Microphones
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Utilisé pour l'enregistrement ou la sonorisation, le micro est un transducteur transformant une onde acoustique en signal électrique exploitable par la chaîne audio (préampli, ampli, enregistreur, enceintes...). On en distingue 4 types selon les technologies qu'ils exploitent : les dynamiques, les statiques (à lampe ou à transistor), les micros à électret et les micros à ruban, chacun de ces types étant décliné en différentes directivités (omni-directionnelle, cardioïde, hyper-cardioïde, etc.).

Typologie des microphones

Les types de microphones

Tous les micros sont conçus dans un même but : convertir des variations de pression sonore en signaux électriques. Les différentes technologies qui existent présentent chacune des avantages propres, en fonction de l’emploi du micro. Ce dossier passe en revue les mérites de divers types de micros, tailles de capsule, directivité, composants électroniques, etc.

Il existe aujourd’hui trois principaux types de microphones :

  • Dynamiques.
  • A ruban.
  • A condensateur.

Chacun d’entre eux présente des caractéristiques uniques appropriées pour diverses applications, que nous verrons dans ce dossier.



Microphones dynamiques

Principe du microphone dynamique

Dans les micros dynamiques, la pression sonore déplaçant le diaphragme entraîne l’action d’une bobine mobile située dans le champ magnétique afin de produire un signal électrique.

Le fonctionnement des micros dynamiques, ou à bobine mobile, est le plus simple à comprendre. Comme l’apprennent les enfants à l’école primaire [aux USA], cette technologie classique fonctionne à l’inverse de celle des haut-parleurs ordinaires. Un diaphragme en plastique ou en métal est fixé à une bobine en cuivre, située dans un champ magnétique. Les ondes de pression sonore qui percutent le diaphragme provoquent son déplacement, qui entraîne à son tour celui de la bobine située dans le champ magnétique. Les variations magnétiques qui en résultent se traduisent par des variations électriques correspondant généralement aux variations physiques de l’onde sonore d’origine.

Du fait de la nécessité de fixer la bobine directement au diaphragme, les diaphragmes des micros dynamiques sont plus épais. En conséquence, l’enregistrement est moins précis qu’avec des microphones à ruban ou à condensateur (voir plus loin). Ces mêmes spécificités de conception permettent toutefois de tirer parti de la plus grande quantité de pression sonore possible avant distorsion et procurent la plus haute résistance qui soit aux mauvais traitements. Les micros dynamiques sont galement les plus faciles et les moins onéreux à fabriquer. Par ailleurs, ils ont tendance à colorer le son entre 5 kHz et 10 kHz, et donnent un son plus fin dès lors qu’ils sont à plus de 30cm de distance de la source sonore.

C’est pour toutes ces raisons qu’on utilise le plus souvent les micros dynamiques sur scène. En effet, c’est en direct que les micros sont les plus susceptibles d’être soumis à de multiples tortures : volumes élevés, sueur, intempéries, chocs, chutes, etc. En studio, les micros dynamiques sont le plus souvent utilisés pour la prise de son rapprochée des batteries, en raison des risques de coups de baguette intempestifs. Les micros dynamiques à grand diaphragme sont souvent employés pour l’enregistrement des grosses caisses à cause des niveaux de pression sonore élevés de ces dernières. Les modèles Shure SM57 et SM58 sont des micros dynamiques très répandus.



Microphones à ruban

Principe du microphone à ruban

Dans les microphones à ruban, les ondes sonores font vibrer une fine bande de métal à l’intérieur d’un champ magnétique, afin de produire un courant.

Les micros à ruban constituent un autre type de microphone dynamique, différent cependant des micros à bobine mobile : une très fine bande de métal suspendue entre les pôles d’un puissant aimant bouge en réaction aux ondes sonores, traversant ainsi le champ magnétique et déclenchant la création d’un flux d’électrons. La sortie basse tension qui en résulte est envoyée, en général, via un transformateur par changement de tension, vers le câble du micro. La très faible épaisseur du ruban fait que ce type de micro est très sensible, en particulier dans le cas de fréquences sonores extrêmement basses. Les micros à ruban sont le plus souvent utilisés pour la prise de son rapprochée et, parce qu’ils sont les plus fragiles et les plus coûteux, sont généralement réservés pour les situations très contrôlées.

