Tout ce qu'il faut savoir sur les interfaces audionumériques - Guide : les cartes son

J’ai essayé de ne pas rentrer dans des détails trop tech­niques pour ce compa­ra­tif. Ceux qui veulent en savoir plus pour­ront bien­tôt se repor­ter à un dossier un peu plus tech­nique sur le sujet.

Nous allons d’abord voir le point à respec­ter quelle que soit votre utili­sa­tion de la carte son, puis les besoins propres à chaque utili­sa­tion.

Les conver­tis­seurs

Il y a deux types de conver­tis­seurs : analo­giques-numé­riques (CAN) pour enre­gis­trer le son, et numé­riques-analo­giques (CNA) pour le resti­tuer afin de pouvoir l’en­tendre. Comme la plupart des musi­ciens utilisent la carte son pour enre­gis­trer des instru­ments, la carac­té­ris­tique la plus impor­tante est certai­ne­ment la qualité des CAN. En effet, ce sont ces conver­tis­seurs qui sont char­gés de trans­for­mer une oscil­la­tion (le son d’ori­gine) en une suite de nombres. Les CNA, quand à eux, servent géné­ra­le­ment à écou­ter le résul­tat d’un mix par exemple, mais n’al­tèrent aucu­ne­ment le son enre­gis­tré. Ils ont donc une impor­tance non négli­geable mais moins grande que les CAN, à moins de réuti­li­ser les sorties de la carte pour enre­gis­trer le son sur un autre support. Dans tous les cas, la qualité des deux types de conver­tis­seurs pour une même carte est souvent la même, ou presque.

Un conver­tis­seur se carac­té­rise par :

– Son pas de quan­ti­fi­ca­tion (appelé aussi dyna­mique ou réso­lu­tion)

Il s’agit du nombre de bits utili­sés pour coder l’am­pli­tude du son à un instant donné. Avec 8 bits, vous avez 2^8 = 256 valeurs. Avec 16 bits, 2^16 = 65536 valeurs, et avec 24 bits, nouveau « stan­dard haut de gamme », on a 2^24 = 16,7 millions de valeurs possibles ! A ce stade, le bruit dû aux para­sites lors de l’en­re­gis­tre­ment peut dépas­ser la préci­sion des conver­tis­seurs. Ainsi, échan­tillon­ner à plus de 24 bits serait un luxe inutile dans la plupart des cas. La valeur la plus courante, mais aussi la valeur mini­male accep­table, est 16 bits.

- Sa fréquence d’échan­tillon­nage

Notre vieil ami Shan­non a dit : « pour enre­gis­trer un son dont la fréquence maxi­male est f, il faut échan­tillon­ner à la fréquence 2f ». C’est pourquoi, pour enre­gis­trer un son audible dans toute sa splen­deur (jusqu’à 20–22 kHz), on enre­gistre à 44,1 kHz ou 48 kHz (En pratique, on opte pour 2,2f). Alors, pourquoi existe-t-il des cartes qui échan­tillonnent à 96 kHz ? On peut se dire que c’est simple­ment un luxe rendu possible par les progrès tech­niques. En fait, n’ou­blions pas que le son que vous allez enre­gis­trer va souvent être modi­fié, traité, égalisé numé­rique­ment, puis vous ajou­te­rez des effets, vous filtre­rez etc. S’il est vrai qu’au bout du compte, vous rééchan­tillon­ne­rez le morceau final en 44,1 kHz pour graver vos oeuvres sur un CD, toutes les étapes de trai­te­ment sonore seront plus précises en 96 kHz et il en résul­tera un meilleur son final en 44,1 kHz.

Enfin, rela­ti­vi­sons la néces­sité d’avoir une carte son en 24 bits / 96 kHz : n’ou­blions pas qu’il y a encore peu de temps, les studios profes­sion­nels utili­saient « seule­ment » des conver­tis­seurs en 16 bits / 48 kHz Alors un conseil : ne soyez pas bloqué par une carte son si elle a une réso­lu­tion ou une fréquence d’échan­tillon­nage infé­rieures à 24 bits / 96 kHz ! Il vaut mieux une carte son 16 bits avec un grand facteur de suréchan­tillon­nage, comme on le verra ci-dessous.

