Une source vibre
Une corde, une peau, une anche ou les cordes vocales effectuent un mouvement autour de leur position de repos. Ce mouvement pousse et tire l’air voisin.
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De l’air
ANNEXE · SCIENCES DU SON
De l’air
au signal
Une vibration devient une variation de pression, puis une tension électrique. À la sortie, le haut-parleur effectue le trajet inverse.
SOURCEvibration→
AIRpression→
MICROconversion→
SIGNALtension→
ENCEINTEconversion→
AIRpression
SUIVRE UNE VIBRATION
La grandeur change, l’information demeure
Choisis une étape. Le mot « signal » désigne ici une variation porteuse d’information ; sa réalité physique n’est pas la même partout.
Grandeur : déplacement
DOMAINE ACOUSTIQUE
Le son dans l’air
Dans l’air, une onde sonore est une propagation de petites variations de pression. Les molécules oscillent localement : elles ne partent pas toutes de l’instrument jusqu’à l’oreille.
- Longueur d’onde
- 3,43 m
- Période
- 10,0 ms
Modèle ralenti : la fenêtre montre 3 mètres d’air à l’échelle ; la fréquence règle l’espacement des compressions, pas la vitesse de l’animation. Le déplacement des particules est très exagéré pour être visible, et la courbe de pression est mise à l’échelle. Les particules repères sont des particules comme les autres, simplement colorées : suis-en une, elle ne fait qu’aller et venir autour de sa position. C’est la zone comprimée qui avance, pas l’air. Dans l’air à 20 °C, le son se propage à environ 343 m/s, quelle que soit sa fréquence.
Pression
La pression atmosphérique sert d’état de repos. Le son ajoute de très petites surpressions et dépressions, mesurables en pascals (Pa).
Propagation
De proche en proche, chaque zone d’air agit sur la suivante. L’onde transporte de l’énergie et de l’information.
Onde longitudinale
Dans l’air, le déplacement local des particules s’effectue globalement dans la même direction que la propagation.
Vitesse
Elle dépend surtout du milieu et de sa température. Dans l’eau ou les solides, elle est différente ; dans le vide, aucun son ne se propage.
ACOUSTIQUE → ÉLECTRIQUE
Le microphone traduit
La membrane (diaphragm) suit les variations de pression. Un mécanisme transforme ensuite ce mouvement en variation électrique : le microphone est un transducteur.
Air→Membrane→INDUCTION→Tension
BOBINE MOBILE · MOVING COIL
Le mouvement produit une tension
La membrane entraîne une bobine dans le champ d’un aimant. Par induction électromagnétique, une petite tension apparaît aux bornes de la bobine. Ce principe est généralement passif et robuste.
Une autre induction
Un ruban conducteur très léger joue à la fois le rôle de membrane et de conducteur mobile dans un champ magnétique.
Une capacité variable
La membrane et une plaque fixe forment un condensateur. Leur distance varie ; une électronique convertit cette variation en signal exploitable.
Le 48 V n’« amplifie » pas la voix
L’alimentation fantôme sert aux circuits et, selon le modèle, à la polarisation. Elle n’est pas un réglage de niveau et n’est pas requise par tous les microphones.
DOMAINE ÉLECTRIQUE ANALOGIQUE
Une forme correspondante
La tension à la sortie du microphone évolue de façon analogue à la pression captée. Elle n’est pas de l’air dans un câble : c’est une autre grandeur qui porte une information correspondante.
PRESSION ACOUSTIQUEp(t) · pascals
MICtransduction
TENSION ÉLECTRIQUEu(t) · volts
Les deux courbes ont volontairement la même allure. Leur échelle n’est pas comparable directement : la tension réelle dépend notamment de la sensibilité du microphone et de la distance.
ORDRES DE GRANDEUR · RMS
Chaque amplificateur adapte un niveau à l’étape suivante
Ces valeurs sont des repères, pas des frontières absolues. La source, la sensibilité, le contenu du signal et la marge disponible font varier le niveau instantané.
PREAMP MICROPréamplificateurenviron +20 à +70 dBgain de tension vers le niveau ligne
MM ≈ 2–5 mV≈ −72 à −44 dBuvaleurs usuelles à 1 kHz
PHONO PREAMPPréampli phonoenviron +35 à +70 dBgain et correction RIAA
POURQUOI IL N’EXISTE PAS UN SEUL « NIVEAU SPEAKER »
La tension dépend de la puissance et de l’impédance
Choisis un exemple. Le calcul emploie V = √(P × R). Le dBu reste calculable, mais la puissance en watts et la charge en ohms deviennent ici indispensables.
0 dBu = 0,775 V RMS0 dBV = 1 V RMS−10 dBV ≈ −7,8 dBuEnceinte active : l’ampli de puissance est après l’entrée ligne, à l’intérieur
ACTIF · PASSIF
Gain et volume : deux mots nés du matériel
Un préampli ou un amplificateur est alimenté : il fournit de l’énergie pour que la tension de sortie soit plus grande que celle d’entrée. Son réglage de gain décide de combien il amplifie.
Un potentiomètre de volume passif ne reçoit aucune alimentation : il ne peut que laisser passer une partie du signal. Tourné à fond, il laisse tout passer ; le reste du temps, il atténue.
D’où les deux mots : « gain » pour ce qui fait monter, « volume » pour ce qui fait baisser. Dans une DAW, cette différence a disparu : un fader peut monter au-dessus de 0 dB et un gain peut être négatif. Voir comment la DAW range tous ces réglages →
ÉLECTRIQUE → ACOUSTIQUE
Le trajet inverse
Le haut-parleur est aussi un transducteur. L’amplificateur fait circuler un courant variable dans sa bobine ; le champ magnétique exerce une force, la membrane bouge et remet l’air en vibration.
Enceinte active
L’amplificateur de puissance est intégré dans l’enceinte, avant les haut-parleurs.
Enceinte passive
Elle reçoit la puissance d’un amplificateur externe par un câble destiné aux haut-parleurs.
Casque
Le principe de transduction est comparable, mais à petite échelle et très près de l’oreille.
TRANSPORTER OU CONSERVER
Supports analogiques
« Analogique » décrit une correspondance continue entre le signal et une grandeur physique. Le support change, mais la variation enregistrée reste analogue à l’évolution du signal.
Tension et courant
Le câble transporte immédiatement une variation électrique. Il ne mémorise pas le signal une fois débranché.
TRANSMISSIONSillon mécanique
La géométrie du sillon varie avec le signal. À la lecture, le mouvement de la pointe est reconverti en tension.
CONSERVATIONAimantation variable
La bande conserve des variations d’aimantation. Une tête de lecture les reconvertit en signal électrique.
CONSERVATIONValeurs codées
Un fichier ne conserve pas directement une tension continue : il stocke des nombres qui permettront de reconstruire un signal.
Voir le passage au numérique →À RETENIR
Une chaîne, plusieurs réalités
Lieu
Ce qui varie
Appareil clé
Domaine
Instrument / voixposition d’un élément vibrantsourcemécaniqueAirpression autour de la pression atmosphérique—acoustiqueCâbletension et courantmicro / préampliélectrique analogiqueOrdinateurvaleurs numériquesconvertisseur A/NnumériqueAir à la sortiepressionampli + haut-parleuracoustique