A l’instar des micros dynamiques à bobine mobile, les micros à ruban colorent le son et pour cette raison
sont fréquemment utilisés pour réchauffer les sons claironnants. (Ils sont parfaits pour enregistrer les saxophones
par exemple). Ils ont par ailleurs tendance à générer des sorties de niveau très bas, ce qui nécessite
un gain électronique plus élevé et donc des préamplificateurs haute qualité pour éviter du bruit de fond. Les RCA 44
et 77 ainsi que les micros de la gamme Royer sont des micros à ruban classiques.



Microphones à condensateur

Principe du microphone à condensateur

Dans les micros à condensateur, les ondes sonores percutant le diaphragme modifient la capacitance dans le champ entre le diaphragme chargé et la plaque arrière.

Les microphones à condensateur sont les plus usités en studio. Leur mince diaphragme conducteur est suspendu au-dessus d’une plaque arrière, ce qui forme un fin condensateur flexible. Lorsque les ondes sonores stimulent le diaphragme, la distance entre ce dernier et la plaque arrière varie et avec elle la capacitance. Cette variation de capacitance produit à son tour une variation de la tension. Le circuit associé convertit ces modifications de tension en un signal qui est envoyé au préamplificateur. La puissance requise par ce type de micro est assurée par l’alimentation fantôme 48 volts, fournie en général par les préamplis et les entrées de mélangeur.

Les diaphragmes des micros à condensateur sont en métal extrêmement fin ou en plastique métallisé d’une épaisseur similaire à celle des films plastiques alimentaires. Cette finesse donne à la bande passante des micros à condensateur une très grande précision et rend ces derniers extrêmement sensibles aux transitoires, par exemple au premier son de claquement produit par une baguette sur une caisse claire. Outre le fait que les micros à condensateur sont ceux qui transmettent le moins de coloration acoustique, le champ de leur sensibilité est bien plus étendu que celui d’autres micros, permettant ainsi davantage de souplesse. Cette meilleure sensibilité donne aussi la possibilité à l’ingénieur du son de mieux capter l’ambiance de la pièce, chose qui peut considérablement contribuer au réalisme de l’enregistrement.

Les micros à condensateur sont plus fragiles que les micros dynamiques à bobine mobile mais plus résistants que les micros à ruban. En raison de leur sensibilité aux bruits basses fréquences et de la fragilité de leur diaphragme, les micros à condensateur sont toujours utilisés avec une suspension élastique souvent associée à un filtre anti-pop. Les caractéristiques acoustiques des condensateurs et la nécessité d’une TLC font qu’ils sont les plus adaptés pour les enregistrements de studio. Ceci ne signifie pas pour autant que les micros à condensateur ne peuvent pas dans certains cas être utilisés sur scène, mais que l’environnement doit être contrôlé comme dans les spectacles professionnels où les câbles sont fixés, les micros munis d’une suspension élastique anti-vibrations et l’accès à la scène réservé au personnel professionnel.

La technologie des condensateurs étant plus sophistiquée et demandant un temps de fabrication plus long que celle des micros dynamiques, les condensateurs de bonne qualité sont comparativement plus onéreux. Les micros à condensateur sont idéaux pour enregistrer voix, guitares acoustiques, pianos, instruments d’orchestre, saxophones, percussions et effets sonores. Le Neumann U47, l’AKG 414 et les modèles de la gamme Groove Tubes GT sont quelques-uns des micros à condensateur les plus répandus. Les micros à condensateur étant les plus utilisés en studio, nous nous concentrerons dans la suite de ce guide sur les applications de ce type de micro.

Taille des capsules

La capsule d'un microphone abrite le très important assemblage du diaphragme, qui transforme la pression sonore en signal électrique. La capsule des micros à condensateur peut être de plusieurs tailles : petite, moyenne ou grande. En général, la bande passante est fonction de la taille du diaphragme. Prenons l’exemple des haut-parleurs et observons ce qui se produit en fonction de leur taille. Plus les woofers sont gros, plus ils sont à même de générer des basses fréquences et moins ils peuvent produire des hautes fréquences. En règle générale, il en va de même du diamètre des micros (avec quelques réserves que nous évoquerons un peu plus loin).