– Son facteur de suréchan­tillon­nage (ou « over­sam­pling »)

Il faut savoir que le pas de quan­ti­fi­ca­tion donné seul n’a pas vrai­ment de poids. C’est le facteur de suréchan­tillon­nage qui déter­mine la préci­sion de l’en­re­gis­tre­ment. Ainsi, une carte son bas de gamme peut très bien affi­cher « 16 bits / 48 kHz » et enre­gis­trer un son de mauvaise qualité. Atten­tion, donc. Pour du 16 bits, un facteur de suréchan­tillon­nage de 64 ou 128 fois devrait faire l’af­faire.

– Son rapport signal / bruit

Celui-ci dépend des para­mètres précé­dents, de l’iso­la­tion de la carte contre les para­sites élec­tro­ma­gné­tiques, et d’autres nombreux facteurs. Atten­tion aux fiches tech­niques, les construc­teurs donnent souvent le rapport signal sur bruit théo­rique alors qu’en pratique, les para­sites réduisent ce rapport. Ne vous fiez donc pas à 100 % à ce para­mètre.

Entrées analo­giques

La première ques­tion à vous poser est : « qu’est ce que je veux faire avec ma carte son ? ». En effet, c’est cela qui va défi­nir beau­coup de para­mètres de la celle-ci. Par exemple, si vous avez un home studio et souhai­tez simple­ment enre­gis­trer un synthé­ti­seur de temps en temps, vous n’avez besoin que d’une entrée stéréo analo­gique niveau ligne. En revanche, si vous voulez enre­gis­trer un micro sur vos compos avec une bonne qualité, vous avez la possi­bi­lité, soit de possé­der un préam­pli externe pour que le niveau du signal déli­vré à la carte son soit au niveau « ligne », soit d’ache­ter une carte son qui possède un préam­pli inté­gré et donc qui accepte que l’on connecte direc­te­ment un micro. Enfin, si vous avez une table de mixage numé­rique, la carte son risque de servir surtout à trans­fé­rer des données numé­riques entre la table et l’or­di­na­teur, donc l’im­por­tant sera surtout de possé­der les entrées adéquates (SPDIF, ADAT, AES/EBU, TDIF).

Tout d’abord, défi­nis­sez de combien d’en­trées analo­giques vous avez besoin : si vous n’avez qu’un instru­ment au niveau ligne (synthé­ti­seur, guitare avec préam­pli, mais aussi sortie géné­rale de votre table de mixa­ge…) vous pouvez vous conten­ter d’une carte son qui possède seule­ment une entrée stéréo (ou deux entrées mono, ce qui revient au même). en revanche, si vous n’avez pas de table de mixage ou que vous dési­rez enre­gis­trer simul­ta­né­ment sur des pistes sépa­rées plusieurs instru­ments, il sera néces­saire de possé­der une carte son avec plusieurs entrées.

Ensuite, posez-vous la ques­tion : « est-ce que j’en­re­gistre des instru­ments au niveau micro, c’est à dire non préam­pli­fiés ? ». Par exemple, un instru­ment acous­tique ou une voix. Si tel est le cas, vous aurez besoin que la carte son possède des entrées au niveau micro (beau­coup plus sensibles que le niveau ligne) pour pouvoir enre­gis­trer ces instru­ments. Sachez cepen­dant que dans certains cas, du fait de la l’en­vi­ron­ne­ment de la carte son (autres cartes de l’or­di­na­teur), des para­sites peuvent appa­raître sur le son, qui seront d’au­tant plus forts que le signal reçu (niveau micro) est faible. Aussi, une bonne alter­na­tive est de possé­der un préam­pli dont la sortie sera bran­chée sur une entrée ligne de la carte son. Dans le cas où le budget ne permet­trait pas l’achat d’un préam­pli, optez de préfé­rence pour une carte son dont la connec­tique est disso­ciée de l’or­di­na­teur (un gros câble blindé join­dra alors la carte son et un boîtier externe sur lequel on trou­vera toute la connec­tique analo­gique).

Ces deux points éclair­cis, vous pour­rez préfé­rer un type de connec­tique spéci­fique d’une part, et une symé­tri­sa­tion du signal ou non d’autre part. Si vous avez opté pour des entrées micro, des entrées symé­triques sont recom­man­dées. Si vous utili­sez des câbles très longs (10 mètres et plus), cela est encore plus impor­tant. En revanche, si vous n’avez que des instru­ments au niveau ligne, que les câbles qui les relient à la carte audio­nu­mé­rique sont courts, ou que l’en­vi­ron­ne­ment n’est pas trop « bruyant » (au niveau élec­tro­ma­gné­tique) des entrées asymé­triques convien­dront parfai­te­ment. En ce qui concerne la connec­tique, vous avez géné­ra­le­ment plusieurs types de prises : jack (mini et 6'35, sachant que les cartes profes­sion­nelles ne sont jamais en jack mini, au moins en entrée), XLR (idéales pour les connexions symé­triques de longue distance), RCA (ou cinch). Dans ce dernier cas, vous êtes certain que la connexion est asymé­trique.

