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Bienvenue, mes amis, pour une nouvelle ronde de calibration du système! Jusqu'à présent dans la série, nous avons tout couvert, de la configuration générale au calibrage de base en passant par la conception des enceintes, la gestion des graves et la conception de l'amplificateur. Alors que reste-t-il alors? Nos bons vieux amis les convertisseurs bien sûr!
La partie suivante de la série est consacrée à l'analyse de ce qui entre exactement dans ces convertisseurs, de la raison pour laquelle ils ont un tel impact sur le son et, finalement, de ce que nous devons y rechercher en tant qu'ingénieur du son. Et si vous craignez que ce didacticiel ne devienne trop technique car il implique de l'électronique, ne craignez rien. Tout restera clair, simple, mais toujours détaillé pour que tout le monde puisse suivre!
Donc, dans cet esprit, préparez-vous à la conversion!
Bien que les ingénieurs parlent toute la journée du son de ce haut-parleur parce que celui-ci est porté, ou de la façon dont cet ampli à lampes est plus propre que cet ampli à semi-conducteurs car ils utilisent des tensions plus élevées, vous n’entendez souvent pas les ingénieurs termes trop techniques. Vous entendrez toujours: "Eh bien, celui-ci sonnait mieux!" Et même s’il s’agit sans doute de l’aspect le plus important, la plupart des ingénieurs ne peuvent souvent pas expliquer pourquoi cela sonne mieux ni même parler de ce qui se passe à l’intérieur du convertisseur..
A la base, un convertisseur prendra un signal analogique (tension) et générera un nombre numérique proportionnel par rapport à l’amplitude de la tension d’entrée (dans notre cas, l’amplitude du signal de notre microphone). Le processus peut également fonctionner en sens inverse dans lequel nous prenons nos numéros numériques et générons une tension analogique proportionnelle; c'est ce qui sort des convertisseurs et va vers l'amplificateur. Un convertisseur analogique-numérique est appelé convertisseur analogique-numérique, et un convertisseur numérique-analogique est appelé convertisseur numérique / analogique, tandis qu'un convertisseur capable de faire les deux est un convertisseur analogique-numérique..
Mais certains d'entre vous se demandent peut-être comment il connaît l'amplitude de mon signal s'il change constamment. La façon dont nous traitons le signal en constante évolution consiste à quantifier le signal analogique en échantillons individuels distincts afin de pouvoir générer nos nombres numériques au fil du temps. Le problème de la quantification est qu’en transformant notre signal analogique continu en échantillons discrets, nous générons une erreur car notre signal ne sera plus continu mais par étapes individuelles; c'est ce qu'on appelle l'erreur de quantinisation.
Cependant, si nous échantillonnons assez rapidement, nos étapes seront si proches de l'échantillon continu initial que l'erreur est minimisée au point d'être négligeable; bien sûr, cela se réfère au taux d'échantillonnage. N'oubliez pas non plus que pour enregistrer correctement une onde sinusoïdale à une fréquence donnée, notre taux d'échantillonnage doit être au moins deux fois plus rapide que la fréquence donnée. par conséquent, nous enregistrons à 44,1 kHz pour donner une gamme de fréquences allant jusqu'à 22,5 kHz.
Bien que certains lecteurs semblent avoir connaissance des informations ci-dessus, le processus de conversion comporte d’autres aspects moins connus et indispensables à la compréhension de la conversion. Gardez à l’esprit que cette section restera très simple, car les calculs qui peuvent en découler sont angoissants.!
Tout d’abord, vous constaterez que si vous regardez dans un convertisseur, nous ne convertissons pas directement en informations PCM. Au lieu de cela, les meilleurs chipsets (qui, heureusement, sont la plupart d’aujourd’hui) commencent par ce que l’on appelle la modulation delta-sigma. Cette forme de conversion doit être formulée très simplement (et comme un euphémisme), permet de deviner quel sera le prochain changement d’amplitude par rapport à l’entrée précédente et à quel point son estimation précédente était proche. Cependant, il le fait si vite (en territoire MHz!) Et par de si petites quantités que nous nous retrouvons avec une représentation extrêmement précise de notre signal.
Ainsi, par exemple, notre contribution était de 0,5, notre estimation était de 0,6 et cela dit, nous étions assez proches. Logiquement, nous allons donc deviner quelque part pour le prochain changement d’amplitude. Cependant, notre prochain décalage d'amplitude n'était pas de 0,6 ou 0,8, mais de 3,0 et nous avons deviné de 0,7! Donc, pour compenser, notre prochaine estimation sera d'environ 3,0. Bien que cette erreur puisse sembler élevée, rappelez-vous que nous échantillonnons le signal plusieurs fois plus rapidement, même à 192 kHz, de sorte que l'erreur est si rapide qu'elle pourrait tout aussi bien être négligeable..
