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Le câblage de modulation

Les liaisons audio analogiques (Partie 2)

Après les quelques généralités que nous avons abordées sur les liaisons audio lors de notre introduction, l'heure est venue de s'intéresser aux câbles dans leur détail, et en particulier aux câblages de modulation.

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On nomme câblage de modu­la­tion tous les ‘bouts de fil’ qui seront utili­sés pour ce qui se branche jusqu’à l’en­trée dans l’am­pli­fi­ca­teur. Ce sera donc vrai de la guitare sur l’am­pli, comme de la platine CD ou du micro connec­tés à la console. Comme nous l’avons exprimé plus haut, les tensions véhi­cu­lées seront de l’ordre de quelques milli­volts à envi­ron un volt. Entre le micro et le haut-parleur, nous parle­rons de tension élec­tro­nique. On consi­dère que toute la tension est trans­mise quand l’im­pé­dance de charge est supé­rieure à 10 fois l’im­pé­dance de la source.

On parle de ‘niveau micro’, quelques milli­volts (-60 à –40 dBv), de niveau ‘ins­tru­ment’ prin­ci­pa­le­ment pour la guitare élec­trique, quelques dizaines à quelques centaines de milli­volts, et de niveau ‘ligne’, entre –10 dBv (-7,8 dBu = 316 mV) et + 4dBu (1,23V).

Les type de liaison

Figure 1 : Entre le Profes­sion­nel et le grand public, les choix tech­niques sont diffé­rents :

  • la trans­mis­sion asymé­trique au niveau –10 dBV, utili­sée en Hi-Fi ou en musique sur de très courtes distances.
  • la trans­mis­sion symé­trique au niveau +4 dBu, utili­sée pour les instal­la­tions profes­sion­nelles sur de courtes et moyennes distances.

    Le blin­dage

    De si faibles tensions sont suscep­tibles d’être pertur­bées par toutes sortes d’in­ter­fé­rences radio­élec­triques, que ce soit le néon situé au dessus de la régie, l’écran catho­dique de l’or­di­na­teur, un trans­for­ma­teur (y compris ‘l’alim’ sépa­rée du rack d’ef­fets…), jusqu’au télé­phone portable. Ces radia­tions à proxi­mité de nos câbles vont y pertur­ber la circu­la­tion des courants et risquent d’in­duire des bruits indé­si­rables : ‘ron­flet­tes’, distor­sions… Afin de limi­ter ces effets, on utili­sera un blin­dage qui isolera le ou les conduc­teurs actifs, en ajou­tant une ‘cou­che’ isolante supplé­men­taire qui absor­bera la plus impor­tante partie des rayon­ne­ments élec­tro­ma­gné­tiques. Un câble mono-conduc­teur entouré ainsi d’un blin­dage est nommé coaxial. C’est celui que l’on trou­vera en géné­ral entre la guitare élec­trique et son ampli­fi­ca­teur. Dans le câble de la guitare où l’on dispose d’un seul conduc­teur ‘actif’, le blin­dage véhi­cule aussi un courant, en retour. Cela veut dire qu’en tout point du câble, le conduc­teur actif est à la même distance du blin­dage, ce qui réduit les effets capa­ci­tifs dont nous avons parlé plus haut. Un câble de ce type est défini comme ‘asy­mé­trique’ (unba­lan­ced, en anglais). Le blin­dage peut être un enrou­le­ment de fil de cuivre autour du conduc­teur actif, une tresse ‘tri­co­tée’ autour de ce même conduc­teur, ou un ‘feuillard’, simple film de cuivre qu’on trouve parfois dans un multi­paire de câblage fixe.