Influence de la capsule sur la réponse en fréquence

Sans intervention, plus la taille du diaphragme
augmente, moins les microphones sont linéaires.

Habituellement, le rapport signal-bruit du micro dans son ensemble est en partie fonction de la taille du diaphragme. Plus la taille du diaphragme est importante, plus sa sensibilité potentielle à la pression sonore est grande et plus le signal en sortie est puissant. En conséquence, les grands diaphragmes présentent fondamentalement de meilleurs rapports signal / bruit que les petits diaphragmes.

Capsules de petite taille

Généralement, on parle de capsules de petite taille lorsque le diamètre de leur diaphragme mesure moins d’environ 1,25 cm. De manière indiscutable, elles sont extrêmement précises dans toute la gamme audible allant de 20 Hz à 20 kHz. Cependant, le faible rapport signal-bruit des petites capsules implique de recourir à des ruses électroniques et les rend plus utiles pour la prise de mesures que pour l’enregistrement.

Capsules de taille moyenne

Les diaphragmes des capsules de taille moyenne mesurent environ entre 1,25 cm et 2 cm. Lorsqu’elles sont correctement conçues et fabriquées, elles présentent généralement une bande passante plate allant d’environ 20 Hz à 18 kHz. Leurs diaphragmes sont également suffisamment gros pour générer des rapports signal-bruit tout à fait acceptables dans le cadre d’une utilisation professionnelle. Parmi les micros à capsule de taille moyenne de la marque Groove Tubes, par exemple, on trouve le GT33 et le GT44, dont la capsule mesure 2 cm.

Capsules de grande taille

Les diaphragmes des capsules de grande taille mesurent de 2 cm à 2,5 cm, voire plus encore*. Les diaphragmes les plus gros générant habituellement de meilleurs rapports signal-bruit et une plus grande sensibilité, sans que l’application de gain supplémentaire ne soit nécessaire, on considère généralement que plus ils sont gros, mieux cela vaut. Les grandes capsules génèrent également des basses fréquences plus précises, chose qui s’apprécie sur le papier lors de tests en laboratoire, mais aussi et surtout à l’écoute. Les capsules de grande taille présentent un effet de proximité (particulièrement avec la directivité cardioïde) qui se traduit par le fait que le son devient plus “explosif” à mesure qu’elles sont approchées de la source sonore. Parmi les micros Groove Tubes à gros diaphragme, on trouve les modèles 1B, 1B-FET, GT55, GT57, GT66 et GT67.

Comme pour les haut-parleurs et les diaphragmes de grande taille (voir plus haut), la bande passante des grandes capsules a tendance à tomber à partir de 14 kHz. Cette déficience, qui peut être acceptable dans bien des cas, peut générer un manque d’éclat avec les sources sonores contenant de nombreuses hautes fréquences.

* Sachez que, pour des raisons de marketing, chaque fabricant fixe des catégories de taille différentes de celles de ses concurrents. L’important est donc de connaître le diamètre du diaphragme.

 

Extension de la réponse en fréquences élevées des micros grande capsule

L’atténuation des hautes fréquences entraînée par les micros à grand diaphragme pose un problème que les concepteurs de micros cherchent à résoudre depuis des années. Ce problème est fondamentalement le suivant : les diaphragmes les plus gros ont une masse supérieure aux diaphragmes les plus petits; il leur est donc plus difficile de réagir aux ondes sonores haute fréquence, qui vibrent plus rapidement.

L’une des solutions employées par certains fabricants est de couper les autres fréquences, puis de renforcer le signal dans son ensemble. L’inconvénient de cette solution est que cela requiert l’emploi de davantage de composants électroniques, ce qui en général augmente le bruit de fond au niveau du circuit. Les ingénieurs de Groove Tubes ont trouvé un moyen d’étendre la réponse hautes fréquences qui ne comporte pas cet inconvénient : le "Disk Resonator" (en français, résonateur sphérique), qui est une sorte de petit parapluie en cuivre, placé au centre des diaphragmes de nos micros à grosse capsule GT57 et GT67. Il sert à renforcer légèrement la sensibilité du diaphragme aux ondes sonores les plus courtes, ce qui permet à ce dernier de réagir de manière plus précise aux hautes fréquences.

