L'audio numérique


|Audio numérique|



Le musicien moderne est à un moment ou un autre confronté aux effets numériques lorsqu’il veut construire un son personnel.

Quel est la définition du son, quels sont les différents effets “classiques” et comment choisit-on une carte son ?


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DÉFINITION NUMÉRIQUE DU SON


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Un signal audio analogique est un signal électrique à l’état naturel. Il est produit par les micros, guitares électriques, basses électriques, batteries électroniques, synthés … et est véhiculé par des jack audio (mini-jack, jack instrument, câble XLR, câble RCA …).

Un signal numérique est un signal en base binaire (0 ou 1).

Le signal sonore numérique est échantillonnée à une certaine fréquence à partir du signal analogique. Plus la fréquence d’échantillonnage est grande plus l’échantillonnage est précis et fidèle au signal analogique. En effet, à chaque top d’horloge, le signal analogique est approchée par une valeur numérique (moins précise que le signal analogique). L’ensemble des données ainsi construite sur la durée de l’enregistrement forme un échantillon sonore.

Chaque valeur d’échantillonnage est codé en base binaire sur un certains nombre de bits (0 ou 1). Plus le nombre de bits est important plus le signal est défini et précis. Le Compact Disc (CD) est codé en 44.1Khz sur 16bits

Pour des traitements numériques de qualité suffisante, on utilisera au moins du 44,1Khz sur 24 bits et pour des traitements temps réels du 48Khz sur 24 bits.

NB : Le signal sonore est numérique dans les périphériques numériques : carte son de l’ordinateur, synthé, effets numériques …

Fréquences d’échantillonnage courantes - 44.1 Khz - 48 Khz - 96 Khz - 192 Khz



LES DÉCIBELS


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Les décibels sont les unités de mesure de l’intensité sonore. C’est une échelle logarithmique. Augmenter un signal de 6db, double le volume sonore en sortie. Il existe plusieurs échelles liées aux décibels sans les énumérer toutes celle qui nous intéresse est le Db FS (full scale).

0 db = Seuil au delà duquel apparaît le clipping (forme de saturation). On mesure donc la plupart du temps des valeurs db fs négatives.



LE TAMPON AUDIO (BUFFER)


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Les logiciels audio-numérique traitent les échantillons sonores par tampons audio (buffers en anglais). Un tampon à 256 ou moins permet au signal d’être traité en moins de 10ms tout indiqué pour les traitements temps réels. La latence audio totale du système est le temps de traitement du signal depuis l’instrument vers l’ordinateur puis de l’ordinateur vers la sortie audio casque ou HP. Plus la fréquence d’échantillonnage est élevée, plus le tampon sera traité rapidement, réduisant ainsi la latence audio totale du système.

On augmente la taille du tampon lorsque l’on fait des traitements numériques lourds comme le mixage. Quand l’ordinateur a trop de calculs à faire dans le temps impartis, cela provoque du clipping (forme de distortion). Parfois, le logiciel audio-numérique dispose d’un voyant indiquant que le CPU est en surcharge. Dans ce cas là, augmentez le tampon et si ce n’est pas possible, désactivez des effets ou des pistes que vous n’utilisez momentanément pas ou plus dans votre projet audio (sinon il est temps d’acquérir un ordinateur plus puissant …).



FORMATS AUDIO


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Les formats audio les plus courants: WAV (non-compressé), MP3 (compressé avec perte de qualité)

Apple a ses propres formats: AIFF (non-compressé), M4A (compressé avec perte de qualité)

Windows aussi: WAV (non-compressé), WMA (compressé avec perte de qualité)

Formats open source: FLAC (compressé sans perte), OGG (OGA) (compressé avec perte de qualité)



LES EFFETS AUDIO


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Voici une présentation des effets guitare les plus courants:



Wikipedia propose une description détaillée des différents effets communément utilisés. Sachez que les fabricants en créent de nouveaux régulièrement (variantes ou nouveautés).

https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_audio



LA PRISE DE SON MODERNE


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Les techniques d’enregistrement ont beaucoup évolué en quelques années. Aujourd’hui, on peut enregistrer un basse ou une guitare au casque sans ampli pour un rendu plus qu’honnête pour un investissement en matériel modéré.





LA CARTE SON


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La carte son est défini par :

  • le nombre d’entrées et leur type (Jack,XLR ou Combo = Jack + XLR )

    Les entrées sont le plus souvent de niveau ligne pour brancher une table de mixage, une batterie électronique, un clavier, une boîte à rythme, voir un multi-effets guitare/basse avec une sortie niveau ligne …

    Parfois certaines entrées sont commutables en niveau MIC (pour brancher un microphone) et niveau instrument (Guitare/Basse) aussi appelée Hi-Z.

  • le nombre de sorties et leur type (mini-jack, Jack, RCA …)

  • le nombre de sorties casque

  • les fréquences d’échantillonnage possible (44,1 Khz et 48 Khz sont très répandues). Parfois, les cartes son gère aussi des multiples de ses fréquences :

    • multiples de 44,1 Khz : x 2 = 88,2 Khz …

    • multiples de 48 Khz : x 2 = 96 Khz ou x4 = 192 Khz

  • la résolution de la carte son (24 bits est un minimum aujourd’hui)

  • si la carte son est interne à l’ordinateur (Il faut ouvrir l’ordinateur pour l’installer), externe en USB (plus simple à installer = brancher prise USB) …

  • si elle propose une alimentation fantôme pour les micros statiques (enregistrement studio de meilleures qualité avec des micros statiques qu’avec des micros dynamiques type shure SM58).

  • si elle gére le MIDI et propose une/des entrée(s) / sortie(s) MIDI.

  • si elle propose du direct monitoring ou un signal zéro latence : permet d’écouter le signal en entrée de la carte son avant qu’il soit traité par l’ordinateur. Souvent il y a un potard qui permet d’envoyer plus ou moins de signal zéro latence dans les enceintes/casque.

  • si la connectivité USB est en usb-c, usb2, usb3 … Attention, ceci est primordiale, la connectivé doit être adaptée à votre ordinateur car sinon vous ne pourrez pas brancher votre carte son à votre ordinateur …

  • si la carte son est class compliant (spécifié dans le manuel d’utilisation et parfois sur les sites marchands) : une carte son class compliant ne nécessite pas de drivers pour MacOS et devrait fonctionner avec Linux.

  • si la latence peut être vraiment basse (frames/buffer audio) : Actuellement, les cartes son n’indiquent pas le délai de temporisation minimum (frames/buffer audio) que la carte son peut atteindre. Ceci dit, plus vous prenez de la qualité, plus le buffer pourra être petit. Pour Linux, la qualité de la carte son est primordiale, car si elle génère des Xruns (désynchronisation), cela peut mettre en péril la qualité de vos enregistrements. Je vous conseille de vous renseigner sur des forums spécialisés comme audiofanzine (Site généraliste en français - informatique / électronique …) ou linuxMAO (Linux en français) …

Il peut être intéressant d’avoir des jauges sur la carte son pour pouvoir regarder le niveau du signal en entrée. Parfois, il y a simplement une led qui indique si le signal sature en entrée.

Vérifiez que des potards de gain sont disponibles pour chaque entrée en facade de la carte son ainsi qu’un bouton volume pour la/les sortie(s) casque ainsi que pour les sorties niveaux ligne.





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