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

Un mot à propos de l’impédance L’impédance décrit principalement la résistance à l’intérieur d’un circuit. Le flot d’électrons à travers un câble peut facilement se comparer à celui de l’eau dans un tuyau. Imaginons une pompe conçue pour faire passer 50 kilos de pression dans un tuyau de 20 cm de diamètre. Si vous doublez le diamètre du tuyau, à 40 cm, vous obtiendrez alors la moitié de la pression. Avec une pression de 25 kilos, le système ne subit aucun dégât. Par contre, si vous diminuez à la moitié la taille du tuyau, la pression obtenue est le double de celle pour laquelle le système a été conçu. La contre-pression endommagera la pompe, réduira son rendement et risquera de la faire exploser. L’analogie dans le domaine de l’audio est un amplificateur de 100 watts branché à des haut-parleurs de 8 ohms. Si l’utilisation de haut-parleurs de 16 ohms est sans danger (bien qu’elle réduise la puissance), l’emploi de haut-parleurs de 4 ohms est sans doute la meilleure façon d’exploser votre amplificateur. C’est pourquoi les amplificateurs de guitare conçus pour fonctionner avec différents haut-parleurs sont généralement équipés de transformateurs de sortie de 4, 8 et 16 ohms, permettant d’adapter le signal. Vous entendrez aussi parler des termes de haute impédance et de basse impédance. Les phonocapteurs de guitare et la plupart des microphones dynamiques sont de haute impédance, capables de supporter une impédance de plusieurs milliers d’ohms. Les signaux de basse impédance s’élèvent aux alentours de 200 ohms. Bien que les signaux de haute impédance offrent une tension plus élevée,quand ils son transmis par des câbles dont la longueur dépasse les 14 m ils commencent à perdre des hautes fréquences (en ce cas il faut les amplifier pour pallier cette perte). Les signaux de basse impédance peuvent généralement être transmis sur des distances bien plus longues sans aucune dégradation.

Le préamplificateur peut employer soit une lampe, soit des composants solid-state. 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).
• 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 solid state, 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-àdire 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 solid-state). 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 doigt. 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 doigt. 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 solid state. 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 solid state 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 lampes

Le mythe du “son chaud” des lampes On dit souvent que les amplificateurs à lampes offrent un son plus “chaud”. On peut affirmer sans se tromper qu’un ampli à lampes donnera à une guitare électrique un caractère “chaud”,“gras” ou “distorsionné”. Il est vrai que, dans ce cas, la distorsion est une qualité parfois désirable mais d’un autre côté, la distorsion est l’ennemi de l’ingénieur qui cherche à enregistrer un signal sonore original de manière fidèle et réaliste. Vous avez là de la précision et de la transparence, à la place d’une coloration sonore que l’on pourrait qualifier de “chaude”. Heureusement, il existe plusieurs types de lampes et de circuits associés offrant un son relativement transparent. On dit aussi que les lampes donnent plus de chaleur aux enregistrements numériques et cela impliquerait que la qualité des enregistrements numériques n’est pas tout à fait satisfaisante. Même si les puristes préféreront toujours l’analogique au numérique, le fait est qu’un grand nombre d’enregistrements professionnels sont aujourd’hui réalisés à l’aide de systèmes numériques, tels que les cartes 24 bit /96 kHz de la série Delta ou les dispositifs USB de M-Audio.Au lieu de dire que les lampes réchauffent les enregistrements numériques, il serait plus exact de dire que les microphones à lampes donnent un son plus authentique, plus agréable lors de l’écoute, par rapport aux défauts dynamiques d’un microphone solid-state. L’enregistrement numérique a augmenté considérablement la gamme dynamique, permettant une reproduction beaucoup plus fidèle de la dynamique du matériel original. C’est peut-être à cause de cela que les gens ont vite reproché à l’enregistrement numérique d’être “froid” lors de l’utilisation de microphones solidstate. Par comparaison, en choisissant un micro à lampes, tout devient soudainement plus “chaud”. En fait, l’enregistrement numérique nous a simplement donné les moyens d’entendre des différences inaudibles auparavant, comme le fait que les lampes offrent, d’un point de vue dynamique, un son plus authentique que les appareils solid-state.

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 composants électroniques solid-state. 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 telle 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 solid-state 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 solid-state par exemple pour les prises de son “overhead” de batteries ainsi que pour les enregistrements à distance et d’orchestre.


Composants électroniques des microphones solid-state

Les micros solid-state 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 solid-state 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 solid-state 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 solid-state 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.