Sorties analo­giques

Vous l’au­rez compris, la qualité des entrées est très impor­tante puisque c’est la base de l’en­re­gis­tre­ment sur l’or­di­na­teur. Les sorties peuvent avoir une impor­tance moindre si vous ne les utili­sez que pour l’écoute. Du coup, beau­coup de construc­teurs proposent des cartes son dont le facteur de suréchan­tillon­nage est supé­rieur en entrée qu’en sortie. Si vous utili­sez la sortie pour la réen­re­gis­trer sur un autre support ou bien pour retrai­ter le son en externe (égali­sa­tion, effets…), il faudra veiller à ce que les sorties soient égale­ment de bonne qualité. Mais rassu­rez-vous : géné­ra­le­ment, pour une carte son donnée, les entrées et les sorties ont une qualité très proche.

E/S numé­riques

Vous avez une table de mixage numé­rique, ou bien des instru­ments qui possèdent une sortie numé­rique, vous pouvez alors opter pour une carte audio possé­dant des entrées de ce type. L’avan­tage prin­ci­pal de travailler en numé­rique est qu’il n’y a pas de dété­rio­ra­tion du signal puisqu’il n’y a pas de conver­sion numé­rique-analo­gique puis analo­gique-numé­rique. Ainsi, vous oubliez tous les problèmes éven­tuels de para­sites sur le trajet du câble ou de la fibre.

Le SPDIF coaxial ou optique permet le trans­port d’un signal deux canaux (ou un canal stéréo). La connec­tique est la plupart du temps une prise RCA (ou cinch) pour le SPDIF coaxial et un connec­teur pour fibre optique dans le second cas. L’AES/EBU quand à lui est la version profes­sion­nelle du SPDIF : au lieu de la prise cinch, on trouve une prise XLR, plus robuste, plus immu­ni­sée contre les bruits.

Face à ce type de connec­tique « simple » (c’est à dire ne trans­por­tant qu’un signal stéréo), on trouve d’autres stan­dards qui véhi­culent 8 canaux simul­ta­nés. Le plus répandu est l’ADAT, car il trans­porte les 8 canaux (mono) via une petite fibre optique, ce qui permet un gain de place sur la carte et une immu­nité très grande au bruit élec­tro­ma­gné­tique. On peut égale­ment trou­ver des prises TDIF ou RBUS (égale­ment 8 canaux). Il s’agit en fait d’une « guerre » entre construc­teurs qui veulent impo­ser leur stan­dard de tran­port multi­ca­nal : ADAT comme Alesis, TDIF comme Tascam, et RBUS comme Roland.

Un point impor­tant en numé­rique : la synchro­ni­sa­tion. Chaque appa­reil (table de mixage numé­rique, carte audio­nu­mé­rique, synthé…) possède sa propre horloge interne et les 44,1 kHz d’un appa­reil peut diffé­rer légè­re­ment d’un 44,1 d’un autre. Il en résulte que sans synchro­ni­sa­tion, il y aura des erreurs de trans­fert des données. La solu­tion ? Il y en a deux : la première, valable dans certains cas, est que si la carte son est bien conçue, son entrée numé­rique saura se caler sur le signal qu’elle reçoit. Le cas est simple avec deux appa­reils numé­riques. Cepen­dant, imagi­nez que vous ayez deux instru­ments avec une sortie numé­rique, connec­tés tous deux à la carte son. Comment synchro­ni­ser l’en­semble ? La seule solu­tion, dans ce cas, est que les deux instru­ments soient « esclaves » de la carte son, c’est à dire que leur horloge interne se synchro­nise sur celle de la carte son. Cepen­dant, on l’a dit, c’est la carte son qui enre­gistre les deux instru­ments, donc dans cette confi­gu­ra­tion, ceux-ci ne reçoivent aucun signal numé­rique pour se synchro­ni­ser. La solu­tion ? Le « Word­clock ». Il s’agit d’une simple prise BNC qui véhi­cule un signal d’hor­loge. En bran­chant la sortie Word­clock de la carte son à l’en­trée Word­clock des instru­ments (en suppo­sant qu’ils disposent d’une telle entrée), ceux-ci se synchro­ni­se­ront sur l’hor­loge de la carte son. Ouf ! Le tour est joué. La conclu­sion de cette petite anec­dote est que, si vous cher­chez avant tout à faire des trans­ferts en numé­riques, songez sérieu­se­ment à une entrée / sortie Word­clock.

