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Comprendre la phase

Tout sur les problèmes de phase, partie 1
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Que ce soit en situation de captation live, d’enregistrement ou de mixage, nous entendons très souvent parler de la phase. Généralement de façon négative…

La plupart du temps, le néophyte subit ces « problèmes » de phase sans même en avoir conscience. Quelque chose ne tourne pas rond au niveau du son, mais il ne comprend pas vraiment d’où cela peut venir et tâtonne pour bricoler une solution bancale. Pourtant, cette mystérieuse histoire de phase n’a rien de bien sorcier et peut même devenir un précieux allié lorsqu’on s’y intéresse un tant soit peu. Dans cette première partie, nous allons aborder la question d’une façon simple pour mieux appréhender la partie théorique de la grande méchante phase !

Genèse

Comprendre la phase

Au commencement était le Son. Comme vous le savez, il s’agit basiquement de vibrations se propageant dans l’air sous la forme d’une variation de pression. Lorsque nous captons un son via un microphone, ce dernier se transforme en signal électrique que nous pouvons représenter par une forme d’onde.

Afin de nous simplifier la tâche, nous allons considérer l’un des sons les plus simples qui soit, à savoir une onde sinusoïdale pure qui se compose donc de « creux » et de « bosses » alternant de façon régulière (ici à une fréquence de 440 Hz).

Comprendre la phase

Si nous ajoutons à ce signal une autre sinusoïde parfaitement identique en alignant exactement les « creux » et les bosses » (c’est-à-dire aucun décalage temporel entre les deux), nous obtenons en sortie une forme d’onde oscillant à la même fréquence, mais ayant augmentée de 6 dB. Nous disons alors que ces deux signaux sont en phase.

À l’inverse, si nous alignons ces mêmes formes d’onde afin que les « bosses » de l’une coïncident avec les « creux » de l’autre, nous obtenons un magnifique silence. Les signaux sont alors dits hors phase. 

Comprendre la phase
en phase
Comprendre la phase
hors phase
 

 

Comprendre la phase

Sans aller dans cette situation extrême, un simple petit décalage temporel entre les deux signaux se traduira par une baisse plus ou moins importante du niveau sonore en sortie. Ce décalage s’appelle alors une rotation de phase et se mesure en degrés. Une rotation de 180° correspond au phénomène du hors phase, 360° revenant à un alignement parfait des formes d’onde, mais avec un cycle de décalage.

Filtre en peigne

Comprendre la phase

Toute cette partie théorique est bien jolie, mais dans la vraie vie nous avons rarement à traiter un cas aussi simple qu’une sinusoïde pure. Cependant, une forme d’onde, aussi complexe soit-elle, n’est rien d’autre que la conjugaison d’ondes simples de différentes fréquences. Ainsi, dans l’exemple ci-contre, la troisième forme d’onde est la somme des deux premières. S’il est facile de comprendre ce qu’il se passe lorsque l’on superpose ce signal à lui-même en étant en phase ou hors phase, (respectivement augmentation du volume de 6 dB ou silence total pour les deux du fond qui ne suivent pas !) que se passe-t-il lors d’une rotation de phase d’une poignée de degrés obtenue par un décalage temporel de quelques millisecondes entre les deux formes d’onde ?

Comprendre la phase

Il se produit alors un phénomène que l’on nomme filtrage en peigne (comb filtering en anglais) qui se traduit par la diminution de certaines zones de fréquences comme nous le montre un analyseur de spectre. La courbe rouge représente les deux signaux en phase, la verte étant le résultat du décalage temporel de la figure précédente. Ce phénomène s’explique tout simplement grâce à la décomposition en formes d’onde simples du signal complexe. Il est facile de comprendre alors que le décalage temporel induit des problèmes de phase avec certaines ondes, mais pas avec d’autres, d’où la figure en forme de peigne dans l’analyseur de spectre.

To be continued…

Comprendre la phase

Après lecture de cet article, il apparaît évident que des problèmes de phase peuvent facilement ruiner votre travail. La prochaine fois, nous jetterons un oeil sur des cas concrets afin de transformer ces difficultés en force.

 

Article suivant dans la série :
La phase : les cas pratiques →
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