 

Directivités

Effet de proximité
L’effet de proximité produit, dans les fréquences moyennes et basses, un signal de sortie plus ou moins grand, en fonction de l’augmentation de la distance entre le microphone et la source sonore.

Le terme directivité est employé pour décrire la réaction d’un micro aux sources sonores provenant de plusieurs directions. Chacune des directivités a sa place et son utilisation dans le processus d’enregistrement.

Veuillez noter que la définition classique de la directivité s’applique le mieux lorsque les sons atteignent le micro dans l’axe, c’est-à-dire lorsqu’ils sont perpendiculaires à la surface plane du diaphragme. En général, plus les fréquences son hautes, plus les micros deviennent “directionnels”. Autrement dit, les capsules sont généralement moins sensibles aux hautes fréquences qui ne sont pas dans l’axe.

Ce phénomène est habituellement plus significatif avec les grosses capsules qu’avec les petites.


 

 


Directivité cardioïde

La directivité cardioïde est probablement la plus répandue. C’est sa ressemblance avec la forme d’un cœur qui lui a donné son nom.

Directivités carioïde et omni
Les directivités cardioïdes sont plus sensibles sur l’un des deux côtés de la capsule Les directivités omni sont sensibles aux sons provenant de toutes les directions.

Les microphones cardioïdes sont unidirectionnels, c’est-à-dire qu’ils reçoivent le son principalement à l’avant de la capsule. L’arrière de la capsule rejette les sons qui lui parviennent, permettant ainsi à l’ingénieur du son d’isoler la source des signaux d’autres sons et bruits de fond. Les diagrammes cardioïdes présentent généralement un effet de proximité (remarquable davantage avec les capsules les plus grosses) c’est à dire, un accroissement des fréquences moyennes-basses à mesure que la distance entre la source sonore et le micro se réduit. L’effet de proximité est plus significatif lorsque l’on est en présence de grosses capsules et de fréquences basses.


Directivité omni

Comme son nom le suggère, le diagramme omnidirectionnel ou “omni” recueille les sons provenant de toutes les directions avec la même précision. Les micros omnidirectionnels permettent de capturer la résonance de la salle ainsi que la source sonore, et produisent un son plus ouvert comparé à la qualité de captation plus “directionnelle” des cardioïdes. L’omni offre d’excellents résultats avec les ensembles vocaux, les effets sonores et les instruments acoustiques au son réaliste, lorsque la dimension acoustique de l’environnement d’enregistrement est souhaitable.

L’omni fournit également un effet de proximité bien moins important que les cardioïdes.L’une des conséquences est qu’il est quelque peu moins sensible aux mouvements d’un chanteur agité par exemple. Une autre conséquence est qu’il requiert moins d’égalisation. Comme mentionné plus haut, toutefois, si les omnis sont capables de capturer les sons dans un rayon de 360 degrés, ils ont tendance à devenir plus directionnels à mesure que les fréquences augmentent, et ce particulièrement avec les grandes capsules.


Directivité en 8 ou bidirectionnelle

La directivité en 8 ou bidirectionnelle est sensible sur les deux faces opposées du micro et rejette les sons venant sur les côtés. Comme les directivités cardioïdes, elle présente un effet de proximité.

Directivité en 8 & bi-directionnelle
Les directivités en 8 sont sensibles aux deux faces opposées et permettent de rejeter fortement les sons hors axe venant à 90 degrés. La directivité super-cardioïde est encore plus focalisée que la cardioïde.

Le diagramme en 8 est parfait pour l’enregistrement de duos ou d’interviews face à face avec un seul micro. Le rejet latéral des sons à -40dB est également idéal pour isoler un instrument telle qu’une caisse claire du reste d’une batterie. En outre, ce type de directivité est l’un des éléments clé de la prise de son M/S (mid-side), une technique d’enregistrement stéréo avancée que nous évoquerons dans un autre dossier sur les microphones.



Directivité super-cardioïde


La directivité super-cardioïde présente un champ de sensibilité encore plus étroit que le diagramme cardioïde classique et s’utilise pour les enregistrements très “focalisés”. Il est parfait lorsque l’on souhaite capturer le point d’enregistrement idéal d’instruments tels que le piano ou certains éléments de la batterie. Les super-cardioïdes sont également parfaits pour les enregistrements en direct, où il est très important d’isoler les différentes sources, par exemple quand il s’agit d’éviter que les signaux de la voix et de l’instrument joué par le chanteur “débordent” l’un sur l’autre.