E/S MIDI

Les cartes son profes­sion­nelles peuvent être dépour­vues de prises MIDI, car à ce « niveau », on disso­cie parfois MIDI et audio. Cepen­dant, on trouve des cartes ambi­va­lentes. Si vous ne voulez pas dépen­ser trop d’ar­gent, il est fort possible que le coût d’une carte son audio + MIDI soit moins élevé que celui des deux éléments sépa­rés. Si vous pensez utili­ser pas mal de MIDI (plusieurs synthé­ti­seurs ou expan­deurs, un sampleur, un proces­seur d’ef­fets contrôlé en MIDI), vous risquez d’être rapi­de­ment limité par le nombre d’en­trées-sorties MIDI. En revanche, avec deux entrées / sorties, vous pour­rez faire un travail majo­ri­tai­re­ment audio sans restric­tions avec quelques instru­ments MIDI (n’ou­blions pas que l’on peut mettre des synthé­ti­seurs en série via la prise MIDI THRU de ceux-ci, même si cette solu­tion est moins souple que d’avoir autant de sorties MIDI que d’ins­tru­ments). De la même façon, il est possible que vous utili­siez des synthé­ti­seurs virtuels plus que de véri­tables synthé­ti­seur externes. Dans ce cas, une seule entrée MIDI pour­rait éven­tuel­le­ment suffire. En tous cas, le MIDI n’est pas un problème car la plupart des logi­ciels (séquen­ceurs notam­ment) et tous les OS gèrent plusieurs inter­faces MIDI. Il arrive fréquem­ment que l’on achète, plus tard, une petite inter­face MIDI supplé­men­taire pour augmen­ter le nombre de canaux dispo­nibles.

Offre logi­cielle

C’est un point à ne pas négli­ger, surtout pour les peu fortu­nés. En effet, les logi­ciels audio et MIDI profes­sion­nels et même amateurs ont géné­ra­le­ment un prix plutôt élevé pour un parti­cu­lier. Heureu­se­ment, les cartes son sont souvent livrées avec certains de ces logi­ciels, compris dans le prix de la carte son, ce qui fait chuter de façon très impor­tante leur prix. De plus, les logi­ciels four­nis peuvent être en version opti­mi­sée pour la carte son utili­sée, ce qui vous permet une plus grande stabi­lité et homo­gé­néité de votre confi­gu­ra­tion infor­ma­tique, alors que ce n’est pas toujours le cas dans une confi­gu­ra­tion audio complexe !

Parmi les logi­ciels qui peuvent être propo­sés, citons un séquen­ceur MIDI + audio, un enre­gis­treur multi­pistes, un logi­ciel de trai­te­ment sonore, des plug-ins spéciaux pour la carte son (notam­ment si cette dernière possède des DSP qui lui permettent d’al­lé­ger le travail du proces­seur de l’or­di­na­teur) comme des synthé­ti­seurs virtuels ou bien des effets. La plupart du temps, il y a aussi une table de mixage virtuelle qui permet la gestion du routing des entrées et des sorties

Géné­ra­teur interne

Plutôt rares sur les cartes son semi-profes­sion­nelles et profes­sion­nelles, les géné­ra­teurs sonores internes à la carte son peuvent être inté­res­sants dans certains cas. Il s’agit soit d’un expan­deur interne, soit de la gestion de banques de son propres à la carte, comme les Sound­Fonts (format proprié­taire de Sound Blas­ter). Aujour­d’hui, la créa­tion de synthé­ti­seurs et de sampleurs virtuels rendent les cartes son à table d’onde un peu désuètes dans la cas d’une confi­gu­ra­tion infor­ma­tique puis­sante. En effet, si l’on a un synthé­ti­seur à table d’ondes sur la carte, le jeu des sons est entiè­re­ment géré par celle-ci, alors que dans le cas des synthé­ti­seurs et sampleurs virtuels, c’est le proces­seur de l’or­di­na­teur qui travaille.

