La gestion du signal audio est un domaine crucial dans l'industrie du son, englobant l'ensemble des techniques et outils mis en œuvre pour manipuler, traiter et distribuer les signaux audios de manière optimale. Elle intervient dans une large variété de contextes, allant de la production musicale en studio à l'installation de sonorisation en concert, en passant par la diffusion audio domestique.
Cette fiche technique vise à fournir une vue d'ensemble des éléments clés de la gestion du signal audio, en mettant l'accent sur les processeurs, les filtres actifs, les splitters et les matrices.
Des exemples concrets seront présentés pour illustrer l'application pratique de ces concepts.
1. Processeurs audio
Les processeurs audios sont des dispositifs électroniques conçus pour effectuer diverses opérations sur les signaux audio. Ils constituent une pierre angulaire de la gestion du signal audio, offrant une large gamme de fonctionnalités pour améliorer la qualité sonore et adapter les signaux aux besoins spécifiques d'une application.
Types de processeurs audio:
• Égaliseurs : ajustent la balance tonale du signal en amplifiant ou en atténuant des fréquences spécifiques.
• Compresseurs/limiteurs : contrôlent la dynamique du signal en réduisant la plage de variation entre les sons forts et faibles.
• Réverbérations : simulent la présence d'un espace acoustique en ajoutant des réflexions artificielles au signal.
• Effets temporels : modifient la durée et la vitesse du signal, comme les délais, les chorus et les flutters.
• Processeurs multi bandes : appliquent des traitements distincts à différentes bandes de fréquences du signal.
Exemple : un égaliseur graphique 31 bandes peut être utilisé pour atténuer les fréquences nasales excessives d'une voix dans un mixage musical ou pour la correction du son d’un système de sonorisation ou dans une salle à l’acoustique perfectible…
2. Filtres actifs
Les filtres actifs sont des circuits électroniques qui permettent de sélectionner ou d'atténuer des fréquences spécifiques d'un signal audio. Ils offrent une précision et une flexibilité accrues par rapport aux filtres passifs traditionnels, basés sur des composants réactifs comme des condensateurs et des bobines.
Types de filtres actifs :
• Filtres passe-bas : laissent passer les fréquences inférieures à une fréquence de coupure définie et atténuent les fréquences supérieures.
• Filtres passe-haut : laissent passer les fréquences supérieures à une fréquence de coupure définie et atténuent les fréquences inférieures.
• Filtres bande passante : laissent passer une plage de fréquences définie entre deux fréquences de coupure et atténuent les fréquences en dehors de cette plage.
• Filtres notch: atténuent une bande de fréquences étroite autour d'une fréquence centrale spécifique.
Exemple : un filtre passe-bas peut être utilisé pour éliminer les bruits de haute fréquence indésirables provenant d'un signal de microphone ou pour déterminer la fréquence de coupure haute pour un caisson de basse…
3. Splitters
Les splitters sont des dispositifs passifs qui permettent de diviser un signal audio en plusieurs copies identiques. Ils sont couramment utilisés pour envoyer un même signal à plusieurs destinations, comme des amplificateurs ou des tables de mixage.
Types de splitters:
• Splitters stéréo : divisent un signal stéréo en deux signaux monos.
• Splitters multi-canaux : divisent un signal multicanal en plusieurs signaux mono.
• Splitters transformateurs : utilisent des transformateurs pour isoler galvaniquement les sorties entre elles, éliminant ainsi les boucles de masse et les bourdonnements.
Exemple : un splitter stéréo peut être utilisé pour envoyer un signal audio provenant d'un lecteur de musique à la fois à deux amplificateurs de puissance alimentant une sonorisation passive dans deux zones distinctes
4. Matrices
Les matrices sont des dispositifs électroniques qui permettent de combiner et de router plusieurs signaux audios vers différentes destinations. Elles offrent une grande flexibilité pour la gestion de signaux complexes dans des systèmes audio multicanaux.
Types de matrices :
• Matrices passives : utilisent des résistances et des potentiomètres pour combiner les signaux.
• Matrices actives : utilisent des amplificateurs opérationnels pour combiner et traiter les signaux.
• Matrices numériques : utilisent des circuits numériques pour traiter et router les signaux avec une grande précision avec de nombreuses fonctionnalités intégrées.
Exemple : une matrice peut être utilisée pour envoyer les signaux de plusieurs microphones d'une scène de concert à différentes tables de mixage et à un système de diffusion principal.
5. Niveaux et gain
• Niveaux de signal : exprimés en décibels (dB), ils représentent l'intensité du signal audio. Un niveau de signal trop faible peut entraîner un bruit de fond audible, tandis qu'un niveau trop élevé peut provoquer de la distorsion.
• Gain : désigne l'amplification ou l'atténuation appliquée à un signal. Les préamplis servent à amplifier les signaux faibles provenant de microphones, tandis que les atténuateurs peuvent être utilisés pour réduire le niveau d'un signal trop fort.
Exemple : un ingénieur du son peut utiliser un gain staging méticuleux pour s'assurer que tous les signaux dans un mixage se situent dans une plage de niveau appropriée avant d'être envoyés au compresseur.
6. Routage du signal
Le routage du signal consiste à acheminer les signaux audios entre les différents équipements d'un système audio. Il implique l'utilisation de câbles, de connecteurs et de patchbays pour établir les connexions physiques nécessaires. Un routage clair et organisé est essentiel pour un fonctionnement efficace et évite les problèmes de boucle de masse et de bourdonnement.
Exemple : dans un studio d'enregistrement, le signal d'un microphone peut être routé vers un préampli, puis vers un compresseur, un égaliseur, et enfin vers une table de mixage avant d'être enregistré numériquement.
7. Échantillonnage et quantification
Dans les systèmes audios numériques, les signaux analogiques continus sont convertis en un flux de nombres discrets. L'échantillonnage détermine la fréquence à laquelle des échantillons du signal analogique sont prélevés, tandis que la quantification détermine le nombre de bits utilisés pour représenter la valeur de chaque échantillon. Un taux d'échantillonnage et une profondeur de bit plus élevés permettent d'obtenir une qualité audio supérieure, mais nécessitent également plus de stockage et de ressources de traitement.
Exemple : un CD audio utilise un taux d'échantillonnage de 44,1 kHz et une profondeur de bit de 16 bits, ce qui est considéré comme suffisant pour la plupart des applications audio grand public.
Conclusion
La gestion du signal audio est un domaine technique et créatif qui nécessite une compréhension approfondie des concepts théoriques et une expérience pratique avec les différents outils et équipements.
Cette fiche technique a fourni une introduction aux éléments clés impliqués dans la manipulation, le traitement et la distribution des signaux audio. En maîtrisant ces aspects, les ingénieurs du son, les musiciens et les passionnés d'audio peuvent optimiser la qualité sonore et réaliser pleinement le potentiel de leurs systèmes audio.
Images et Textes : la-bs.com®