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Les différents types de 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.

Les différents types de microphones : Les types de microphones

 Il existe aujour­d’hui trois prin­ci­paux types de micro­phones :

  • Dyna­miques.
  • À ruban.
  • À conden­sa­teur.

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

Micro­phones dyna­miques

microsdynamiques
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 égale­ment 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

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.

À 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 saxo­pho­nesv­par exemple). Ils ont par ailleurs tendance à géné­rer des sorties de niveau très bas, ce qui néces­si­te­vun gain élec­tro­nique plus élevé et donc des préam­pli­fi­ca­teurs haute qualité pour éviter du bruit de fond. Les RCA 44vet 77 ainsi que les micros de la gamme Royer sont des micros à ruban clas­siques.

Micro­phones à conden­sa­teur

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 anti­vi­bra­tion 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

Microphones : tailledescapsulessLa 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).

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 à 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

Microphones : directivité
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 sont 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

Microphones : cardioide
Les direc­ti­vi­tés cardioïdes sont plus sensibles
sur l’un des deux côtés de la capsule tandis
que les direc­ti­vi­tés omni sont sensibles aux
sons prove­nant de toutes les direc­tions.

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

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 (appe­lée aussi figure en 8 ou bidi­rec­tion­nelle)

Microphones : directivitéen8
Les direc­ti­vi­tés en 8 sont sensibles aux deux faces
oppo­sées et permettent de reje­ter forte­ment les
sons hors axe venant à 90 degrés tandis que la
direc­ti­vité super-cardioïde est encore plus
foca­li­sée que la cardioïde.

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.

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 tel 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 multi­di­rec­ti­vité

Microphones : multidiretivité
Dans les micro­phones multi­di­rec­ti­vité,
deux cardioïdes sont combi­nées de
diffé­rentes manières afin de créer
d’autres direc­ti­vi­tés.

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.Les micros dont la fabri­ca­tion est la moins onéreuse sont les micros à 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 de sortie, on obtient un super-cardioïde.

Microphones : horsaxe
Tous les micro­phones sont moins sensibles aux
hautes fréquences hors axes (voir exemple omni).

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.

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 moni­to­rant 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 moni­to­ring 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

Microphones : frontalevslatéral
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 créées des direc­ti­vi­tés inter­chan­geables.

N. B. 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 ohms, ou un demi-ohm en envi­ron 200 ohms. Les micros à conden­sa­teur relèvent un défi d’une autre ampleur : conver­tir des signaux de l’ordre de deux milliards d’ohm en 200 ohms. 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 tran­sis­tors

Le préam­pli­fi­ca­teur peut employer soit une lampe, soit des compo­sants solid-state, en d’autres termes des tran­sis­tors. 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 ou TDH en anglais).
  • 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 à tran­sis­tors, 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-à-dire 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 tran­sis­tor). 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 doigts. 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 doigts. 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 à tran­sis­tors. 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 à tran­sis­tors 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 lampe

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 tran­sis­tors. 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 telles 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 à tran­sis­tors 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 à tran­sis­tors par exemple pour les prises de son “overhead” de batte­ries ainsi que pour les enre­gis­tre­ments à distance et d’or­chestre.

Compo­sants élec­tro­niques des micro­phones à tran­sis­tors

Les micros à tran­sis­tors 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 à tran­sis­tors 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 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 à tran­sis­tors 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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