Après avoir généré cette conversion incroyablement rapide, nous devons créer un flux de données PCM que nos ordinateurs peuvent comprendre plus facilement, car le traitement avec un flux direct delta sigma est très difficile et que la plupart des logiciels et du matériel ne le gèrent pas. Cela se fait par un filtre de décimation qui transforme notre signal en 44,1 kHz, 96 kHz, etc..
N'oubliez pas non plus que nous devons également utiliser beaucoup de filtrage pour minimiser les erreurs et les erreurs qui se produisent avant et après la décimation. Tout d’abord et avant tout pour numériser avec précision un signal sans induire de repliement, vous devez placer un filtre anti-repliement avant le delta-sigma; plus généralement, il s’agit d’un filtre passe-bas avec un seuil très élevé et très abrupt. De plus, un filtre passe-haut est idéalement placé après le filtre de décimation, car ce dernier peut induire un décalage en continu qui doit être corrigé..
Si vous ouvriez la plupart des convertisseurs, vous verriez qu'ils utilisent tous le même nombre de puces de conversion provenant de quelques entreprises sélectionnées (généralement Cirrus Logic, Asahi Kasei et Texas Instruments (qui a racheté Burr Brown). les convertisseurs peuvent sembler d'une clarté si différente? Cela se résume généralement à la gigue.
La gigue est la tendance d'un convertisseur à s'écarter de son signal périodique ou, plus simplement, à une erreur dans le domaine temporel. Pour que nous puissions échantillonner avec précision notre signal entrant au fil du temps, nous devons nous assurer qu'une seconde correspond toujours à une seconde, ou plus précisément, un échantillon correspond toujours à la longueur d'un échantillon. Afin de garder les choses organisées et réglementées, nous avons besoin d’une horloge pour garantir la précision..
Cependant, cette horloge peut dériver des heures supplémentaires et lorsque c'est le cas, des erreurs de gigue sont introduites dans notre signal lorsque nous commençons à échantillonner la mauvaise partie du signal à ce moment donné. Afin de réguler l'horloge, un cristal ou une PLL (boucle à verrouillage de phase) est utilisé pour assurer la stabilité et minimiser la gigue. Plus il y a de gigue dans l'horloge, plus nous risquons de causer des problèmes d'amplitude et de commencer à réduire efficacement la profondeur de bits de notre signal, tout en provoquant des décalages de phase très subtils, ce qui crée une image stéréo plus floue..
Habituellement, nous ne remarquerons pas ce déphasage tant que nous n'aurons pas comparé un convertisseur avec un meilleur convertisseur, puis tout à coup cela deviendra évident (ou dans certains cas encore moins!). Ce décalage autour de l'horloge est également un argument majeur pour expliquer pourquoi certains convertisseurs ont une meilleure imagerie stéréo et une profondeur perçue, car ils ont considérablement minimisé la gigue. Bien entendu, d’autres parties de la chaîne de signal jouent également un rôle, mais il est essentiel d’avoir une horloge stable pour minimiser l’instabilité..
Si tout cela vous semble un peu déroutant, pensez à cette instabilité. Si vous essayez de prendre une photo avec un appareil photo à la main, vous devez vraiment essayer de vous assurer que votre main est immobile, sinon vous obtiendrez un flou directionnel. Cependant, avec le temps, votre main risque de se fatiguer et de devenir plus floue en mouvement. Bien sûr, une image de temps en temps sera belle et nette, mais le plus gros morceau de vos photos deviendra plus flou.
Cependant, si vous utilisiez un trépied dès le début, vous garantiriez presque des images plus nettes dès le début. Pour l'audio, notre convertisseur est la caméra, la gigue est le flou de mouvement et le trépied est l'horloge idéale. Simple non?
Donc, si l'horloge est si importante pour nous, pouvons-nous acheter une horloge ultra précise pour contrôler nos convertisseurs? Oui, vous pouvez! Mais vous devriez? Ça dépend.
Il existe de nombreux types de pointage dans le domaine audio, mais il est fort probable que nous ayons tous vu une entrée word clock BNC à l’arrière des interfaces et des convertisseurs. Ils servent à relier deux pièces d’entraînement et à les faire fonctionner de manière synchrone, l’un étant maître et l’autre esclave..
Vous pouvez bien sûr les enchaîner mais vous commencez à perdre de la fidélité lorsque vous le faites. Au lieu de cela, nous pouvons utiliser une horloge externe complète avec plusieurs sorties pour synchroniser ensemble tout notre équipement numérique. Vous les verrez généralement dans les maisons de poste dotées d'un équipement de production vidéo et de divers mélangeurs numériques, etc., qui doivent tous fonctionner à la même échelle de temps. Dans ce cas, l'horloge externe est étonnante, car elle permet de tout synchroniser et de rester stable. sucré!