Drivers & plate­forme

Que vous soyez sur Mac ou sur PC, assu­rez-vous que les drivers four­nis corres­pondent bien à votre système d’ex­ploi­ta­tion : par exemple, certaines cartes son n’ont pas encore de driver pour Windows 2000. L’avan­tage d’être sous Windows 98 est qu’il demande moins de ressources que Windows 2000. L’avan­tage de Windows 2000 est sa meilleure stabi­lité. Certaines cartes sont mêmes desti­nées à ne jamais avoir de driver pour Windows 2000 car consi­dé­rées comme trop anciennes pour que la société déve­loppe de nouveaux drivers. Sachez enfin que certaines cartes son fonc­tionnent à la fois sur PC et sur Mac, fait inté­res­sant si vous n’êtes pas encore certain de rester pour toujours sur le même un type de plate-forme (PC, Mac…).

Après les drivers néces­saires au fonc­tion­ne­ment de la carte son viennent d’autres drivers, plus spéci­fiques. Tout d’abord, le driver ASIO 2, déve­loppé à l’ori­gine pour les logi­ciels Stein­berg. Ils servent main­te­nant à une multi­tude de logi­ciels et permettent de gérer les temps de latence de la carte son de manière plus effi­cace par rapport à ce que fait le driver directX de Windows ou l’Apple Sound Mana­ger de MacOS. D’autres drivers moins répan­dus peuvent être inté­res­sants, comme le GS I/F pour Giga­sam­pler (un sampleur en soft­ware très perfor­mant).

Perfor­mances

Aujour­d’hui, la majo­rité des cartes – pour ne pas dire toutes – sont « full duplex », c’est à dire qu’elles peuvent enre­gis­trer en même temps qu’elles jouent des sons. Ce critère inter­vient donc de moins en moins, mais si vous tombez sur une carte half duplex, c’est certai­ne­ment qu’elle est très ancienne et à décon­seiller.

Une autre possi­bi­lité inté­res­sante est la conver­sion de fréquence d’échan­tillon­nage en temps réel en hard (c’est la carte son qui le gère). Cela évite au proces­seur de s’oc­cu­per de cette tâche.

Il semble impor­tant de noter la possi­bi­lité à certaines cartes son d’être multi­clients, c’est à dire que plusieurs logi­ciels peuvent utili­ser la même entrée ou sortie de la carte son en même temps (Par exemple Cubase et Sound Forge). Il se trouve que Windows 2000 est censé gérer le multi­client en soft. Mais comme les produits audio semi-profes­sion­nels et profes­sion­nels sont assez spéci­fiques, les capa­ci­tés propres à la carte son s’avèrent être plus fiables.

Exten­sions

Vous avez besoin aujour­d’hui de 8 entrées, mais demain, vous aurez peut-être besoin de plus. Conclu­sion, un plus indé­niable d’une carte son est sa possi­bi­lité d’être chaî­née avec d’autres consoeurs et que celles-ci soient synchro­ni­sées entre elles. Ainsi, certains modèles permettent de chaî­ner jusqu’à 4 cartes, soit un total de 32 entrées ou plus.

Il peut égale­ment exis­ter des cartes filles qui étendent les possi­bi­li­tés de leur maman, comme par exemple la puis­sance de trai­te­ment ou l’ajout de sorties supplé­men­tai­res…

PCMCIA ou PCI ?

La plupart d’entre-vous utilisent un ordi­na­teur fixe pour faire de la musique. Cepen­dant, il est main­te­nant possible d’en­vi­sa­ger d’uti­li­ser un ordi­na­teur portable pour faire de l’au­dio. Ceci dit, à part dans des cas parti­cu­liers de scène ou de dépla­ce­ments fréquents, on préfé­rera un ordi­na­teur fixe car beau­coup moins onéreux et souvent plus puis­sant.

Latence

La latence d’une carte son est un élément de plus en plus impor­tant aujour­d’hui où l’on utilise des synthé­ti­seurs virtuels et des effets en temps réel. En effet, la latence désigne, pour simpli­fier, le temps mis par la carte audio­nu­mé­rique entre le moment où l’on veut qu’elle émette un son et celui où elle l’émet réel­le­ment. Cela se carac­té­rise par le retard entre l’ap­pui d’une touche du clavier MIDI et l’émis­sion du son voulu par le synthé­ti­seur viruel.