Notions fondamentales – 2ème partie : Bande passante, Phase, Enveloppe, Dynamique, Courbe de réponse.

Bonjour à tous !

Dans cet article nous allons voir quelques notions indispensables avant d’aller plus loin dans les techniques d’enregistrement.

La Bande Passante

La bande passante est la bande de fréquences comprise entre deux fréquences extrêmes. Par exemple, l’oreille a une bande passante comprise entre 20Hz et 20000Hz (Plus on vieilli, plus la bande passante se réduit, surtout dans les aigus).
On parle de bande passante également pour tous les appareils audios, qui se doivent d’en avoir une au moins aussi large que celle de l’oreille humaine. Il n’est pas inutile pour un appareil d’avoir une bande passante beaucoup plus large que 20-20000Hz car cela améliorera le rendu des transitoires. On appelle transitoire d’attaque la durée d’établissement de la vibration, et elle est très importante dans notre perception et dans la restitution des sons. Nous verrons ça dans un futur article sur la numérisation des sons.

La Phase

La phase (en degrés) est relative aux signaux périodiques. Elle indique le décalage temporel de l’onde sonore par rapport à l’origine.
Ex : pour les fonctions sinusoïdales basiques sinus et cosinus :

La fonction sinus a une phase a l’origine de .

 

 

 

La fonction cosinus a une phase à l’origine de 90°.

 

 

 

 

Un cycle entier faisant 360°

La phase est un concept très important car elle peut apporter beaucoup de problèmes lors du traitement du signal sonore. Lorsque qu’on mélange deux signaux provenant de la même source mais qui ne sont pas parfaitement en phase, cela occasionne des annulations, ou du moins des pertes de niveau sur certaines fréquences (surtout dans les graves et bas-médiums).
De manière générale on aura un filtrage en peigne qui rendra le son moins riche et ample.

Ce problème peut se présenter par exemple lors de la prise de son d’une source avec deux micros, placés à des distances différentes.
Voici un exemple concret sur une caisse claire.

Micros en phase :     

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Micros hors phase :     

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On entend bien que lorsque les micros sont hors phase, le son est moins précis et sonne plus « carton ». Il est donc indispensable de faire attention à la phase au moment de la prise de son et au mixage.

L’Enveloppe du son

Lorsqu’on parle d' »enveloppe » d’un son, on s’intéresse en fait à l’évolution de son niveau (ou amplitude) dans le temps. On peut découper cette enveloppe en 4 parties :

  • L’attaque : Ce sont les premières millisecondes, la montée en niveau.
  • Le decay : C’est la rechute du niveau après l’attaque.
  • Le sustain : C’est le maintien du son.
  • Le release : C’est l’extinction finale du son.

 

Lorsqu’on utilisera un compresseur il sera important de comprendre sur quelle partie du signal on voudra travailler. (Voudra-t-on réduire l’attaque, ou au contraire laisser l’attaque telle quelle et compresser la fin du son ?)
C’est donc une notion importante à garder en tête.

La dynamique

La dynamique (mesurée en dB) d’un signal est l’écart entre son niveau le plus faible et son niveau le plus fort.
Lors du mixage, on peut traiter cette dynamique avec des outils comme le compresseur (qui réduit la dynamique) ou l’expandeur (qui augmente la dynamique).

La courbe de réponse

C’est un graphique qui donne le niveau sonore en fonction de la fréquence.
La courbe de réponse d’un appareil audio est sensée être linéaire sur toute la bande passante de l’oreille. Cette règle n’est cependant quasiment jamais respectée en ce qui concerne les microphones et les haut-parleurs. Ils ont des courbes de réponse plus ou moins accidentées. Cela fait partie de leurs caractéristiques et on en tire d’ailleurs parti car naturellement certains micros vont être plus efficaces que d’autres sur certaines sources. Cela permet d’avoir des couleurs différentes à la prise de son, et également à la restitution.

Ex : Courbe de réponse du micro SM57

On remarque une bosse de présence entre 3000 Hz et 10000 Hz, ce qui explique ses excellents résultats sur une caisse claire par exemple, lui donnant plus d’attaque et de clarté. La courbe est à peu près linéaire entre 200 Hz et 2000 Hz. En dessous de 200 Hz, le niveau chute progressivement.

Pour les enceintes, on compense le manque de linéarité des haut-parleurs en en utilisant plusieurs de caractéristiques différentes pour chaque enceinte et en les corrigeant électroniquement.

Bientôt la suite : nous nous pencherons sur les liaisons analogiques et numérique, sur les différents niveaux et la manière de les mesurer ainsi qu’à la notion d’impédance.

Ciao !

7 réflexions au sujet de « Notions fondamentales – 2ème partie : Bande passante, Phase, Enveloppe, Dynamique, Courbe de réponse. »

  1. Sans aucun doute, Notions fondamentales – 2ème partie : Bande passante, Phase, Enveloppe, Dynamique, Courbe de réponse. | TECHNICIEN DU SONTECHNICIEN DU SON sait marquer les esprits. Une page particulièrement bien imaginé avec un papier particulièrement sympa.

  2. l’article est tres sympa mais je ne remarque aucune difference entre les deux enregistrements sur la caisse claire !!! j’espere que ce n’est pas mon oreille qui me joue des tours

  3. Merci beaucoup pour ces lumières sur des notions aussi fondamentales dans la musique, tout est clair, c’est super !
    Encore merci,
    musicalement,
    TPB.

  4. bonjour,
    Je suis en train de travailler sur un projet de la reconnaissance vocale , et j’aimerais savoir comment detecter la fréquence de la voix et quelles sont les fréquences des alphabets (A B C …) . Je fais l’étude au niveau de la fréquence car elle est trés fidèle que l’amplitude.
    Merci de m’aider,

  5. Superbes pages parfaitement rédigées comme un « vrai livre » ! Vraiment, c’est agréable !
    Et l’ensemble est très clair, compréhensible même par le profane. Bravo !

    J’en viens à un problème qui me touche : J’ai acquis un logiciel, Audiofile Spectre sur Mac pour analyse du son.
    Le mode d’emploi, en anglais technologique m’est difficile d’accès.
    J’aurais besoin de renseignements sur les outils que le menu permet d’atteindre :

    « Level Meter
    VU Meter
    BBC Meter
    Oscilloscope

    Spectrograph
    Low End Meter
    High End Meter

    Level History Meter
    Waveform Meter
    Spectrogram

    Lissajous
    Power Balance
    Correlation
    Numerical

    Compare Spectra
    Compare Phase
    Coherence »

    Pour ce qui est des vumètres et mesures de niveau, le site renseigne parfaitement.
    Pour Lissajous, pour ce que donnent les divers « spectogram » et « spectograph »… j’ai du mal. J’aurais besoin de connaitre leurs utilités, ce que signifie « cohérence ”…, d’autant plus que les unités ne sont pas indiquées sur les diagrammes rendus.

    En particulier : Pour Lissajous, je n’obtiens jamais certaines courbes complexes que je serais en droit de rencontrer (en forme de maille) mais uniquement un segment vertical…

    En tout cas, merci pour votre attention et surtout merci surtout pour ce grand partage.

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