Alors pourquoi n'en voudrions-nous pas? Parce que peu importe la qualité de l'horloge externe, ce n'est pas interne!
Les horloges internes qui ne sont même que moyennement bonnes sont bien meilleures qu’une horloge externe car il est difficile pour un équipement de se synchroniser avec une horloge externe. Bien sûr, nous pouvons le faire, mais cela ne sonnera pas aussi bien que l’interne si l’interne n’est pas très mal conçu. Donc, sauf si vous devez connecter deux périphériques ou plus, éloignez-vous des horloges externes!
Comme pour la plupart des choses liées à l'audio, il est toujours préférable de pouvoir comparer deux unités ou plus côte à côte. À la fin de la journée, vos oreilles et ce qu'ils entendent sont les critères les plus importants pour choisir un convertisseur autonome. Cependant, la plupart d'entre nous n'auront pas le luxe de pouvoir faire ces comparaisons en personne. Alors, que devrions-nous rechercher dans un convertisseur?
Avoir la résolution maximale possible est primordial dans un convertisseur. Vous ne devriez vraiment rien avoir en dessous de 24 bits, car avec les convertisseurs 24 bits, nous sommes en mesure de réduire le bruit de fond à un niveau extrêmement bas, ce qui ne devrait pas nous poser de problèmes pendant le mixage. Cependant, gardez cela à l'esprit, la limite théorique du rapport signal sur bruit (SNR) pour les convertisseurs 24 bits est de -144 dB, mais les meilleures puces ne peuvent en réalité atteindre que -120 dB! Vous voyez maintenant pourquoi la profondeur de bits est si importante?
Une autre fonctionnalité très pratique pour trouver un convertisseur est l’utilisation de la PLL à plusieurs étages et de la mise en forme du bruit. Bien que l’utilisation d’une PLL à un étage soit très utile, nous sommes limités à certaines largeurs de bande de réduction de la gigue en fonction de la conception de la PLL. En incorporant des PLL à plusieurs étages, nous pouvons réduire la gigue pour différentes largeurs de bande et assurer une conversion plus claire. De plus, une autre technique utilisée par quelques convertisseurs haut de gamme est l'utilisation de la mise en forme du bruit. Essentiellement, le bruit de gigue est modulé à une fréquence beaucoup plus élevée, bien au-delà du spectre audible, et est ensuite facilement filtré avec un filtre passe-bas de base.
Nous avons expliqué pourquoi il est à la fois bon et mauvais d’avoir une horloge externe, mais cette option est toujours pratique au cas où. Cependant, si vous ne pensez vraiment pas que vous n'aurez pas besoin d'un externe, alors ne vous inquiétez pas. Cependant, si vous installez un poste ou peut-être une plate-forme en direct avec beaucoup de connectivité numérique (qui devient assez courante de nos jours), assurez-vous que vous avez une entrée d'horloge externe
Déterminer les types d’entrées et de sorties dont vous avez besoin peut vous aider à préciser votre objectif lorsque vous essayez de choisir un convertisseur. Si vous avez besoin d’une connexion directe à votre ordinateur, vous aurez évidemment besoin d’USB, de Firewire ou de Thunderbolt. Cependant, si vous avez une carte PCI-e interne, vous pouvez envisager AES, ADAT, etc. comme options supplémentaires..
Pour ceux d'entre vous qui utilisent une console numérique telle que la série Presonus Live ou la série Tascam DM, vous pouvez potentiellement utiliser les entrées numériques telles que AES, ADAT, etc. pour passer directement de la carte au convertisseur sans avoir à passer de numérique à numérique. analogique vers numérique à nouveau pour revenir à l'analogique. Les conversions inutiles doivent toujours être évitées!
Parce que la conversion est sans doute le point le plus faible de notre chaîne de signal; c'est aussi le plus difficile d'entendre comment cela affecte le signal résultant. Techniquement, lorsque nous numérisons une photo avec un scanner, nous perdons constamment la qualité, mais avec un bon scanner, cette dégradation devrait être imperceptible..
La conversion audio est essentiellement la même idée mais nous utilisons nos oreilles et non nos yeux. En outre, si nous devions imprimer notre numérisation, puis la numériser à nouveau et répéter ce processus encore et encore, nous commencerions à voir la dégradation plus clairement à chaque nouvelle analyse. Avec l'audio, plus nous convertissons le signal analogique en signal numérique, plus nous ajoutons de bruit et de gigue à notre signal et commençons à assombrir notre image stéréo et à réduire la plage dynamique..
Assurez-vous donc d'obtenir les meilleurs convertisseurs possible et de minimiser le nombre de conversions.!
Jusqu'à la prochaine fois!
Accentsconagua