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Sujet [Bien débuter] Quel format d’enregistrement ?

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Nantho Valentine

Nantho Valentine

4012 posts au compteur
Rédacteur
Premier post
1 Posté le 20/09/2016 à 16:04:40
Quel format d’enregistrement ?
Aujourd’hui, nous allons nous intéresser à une question qu’il est essentiel de se poser avant tout enregistrement à l’heure du « tout numérique » : quel format audio doit-on utiliser pour obtenir une qualité optimale ?

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[ Dernière édition du message le 30/11/-0001 à 00:00:00 ]

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Will Zégal

Will Zégal

64376 posts au compteur
Will Zégal
221 Posté le 02/05/2019 à 11:54:17
Je crois qu'il existe des convertisseurs 32 bits. Mais surtout en DA.
Je ne suis pas convaincu de l'intérêt de 32 bits en AD, en tous cas pour la musique. En 16 bits, tu disposes déjà de 96 dB de dynamique.
Sachant que la plupart des conditions d'écoute sont dans des environnements ayant au moins 20-25 dB de bruit de fond (standard d'un studio d'enregistrement, c'est à dire plus calme qu'une maison à la campagne tant qu'il reste quelques oiseaux), ça veut dire que si tu utilises toute cette dynamique avec les sons les plus faibles à 25 dB, les sons les plus forts seront à 121 dB. C'est un peu fort :-D

Sachant que les conditions d'écoute classiques sont plutôt dans 40 dB de bruit de fond (une chambre la nuit en ville), tu aurais en 16 bits des crêtes à 136 dB, soit le volume d'un réacteur d'avion.

Sachant que la plupart des disques du commerce ont une dynamique réelle autour d'une quinzaine de décibels, une vingtaine au mieux.

en 24 bits, tu as une dynamique de 144 dB. Autant te dire que t'es pas prêt de l'exploiter sur un titre de musique, pour peu que tu aies un système de diffusion capable de rendre une telle dynamique (différence entre bruit de fond et volume max). Sachant aussi que je ne vois pas beaucoup de micros qui disposent d'une telle dynamique.

Donc, ça ne sert à rien, en tous cas pour de l'audio musical (ça peut être autre chose dans le domaine scientifique, j'imagine), d'avoir des convertisseurs 32 bits. Avec 24 bits, tu es déjà au delà de la dynamique offerte par les systèmes analogiques tant en enregistrement qu'en restitution et très très au delà de l'usage pratique.
Will Zégal

Will Zégal

64376 posts au compteur
Will Zégal
222 Posté le 02/05/2019 à 12:00:53
Je donne toujours cet exemple qui me semble parlant : le disque "blow up" de Michel Portal et Richard Galliano. Je parle bien du CD parce qu'il semble qu'il y ait eu des masterings différents sur d'autres sources.

C'est un duo clarinette / accordéon.

Sur le CD, ils ont visiblement souhaité garder une dynamique énorme, peut-être même la dynamique maximum correspondant à la réalité du jeu (album enregistré live en studio).
C'est plutôt plaisant à écouter chez soi au calme dans son salon en ne faisant rien d'autre que d'écouter. Dans toutes les autres conditions, le CD est inaudible. Par exemple en voiture : si tu veux entendre les sons les plus doux, quand les notes sont limites masquées par le bruit des clefs, les moments fortissimo te pètent les oreilles. Si tu veux entendre les moments "normaux" et forts à volume raisonnables, tu n'entends plus du tout tous ces moments doux, noyés dans le bruit ambiant.
Gooliver7

Gooliver7

1087 posts au compteur
AFicionado
223 Posté le 02/05/2019 à 13:10:34
très bonnes explications !
merci Will zegal
merci aussi pour l'invitation à regarder le théorème de Nyquist!


https://www.youtube.com/user/gooliver7

Danbei

Danbei

1352 posts au compteur
AFicionado
224 Posté le 02/05/2019 à 17:52:28
Pour apporter un élément supplémentaire sur les fréquences d’échantillonnages, il y a deux choses qui expliquent les fréquences d'échantillonnage de 44,1kHz ou 48kHz plutôt que 20kHz :
  • Du point de vue mathématique, un signal dont les fréquences vont jusqu'à 20kHz contient aussi des fréquences négatives qui vont jusqu'à -20kHz. L'étendu fréquentielle est donc de 40kHz. Il faut échantillonner à au moins 40kHz.
  • Pourquoi 44,1kHz ou 48kHz plutôt que 40kHz ? Ce sont les limitations techniques que soulève Will Zégal qui l'explique.