Microphones à directivité fixe vs. microphones multi-directivité

Combinaisons possibles avec un microphone multi-directivités Dans les microphones multi-directivité, deux cardioïdes
sont combinées de différentes manières afin de créer
d’autres directivités.

Les micros dont la fabrication est la moins onéreuse sont les micros à directivité fixe. Avec les cardioïdes, des ouvertures à l’arrière de la capsule produisent les effets physiques d’un diagramme unidirectionnel. Il s’agit donc d’une directivité fixe. En scellant l’arrière de la capsule on peut obtenir une autre directivité fixe, en ce cas ci un diagramme omnidirectionnel. Les super-cardioïdes emploient quant à eux une architecture différente. Dans la plupart des cas, le bloc électronique étant différent d’une directivité à l’autre, il est difficile de produire des micros à capsules interchangeables.

Pour intégrer plusieurs directivités dans un seul micro, le secret est de placer deux cardioïdes dos à dos tout en utilisant diverses astuces électroniques. Une directivité omnidirectionnelle peut être obtenue en reliant deux cardioïdes dos à dos en phase l’un avec l’autre. Ces deux mêmes cardioïdes, opposés et reliés de manière déphasée, donnent un diagramme en 8 ou bidirectionnel*. En procédant au réajustement de la polarité et du niveau sortie, on obtient un super-cardioïde. Si deux blocs diaphragme/plaque arrière haute qualité augmentent le coût, c’est une solution qui offre les meilleures performances en directivité et qui revient bien moins cher que d’acheter plusieurs micros afin de disposer d’un choix de directivités.

Réponse en fréquence hors axe des microphones
Tous les microphones sont moins sensibles aux hautes fréquences hors axes (voir exemple omni).

Les micros à gros diaphragme de Groove Tubes intègrent ce type de capsule. Le GT57 et le GT67 emploient une paire opposée de blocs diaphragme/plaque arrière, permettant ainsi la sélection de plusieurs directivités à l’aide d’interrupteurs placés sur le corps des micros. Les modèles GT55 et GT66 sont des cardioïdes fixes qui utilisent chacun un seul bloc diaphragme/plaque arrière.

* Conseil : sachez que le câblage déphasé des deux côtés d’une capsule en 8 peut jouer des tours aux profanes. Un
côté peut sonner de manière étrange pour le chanteur monitorisant le signal du micro à l’aide d’un casque. La raison est que l’un des deux côtés du micro est en phase avec l’interprète (ce qui renforce sa perception de sa propre voix)
et l’autre ne l’est pas. Les meilleurs résultats de monitorage sont obtenus lorsqu’on parle sur le côté qui est en phase.






Modèles à prise de son frontale vs. modèles à prise de son latérale

Modèles de microphones à prise de son frontale et latérale.
Modèles de microphones à prise de son frontale et latérale.

L’orientation du diaphragme dans la tête du micro détermine si la source sonore doit être placée en haut ou sur le côté du micro. Même si on ne peut parler de règle en la matière, avec les diaphragmes de taille moyenne, la prise de son se fait généralement par le haut tandis qu’avec les gros diaphragmes, la prise de son est plutôt latérale. Comme vous pouvez en déduire suite à la lecture du chapitre sur les différentes directivités, les micros à prise de son frontale ont généralement une directivité fixe (du moins lorsque leur capsule n’est pas changée) tandis que les micros à prise de son latérale donnent la possibilité de mettre leurs capsules dos à dos afin que soient créés des directivités interchangeables.

NB : sur les micros à prise de son latérale, le côté où se trouve le logo est le côté principal ou cardioïde.

Indépendamment des directivités utilisées, l’aspect pratique des micros à prise de son latérale et à prise de son frontale est aussi lié à la logistique. Les micros à prise de son frontale peuvent généralement trouver une place dans des endroits bien plus étroits, entre les éléments d’une batterie par exemple, que les micros à prise de son latérale. Cela explique entre autres pourquoi les ingénieurs du son professionnels ont toujours plusieurs types de micros dans leur boîte à micros !