    Le blin­dage a toute­fois ses limites. Un rayon­ne­ment élec­tro­ma­gné­tique un peu intense pourra quand même pertur­ber le signal actif. Par ailleurs, la distance entre les deux points de connexion a égale­ment une inci­dence, dans la mesure où les risques de pertur­ba­tions sont plus impor­tants sur un câble de 25 mètres que sur un ‘petit’ raccord de quelques dizaines de centi­mètres. Si l’on utilise un micro par exemple, la tension véhi­cu­lée par le câble sera de l’ordre de quelques milli­volts : en sono­ri­sa­tion, on ne peut risquer, sur une grande distance comme celle entre la console et la scène, de voir appa­raître des para­sites que le blin­dage seul n’au­rait pas réussi à atté­nuer. On va alors utili­ser un câble dispo­sant de deux conduc­teurs actifs et d’un blin­dage. On parlera alors de câblage symé­trique (balan­ced, en anglais). Le blin­dage se compor­tera élec­trique­ment comme dans le cas du câblage asymé­trique, et les deux conduc­teurs véhi­cu­le­ront le même signal, oppo­sés en phase. Ils seront, comme précé­dem­ment, entou­rés par le blin­dage. On partira du prin­cipe que si un rayon­ne­ment affecte un câble actif, sa proxi­mité avec le second fera que ce dernier sera sans doute aussi affecté. Lorsque l’on ‘récu­pè­re’ un signal de ce type, dans l’en­trée d’une console par exemple, on inverse la phase de l’un des conduc­teurs, et on le mélange au second, ce qui permet par ailleurs, un gain de 6dB. Cela fait aussi que le para­site sur l’un, iden­tique à l’autre est main­te­nant en oppo­si­tion de phase, il sera ainsi élimi­né…

    Le choix ‘qua­li­ta­tif’ d’une liai­son devrait donc systé­ma­tique­ment privi­lé­gier la symé­tri­sa­tion, mais le coût engagé n’est pas neutre : on utilise un câble avec un conduc­teur de cuivre supplé­men­taire, et le prix de cette matière première n’est pas négli­geable. Par ailleurs, il faudra bien entendu utili­ser des connec­teurs spéci­fiques qui ont toutes les chances d’être égale­ment plus chers… Les ‘habi­tu­des’ usuelles font donc préfé­rer l’uti­li­sa­tion de câbles asymé­triques pour des longueurs infé­rieures à 3 à 5 mètres, et des liai­sons symé­triques au delà de ces longueurs. Les câbles multi­paires analo­giques utili­sés très fréquem­ment en spec­tacle utilisent donc systé­ma­tique­ment des liai­sons symé­triques et donc, des connec­teurs appro­priés. Dans ce cas, si les connec­tiques présentes sur les appa­reils tiennent souvent compte de la typo­lo­gie de leur utili­sa­tion, il est tout de même des cas où il faut faire quelques travaux d’adap­ta­tion : un synthé dispose en géné­ral de sorties audio asymé­triques en jack. Si l’on veut l’uti­li­ser sur scène, on va cher­cher à le connec­ter au multi­paire, et on ne trou­vera sur ce dernier, que des embases XLR… Il faut donc trou­ver une solu­tion qui ne perturbe pas la nature de la liai­son symé­trique, comme pour­rait le faire par exemple, un simple adap­ta­teur jack/XLR : c’est le rôle de la boîte de direct.

    La boîte de direct

    Problèmes de masse

    La boucle de masse fait égale­ment partie des « bêtes noires » du tech­ni­cien du son. En fait, on devrait d’avan­tage parler, à l’ori­gine, de boucle de terre. Si plusieurs équi­pe­ments sont reliés à la même terre, ce qui est de toute évidence, le cas dans une régie, et qu’un rayon­ne­ment élec­tro­ma­gné­tique « se balade » au milieu de tout ces équi­pe­ments, peut se créer un courant induit qui va remon­ter, via la terre, à la masse élec­tro­nique des appa­reils, qui est souvent reliée au châs­sis. La créa­tion d’un poten­tiel sur la masse a toutes les chances (si l’on peut dire !) de géné­rer une superbe « ronflette »…

    image028.gif

    Quelle est la solu­tion pour éviter ça ? Evidem­ment, tenter de suppri­mer la boucle! NON! Vous N’AVEZ PAS LE DROIT de ne pas connec­ter à la terre un appa­reil qui doit l’être. En clair, tous ceux qui sont livrés en France, avec une fiche CEE 7/7 type E (nommée parfois « schuko »).