A propos des convertisseurs 32 bits, il y a quelques exemples de cartes sons et enregistreurs qui en utilisent.
Je pense que les convertisseurs A/N 32 bits pourraient servir en étendant l’intérêt qu'offre déjà les convertisseurs A/N 24 bits.
Ce n'est pas d'avoir une dynamique plus grande car elle est limité par la partie analogique.
C'est plutôt de relâcher la contrainte sur "la calibration" du niveau d'entré du convertisseur, i.e le réglage du preampli.
Les convertisseurs 24 bits permettent de faire des réglages approximatifs sans que sa pose de problèmes, les convertisseurs 32 bits permettraient d'être "approximatif" au point de ne plus rien faire.
Cela dit, il semblerait que techniquement ça ne soit pas possible d'avoir 32 bits significatif, même pour 24 bit significatif c'est pas clair (à ma connaissance). C'est à dire que les bits supplémentaires ne code pas du son, mais du bruit.

Par contre en N/A pour l'audio je vois pas ce que ça apporterai.

[ Dernière édition du message le 02/05/2019 à 17:53:31 ]

alex.d.

alex.d.

3970 posts au compteur
Squatteur d'AF
225 Posté le 02/05/2019 à 18:07:51
Citation de Danbei :
Pour apporter un élément supplémentaire sur les fréquences d’échantillonnages, il y a deux choses qui expliquent les fréquences d'échantillonnage de 44,1kHz ou 48kHz plutôt que 20kHz :
  • Du point de vue mathématique, un signal dont les fréquences vont jusqu'à 20kHz contient aussi des fréquences négatives qui vont jusqu'à -20kHz. L'étendu fréquentielle est donc de 40kHz. Il faut échantillonner à au moins 40kHz.
  • Pourquoi 44,1kHz ou 48kHz plutôt que 40kHz ? Ce sont les limitations techniques que soulève Will Zégal qui l'explique.


Non, les fréquences négatives n'ont aucun sens. C'est le théorème de Nyquist qui dit que si tu veux encoder un signal jusque 20kHz, il faut échantillonner au moins à 40kHz (fréquence x 2).
Ensuite, la marge (de 40kHz à 44.1kHz ou 48kHz) te donne la pente du filtre anti-repliement.
miles1981

miles1981

7442 posts au compteur
Je poste, donc je suis
226 Posté le 02/05/2019 à 18:23:26
Citation de Danbei :
Cela dit, il semblerait que techniquement ça ne soit pas possible d'avoir 32 bits significatif, même pour 24 bit significatif c'est pas clair (à ma connaissance). C'est à dire que les bits supplémentaires ne code pas du son, mais du bruit.

Par contre en N/A pour l'audio je vois pas ce que ça apporterai.

Yep, on n'est pas encore a 144dB (en fait, c'est un poil moins) pour le bruit d'un convertisseur haut de gamme.
miles1981

miles1981

7442 posts au compteur
Je poste, donc je suis
227 Posté le 02/05/2019 à 18:25:45
Citation de alex.d. :
Non, les fréquences négatives n'ont aucun sens. C'est le théorème de Nyquist qui dit que si tu veux encoder un signal jusque 20kHz, il faut échantillonner au moins à 40kHz (fréquence x 2).
Ensuite, la marge (de 40kHz à 44.1kHz ou 48kHz) te donne la pente du filtre anti-repliement.