 

 

Composants électroniques des micros

Comme nous l’avons vu précédemment, la capsule des micros est chargée de transformer les ondes sonores en signaux électriques. L’autre composant important des micros est le préamplificateur, qui traite les sons provenant de la capsule afin qu’ils puissent être transmis via un câble à un préampli ou à une console externes.

Le rôle du préamplificateur est en partie d’effectuer la conversion de l’impédance. (Consultez “Un mot à propos de l’impédance” pour davantage d’informations au sujet de l’impédance). Le transformateur d’adaptation classique des micros dynamiques ou à ruban doit convertir de l’ordre de plusieurs milliers d’ohm en environ 200 ohm, ou un demi ohm en environ 200 ohm. Les micros à condensateur relèvent un défi d’une autre ampleur : convertir des signaux de l’ordre de deux milliards d’ohm en 200 ohm. Ce grand écart est hors de portée de la plupart des transformateurs de sortie, qui requièrent pour cela l’aide d’un amplificateur spécialisé.

Les amplificateurs et/ou transformateurs de sortie servent en quelque sorte de traducteurs. Or en audio, on attend d’une traduction qu’elle soit parfaite afin que les bandes passantes, les plages dynamiques et les rapports signal-bruit restent constants. Tout comme un traducteur professionnel est plus coûteux qu’une personne qui n’a étudié les langues étrangères qu’à l’école, les amplificateurs et transformateurs de sortie de qualité professionnelle sont plus chers que ceux de qualité ordinaire. (Un seul transformateur du genre de ceux employés pour chaque canal des consoles professionnelles peut être plus onéreux qu’un mélangeur multicanal complet bon marché).

Lampes vs. solid-state

Un mot à propos de l’impédance

L’impédance décrit principalement la résistance à l’intérieur d’un circuit. Le flot d’électrons à travers un câble peut facilement se comparer à celui de l’eau dans un tuyau. Imaginons une pompe conçue pour faire passer 50 kilos de pression dans un tuyau de 20 cm de diamètre. Si vous doublez le diamètre du tuyau, à 40 cm, vous obtiendrez alors la moitié de la pression. Avec une pression de 25 kilos, le système ne subit aucun dégât. Par contre, si vous diminuez à la moitié la taille du tuyau, la pression obtenue est le double de celle pour laquelle le système a été conçu. La contre-pression endommagera la pompe, réduira son rendement et
risquera de la faire exploser.

L’analogie dans le domaine de l’audio est un amplificateur de 100 watts branché à des haut-parleurs de 8 ohms. Si l’utilisation de haut-parleurs de 16 ohms est sans danger (bien qu’elle réduise la puissance), l’emploi de haut-parleurs de 4 ohms est sans doute la meilleure façon d’exploser votre amplificateur. C’est pourquoi les amplificateurs de
guitare conçus pour fonctionner avec différents haut-parleurs sont généralement équipés de transformateurs de sortie de 4, 8 et 16 ohms, permettant d’adapter le signal.

Vous entendrez aussi parler des termes de haute impédance et de basse impédance. Les phonocapteurs de guitare et la plupart des microphones dynamiques sont de haute impédance,
capables de supporter une impédance de plusieurs milliers d’ohms. Les signaux de basse impédance s’élèvent aux alentours de 200 ohms. Bien que les signaux de haute impédance offrent une tension plus élevée,quand ils son transmis par des câbles dont la longueur dépasse les 14 m ils commencent à perdre des hautes fréquences (en ce cas il faut les amplifier pour pallier cette perte). Les signaux de basse impédance peuvent généralement être transmis sur des distances bien plus longues sans aucune dégradation.

Le préamplificateur peut employer soit une lampe, soit des composants solid-state. Avant de pouvoir comparer véritablement ces deux technologies, nous devons évoquer quelques concepts fondamentaux. Principalement, il existe trois manières de mesurer avec quelle précision un circuit électronique transmet le son :

  • La bande passante.
  • La distorsion harmonique totale (DHT).
  • La distorsion dynamique.

Le concept de bande passante est le plus facile à comprendre. La bande passante permet simplement de savoir si les hautes ou les basses fréquences sont atténuées, ou si des fréquences sont coupées ou augmentées pour créer une bande passante non linéaire. Les micros à lampes, tout comme les micros solid state, peuvent être fabriqués sans que n’apparaissent des déficiences significatives en termes de bande passante.

