et les autres nombreux composants, …
Si on enregistre un signal faible, on enregistre aussi tous ces bruits. Quand on va monter le signal depuis l’ordinateur (en post-traitement), on va monter tous ces bruits parasites.
Si le gain du preamp est correctement réglé, on aura un meilleur rapport signal/bruit lorsqu’on sera en numérique.
Réglage du gain
On va chercher à :
- capturer un signal fort et clair pour minimiser le besoin d’amplifier numériquement après enregistrement
- Éviter absolument la saturation
Les valeurs que l’on recherche:
- les pics à -6dBFS
- le niveau rms à -18dBFS
- si il y a des vu-mètres LED, on cherche à être dans la zone orange
On peut aussi contrôller ces valeurs depuis Reaper.
Il vaut mieux être un peu trop bas (au risque d’avoir un peu de bruit) que d’être trop haut et d’avoir un signal inutilisable car saturé.
dBFS decibel Full scale: Le son maximum que peut produire un appareil numérique avant l’apparition de distortion grossière.
Niveau Peak: Niveau maximal instantanné du signal.
Niveau RMS: Évaluation d’un niveau moyen qui essaye de correspondre à la sensibilité de l’oreille humaine.
Facteur de crête: Différence entre le niveau Peak et le niveau RMS
Le convertisseur
Quand on enregistre un son avec un micro, le signal est analogique (continu). La conversion A/N le transforme en données numériques via deux opérations :
- Échantillonnage : on prend des mesures du signal à intervalles réguliers
→
fréquence d'échantillonnage - Quantification : chaque mesure est convertie en une valeur numérique avec
un certain nombre de bits →
profondeur de bit
Fréquence d’échantillonnage
C’est le nombre d’échantillons que le convertisseur prend par seconde. Plus la fréquence est élevé, plus on peut capturer de détails dans les hautes fréquences.
Théorème de Nyquist : Pour enregistrer correctement un son, il faut échantillonner au moins deux fois plus vite que sa fréquence la plus haute.
Si on prend une sinusoide, il faut au moins deux points minimum par cycle pour la reconstruire.
L’oreille humaine peut étendre des fréquences jusqu’à 20kHz, il faut au minimum 40 kHz d’échantillonnage. → on utilise 44,1kHz pour les CD audio.
En vidéo on utilise 48 kHz qui se divise plus facilement avec les fréquences
d’images utilisées, particulièrement 24 fps. Cela évite des problèmes de
conversion qui peuvent créer des artefacts ou de la perte de qualité.
Aujourd’hui on utilise 48 kHz même pour l’audio, pour les raisons suivantes :
- uniformité entre les projets, le son et la vidéo se rencontrent beaucoup plus
- légère amélioration dans les hautes fréquences
- les convertisseurs modernes sont excellents et on peut passer de 48 kHz à 44.1 kHz sans perdre en qualité
- maintenant les plateformes encouragent le 48 kHz
et dans tous les cas, 48 kHz obligatoire quand le son est ajouté à une vidéo. Par exemple youtube convertira du 44.1 kHz en 48 kHz.
Profondeur de bit
C’est le nombre de bit utilisés pour représenter chaque échantillon. Cela détermine la plage dynamique (différence entre le silence et le volume max) → plus de bits = plus de précision dans la représentation de l’amplitude.
On enregistre en général à 24 bits, et on exporte à 16 bits.
La diffusion du son
- rôle de la carte son
- le son dans la pièce - bis