Et pourtant si, ca a du sens. C'est la realite qui est justement due au theoreme de Shannon-Nyquist. C'est d'ailleurs pour ca que le theoreme n'est pas limite aux frequences "graves", mais bien a une bande passnate et qu'on pourrait aussi filtrer et selectionner un signal qui serait autour de 1MHz.

Quand on echantillonne, on replie le spectre. Ce qui est replie, dans le domaine spectral, c'est bien 44.kHz de frequences. Un signal real a des frequences positives et negatives qui sont symetriques. Et c'est ce sont ces frequences negatives qui se retrouvent repliees au-dela de Nyquist et qui posent probleme si la pente des filtres anti-repliement n'est pas assez forte par rapport a la largeur de la bande inaudible qui reste.

[ Dernière édition du message le 02/05/2019 à 18:27:24 ]

trazom

trazom

1642 posts au compteur
AFicionado
228 Posté le 02/05/2019 à 19:54:32
Citation de miles1981 :

Et pourtant si, ca a du sens.


Disons que ça n'a pas de sens physique. Les fréquences négatives, c'est plutôt une abstraction mathématique.
Et j'ai l'impression que le terme est beaucoup plus utilisé dans le monde de l'électronique.
Danbei

Danbei

1352 posts au compteur
AFicionado
229 Posté le 02/05/2019 à 20:23:10
Citation de alex.d. :
Non, les fréquences négatives n'ont aucun sens. C'est le théorème de Nyquist qui dit que si tu veux encoder un signal jusque 20kHz, il faut échantillonner au moins à 40kHz (fréquence x 2).
Vérifie la démonstration du théorème, le x2 viens du fait que la transformée de Fourier d'un signal réel est symétrique par rapport à l'axe des ordonnées.
On peut même interpréter l'idée des fréquences négatives : What is the physical significance of negative frequencies?.
Par contre, dans le cas de l'audio numérique, effectivement ça n'a pas l'air d'avoir du sens.
trazom

trazom

1642 posts au compteur
AFicionado
230 Posté le 02/05/2019 à 21:36:48
Je tente une explication sans parler de Fourier/Shannon/Nyquist...

Prenons un signal de 1 Hz.
Il se répète identiquement une fois par seconde :

https://medias.audiofanzine.com/images/thumbs3/prise-de-son-mixage-2611769.png


Je veux l'enregistrer. Je vais donc l'échantillonner, c'est à dire regarder la position des points de la ligne verte. Comme il y en a une infinité, je ne vais en prendre qu'un seul par seconde : J'enregistre à 1 Hz.

https://medias.audiofanzine.com/images/thumbs3/prise-de-son-mixage-2611770.png


Voici ce qu'il reste après enregistrement : le signal numérisé :

https://medias.audiofanzine.com/images/thumbs3/prise-de-son-mixage-2611772.png


Bon, on est d'accord pour dire que je vais avoir du mal à retrouver le signal de départ avec ça.
Il me faut plus de points.




Je vais donc maintenant échantillonner à 2 Hz, c'est à dire que je vais prendre deux points du signal chaque seconde :

https://medias.audiofanzine.com/images/thumbs3/prise-de-son-mixage-2611778.png



Voici le signal numérisé :

https://medias.audiofanzine.com/images/thumbs3/prise-de-son-mixage-2611779.png




Et je peux jouer à relier les points pour commencer à retrouver le signal d'origine :

https://medias.audiofanzine.com/images/thumbs3/prise-de-son-mixage-2611780.png

Ca commence à ressembler beaucoup plus à mon signal de départ.


Maintenant, un peu de théorie :

Ce que dit le théorème de Shannon, et qui est assez extraordinaire, c'est en fait que les points rouges que je viens d'enregistrer permettent de reconstituer exactement le signal de départ, à condition d'avoir enregistré avec une fréquence au moins deux fois supérieure à la fréquence du signal.

Mon signal étant de 1 Hz, et mon échantillonnage de 2 Hz, j'ai l'assurance de retrouver exactement mon signal de départ.

Le théorème s'étend à un signal beaucoup plus complexe qu'une sinusoïde, bien sûr.





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