En ce qui concerne la distorsion harmonique, tous les composants électroniques en génèrent une certaine quantité, c’est-àdire qu’ils produisent des harmoniques absents de la source originale. La nature de cette distorsion harmonique dépend davantage du circuit employé que de la technologie utilisée (lampe ou solid-state). Les circuits Classe A (dans lesquels tous les composants d’amplification traitent le signal dans l’ensemble) ont tendance à générer des harmoniques plus bas. Par contre, les circuits Classe B (dans lesquels les portions positives et négatives de la forme d’onde sont amplifiées par deux dispositifs distincts) produisent en général des harmoniques plus hauts. C’est pour cela qu’il semble à la plupart des gens que le son des circuits Classe A est plus “chaud”.

Cela nous mène au troisième élément, plus mystérieux, appelé distorsion dynamique, que les fabricants, faute de technologie adéquate, ne pouvaient mesurer il y a encore peu de temps. La distorsion dynamique représente la précision ou transparence, particulièrement importante au niveau du transitoire du tout début d’un son. Prenons l’exemple d’un claquement de doigt. Vous pouvez atténuer les fréquences hautes et basses et/ou insérer une grande quantité de distorsion et continuer malgré tout à percevoir le son comme celui d’un claquement de doigt. Par contre, modifiez la dynamique et ce claquement peut rapidement perdre sa sonorité caractéristique. En général, la précision de la reproduction de la dynamique peut faire la différence entre un son plein et tridimensionnel et un son plat et bidimensionnel.

Ironiquement, trouver la distorsion dynamique consiste à mesurer la partie "sans importance" du signal et de ne pas mesurer celle qui importe, c'est à dire celle qui agit sur une très petite partie du signal, au niveau temporel : les transitoires. Détaillons un peu... Les micros à lampes présentent une distorsion harmonique plus élevée que les micros solid state. Pourtant, s’il est possible de mesurer la différence entre une DHT de 0,01 % et une DHT de 0,001%, entendre cette différence est a priori impossible. En revanche, il est difficile de quantifier la distorsion dynamique mais l’entendre est chose facile. Les composants électroniques des micros solid state présentent plusieurs ordres de grandeur et davantage de distorsion dynamique que les micros à lampes. Ce facteur contribue largement au caractère authentique des enregistrements réalisés avec des micros à lampes.

Composants électroniques des microphones à lampes

Le mythe du “son chaud” des lampes

On dit souvent que les amplificateurs à lampes offrent un son plus “chaud”. On peut affirmer sans se tromper qu’un ampli à lampes donnera à une guitare électrique un caractère “chaud”,“gras” ou “distorsionné”. Il est vrai que, dans ce cas, la distorsion est une qualité parfois désirable mais d’un autre côté, la distorsion est l’ennemi de l’ingénieur qui cherche à enregistrer un signal sonore original de manière fidèle et réaliste. Vous avez là de la précision et de la transparence, à la place d’une coloration sonore que l’on pourrait qualifier de “chaude”. Heureusement, il existe plusieurs types de lampes et de circuits associés offrant un son relativement transparent.

On dit aussi que les lampes donnent plus de chaleur aux enregistrements numériques et cela impliquerait que la qualité des enregistrements numériques n’est pas tout à fait satisfaisante. Même si les puristes préféreront toujours l’analogique au numérique, le fait est qu’un grand nombre d’enregistrements professionnels sont aujourd’hui réalisés à l’aide de systèmes numériques, tels que les cartes 24 bit /96 kHz de la série Delta ou les dispositifs USB de M-Audio.Au lieu de dire que les lampes réchauffent les enregistrements numériques, il serait plus exact de dire que les microphones à lampes donnent un son plus authentique,
plus agréable lors de l’écoute, par rapport
aux défauts dynamiques d’un microphone
solid-state.

L’enregistrement numérique a augmenté considérablement la gamme dynamique, permettant une reproduction beaucoup plus fidèle de la dynamique du matériel original. C’est peut-être à cause de cela que les gens ont vite reproché à l’enregistrement numérique d’être “froid” lors de l’utilisation de microphones solidstate. Par comparaison, en choisissant un micro à lampes, tout devient soudainement plus “chaud”. En fait, l’enregistrement numérique nous a simplement
donné les moyens d’entendre des différences
inaudibles auparavant, comme le fait que les lampes offrent, d’un point de vue dynamique, un son plus authentique que les appareils solid-state.