    Plusieurs solu­tions existent : la première consiste à donner une résis­tance élevée au blin­dage, en inter­ca­lant entre la tresse de masse une résis­tance de 1000 Ohms mini­mum.. Pas très pratique à mettre en œuvre, dans l’ur­gence d’un monta­ge… La seconde, beau­coup plus « pro » mais forcé­ment plus chère, est d’uti­li­ser une boîte de direct. Les équi­pe­ments de Classe II en fiche à 2 broches, sans terre et affi­chant le picto­gramme picto ne sont en prin­cipe, pas concer­nés.

    Lorsque l’on utilise un synthé sur scène et que l’on souhaite le relier à la console au travers d’un multi­paire connecté sur les entrées micro de la console, on se heurte à un problème « physique » : notre synthé « sort » en jack, le multi­paire est en XLR… La première idée qui vient aux McGi­vers que sont (presque) tous les musi­ciens, est de confec­tion­ner un adap­ta­teur jack/XLR…. Sur le prin­cipe, rien à redire, si ce n’est que l’on va se trou­ver devant un problème d’adap­ta­tion d’im­pé­dance diffi­cile à résou­dre…

    Shéma d'une boîte de direct
    Figure 2 : le schéma de prin­cipe d’une boîte de direct.

    Il existe une solu­tion « facile », consis­tant à utili­ser un petit boiter qui d’une part, va symé­tri­ser le signal et d’autre part, réali­sera préci­sé­ment cette adap­ta­tion d’im­pé­dance. Autre exemple d’uti­li­sa­tion, l’uti­li­sa­tion d’une guitare élec­trique, direc­te­ment sur la console : irréa­li­sable, car que ce soit sur l’en­trée ligne ou sur l’en­trée micro de cette dernière, on aura là aussi, des impé­dances inadap­ta­bles… Une boîte de direct se présente toujours de la même manière : une entrée asymé­trique haute impé­dance, un étage élec­tro­nique ou un transfo qui assure la symé­tri­sa­tion et une sortie symé­trique basse impé­dance, précé­dée d’un atté­nua­teur.

    On trouve dans le commerce des boîtes de direct « actives » et d’autres dites « passives ». Les boîtes passives font appel à un trans­for­ma­teur. Cette méthode permet une isola­tion totale entre l’en­trée et la sortie, ce qui faci­lite l’éli­mi­na­tion d’une possible boucle de masse, mais elle cause une atté­nua­tion impor­tante, que l’on compense avec le gain d’en­trée de la tranche. Aucune tension d’ali­men­ta­tion n’est néces­saire. Les boîtes de direct actives utilisent un circuit élec­tro­nique. Ce dispo­si­tif ne permet pas une isola­tion totale, et peut dans certains cas être inef­fi­cace contre les problèmes de boucle de masse. Une alimen­ta­tion est requise. Soit elle est inté­grée dans le boîtier lui-même (pile 9V), soit elle provient d’une alimen­ta­tion exté­rieure four­nie par exemple par l’en­trée micro d’une console (alimen­ta­tion fantôme). Les deux tech­no­lo­gies ont chacune leurs avan­tages et incon­vé­nients. Compte tenu des compo­sants utili­sés, une boîte active sera moins chère qu’une boîte passive.

    Préci­sons pour finir qu’une boite de direct peut présen­ter les fonc­tion­na­li­tés addi­tion­nelles suivantes :

    • « paral­lel out » ou « link out » : sortie asymé­trique direc­te­ment reliée à l’en­trée utili­sable par le musi­cien pour relier son instru­ment à son ampli indi­vi­duel tout en « envoyant » en symé­trique le signal vers la console.
    • Atté­nua­teur sur l’en­trée (-10dB, –20dB).
    • Commu­ta­teur « Earth­Lift », permet­tant d’ac­ti­ver ou non la masse élec­trique de la liai­son audio, pour limi­ter les cas de bouclage de masse dans certaines confi­gu­ra­tions.
    • Inver­seur de phase.

    A suivre : les types de connec­teurs

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