Les lampes sont plus chères à fabriquer que les composants électroniques solid-state. En fait, le monde de l’audio est l’un des seuls où les lampes ont de la valeur, même face à des composants électroniques plus modernes. L’utilisation de cette obscure technologie tient quelque peu de la magie.

La vie est ainsi faite que les lampes normales sont plus bruyantes que ne le sont les composants électroniques solid-state. Même si cela représentait un compromis acceptable compte tenu d’autres considérations telles que la distorsion dynamique, les constructeurs de microphones ont toujours travaillé à réduire le bruit généré par les lampes afin que puisse être obtenu un son le plus pur possible.

En général, plus la lampe est petite et meilleurs sont les résultats. Les grosses lampes ont une plus grande tendance à être “microphoniques”, autrement dit à générer des bruits dus aux mouvements mécaniques des pièces internes. Elles nécessitent également des tensions plus élevées, qui ont pour effet de faire monter la température de l'ensemble et donc d’accroître le bruit (provenant ici du bruit dit "thermique").

Les micros à lampes de la plupart des fabricants intègrent des lampes 12 volts telle que la 12AX7, un ancien modèle de lampe plus bruyant lorsqu’il est incorporé à un micro. Certains constructeurs équipent les microphones d’une lampe 6 volts plus petite, plus silencieuse et plus moderne (deux fois moins de tension, deux fois moins de bruit).

Conseil : l’une des premières choses à savoir est que les produits vendus comme étant des micros à lampes ne sont pas tous équipés d’une lampe au niveau du chemin du signal principal. Certains micros bon marché très répandus intègrent des circuits solid-state peu chers, dans lesquels une lampe est placée dans la side-chain. (Sur certains modèles, il est possible de déconnecter littéralement la lampe du circuit sans que cela n’empêche le micro de fonctionner !).

En théorie, la lampe est utilisée comme une sorte de processeur permettant de “réchauffer” le son. La vérité est que ces micros sont des micros solid-state qui se font passer pour des micros à lampes de la manière la moins chère possible. Attention, donc !

Le fonctionnement des lampes impliquant des considérations physiques, les micros à lampes ont toujours dû compter avec des restrictions physiques sur la longueur de câble allant du micro au bloc d’alimentation. En conséquence, les micros à lampes sont généralement cantonnés à des câbles d’environ 4m50. Cela oblige parfois à employer des micros solid-state par exemple pour les prises de son “overhead” de batteries ainsi que pour les enregistrements à distance et d’orchestre.


Composants électroniques des microphones solid-state

Les micros solid-state ont un coût de fabrication bien moindre que les micros à lampes. C’est pourquoi on trouve ces composants dans les micros à condensateur les moins chers du marché. (Comme mentionné plus haut, certains fabricants placent des lampes de qualité médiocre - agissant comme une sorte de circuit d’effet - dans leurs micros solid-state afin de pouvoir les vendre comme des micros à lampes.)

Les composants clé de la plupart des condensateurs solid-state sont constitués par une série d’amplificateurs opérationnels. Au lieu de cela, l’ensemble des micros solid-state Groove Tubes sont munis de transistors FET (transistor à effet de champ). La logique veut que les amplis opérationnels soient préférables du fait qu’ils présentent
des quantités de distorsion harmonique inférieures. Or, comme vu précédemment, si cette différence de DHT est mesurable, elle est en revanche inaudible lors d’une utilisation correcte du micro. De plus, les amplificateurs opérationnels peuvent présenter beaucoup plus de distorsion dynamique que les FET, ce qui pour le coup est tout à fait audible. Enfin, beaucoup de modèles nécessitent plusieurs amplificateurs opérationnels pour faire le travail d’un seul FET. La différence est telle que nombreux sont ceux qui estiment que le son de nos micros solid-state est comparable à celui des micros à lampes de la plupart des fabricants.

 

Crédits
Cet Article rédigé par Aspen Pittman, fondateur de la société de microphones Groove Tubes - et musicien avant tout !
Il a été traduit en français par la société M-Audio et adapté par Psycom pour AudioFanzine.

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