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Les moniteurs souffrent de deux types de distorsion : linéaire et non linéaire. La distorsion linéaire consiste en une courbe de réponse et/une courbe de temps de propagation de groupe non planes. Ce sujet est traité dans d’autres paragraphes. La distorsion non linéaire fait apparaître de nouvelles fréquences dans le signal acoustique de sortie, fréquences non présentes dans le signal électrique d’entrée. Pour la mesurer, on envoie une fréquence pure (par exemple, un fondamental à 100 Hz) au moniteur, à un niveau de pression sonore particulier, et on mesure le niveau de toutes les fréquences supérieures à cette fondamentale. Au double de cette fréquence, on trouve le deuxième harmonique (200 Hz) ; au triple, le troisième harmonique (300 Hz), et ainsi de suite. En faisant glisser la fréquence fondamentale, on peut établir une représentation graphique du niveau de distorsion harmonique en fonction de la fréquence. Le taux de distorsion harmonique total (THD) est le quotient de toutes ces nouvelles fréquences (deuxième, troisième, quatrième, cinquième, etc. harmoniques) apparues par rapport au signal reproduit par l’enceinte. Souvent (mais pas toujours), on ajoute le bruit de fond aux fréquences harmoniques apparues : on parle alors de THD+N.
La distorsion harmonique peut s’exprimer en décibels ou sous forme de pourcentage. La distorsion harmonique de second ordre est le plus souvent provoquée par des asymétries dans le système ; à faible dose, elle peut être assez plaisante. La distorsion harmonique de troisième ordre est le plus souvent provoquée par des écrêtages survenant dans le système. Elle donne un son très désagréable (exemple : saturation numérique). Les harmoniques de niveau supérieur posséderont un niveau plus bas que les deuxième et troisième harmoniques – dans un système bien conçu, leur niveau doit être très faible. Dans l’idéal, plus la distorsion harmonique est faible, plus le moniteur possède un son ‘propre’, ‘transparent’. Exemples de bonnes valeurs : -30 dB (soit 3%) dans le grave, moins de -40 dB (soit 1%) dans le médium et les aigus. Évidemment, des valeurs inférieures sont encore meilleures.
La distorsion harmonique se manifeste de façon non linéaire en fonction du niveau : le plus souvent, augmenter le niveau du signal test de 10 dB provoque une variation bien supérieure du niveau de distorsion harmonique. Par conséquent, il faut bien vérifier les conditions du test avant de comparer les mesures de différents moniteurs. De façon générale, pour un même niveau sonore, de gros moniteurs génèrent moins de distorsion harmonique que les petits. De même, les moniteurs 3 voies génèrent moins de distorsion harmonique que des moniteurs 2 voies, puisque chaque transducteur a moins à faire.
Ces deux effets sont visibles dans les deux exemples ci-dessous, mesurés pour un même niveau de pression acoustique :
Gros moniteur 3 voies
Petit moniteur 2 voies
Hélas, le niveau de distorsion harmonique n’est pas directement corrélé avec la qualité sonore subjective. Par exemple, un appareil audio possédant un niveau de distorsion harmonique de second ordre peut posséder un son plaisant, alors que le même appareil, avec le même niveau de distorsion harmonique mais de troisième ordre, possédera un son nettement désagréable. Toutefois, les courbes de distorsion harmonique sont très utiles aux ingénieurs-concepteurs pour repérer d’éventuelles sources de problèmes dans leurs créations. Dans le cas de moniteurs de studio, qui s’apparentent à des outils de mesure, toute altération indésirable au signal d’entrée constitue un problème, qu’elle sonne bien ou non.
La distorsion non linéaire fait apparaître de nouvelles fréquences dans le signal acoustique de sortie, fréquences non présentes dans le signal électrique d’entrée. Une façon pour la mesurer consiste à envoyer une fréquence pure dans le moniteur et à mesurer le niveau de chaque harmonique dans le son reproduit. Une autre façon de mesurer la distorsion consiste à reproduire un signal plus complexe, et à mesurer le niveau des fréquences supplémentaires apparues en sortie. Le problème, dans ce cas, est qu’il n’existe aucun standard internationalement reconnu pour le signal de test : or, il est impossible de comparer des mesures si les conditions de test ne sont pas identiques. L’avantage d’une mesure de la distorsion d’intermodulation est que le signal test est large bande, plus complexe que la fréquence pure utilisée pour la mesure de distorsion harmonique. Cette distorsion d’intermodulation est donc plus représentative d’un signal musical typique, et de l’utilisation normale du moniteur.
La distorsion par intermodulation
Le signal utilisé pour le test est désigné sous le terme ‘multifréquences’, car il consiste en une collection de fréquences non harmoniques. Un peu comme si on appuyait sur les touches d’un clavier d’orgue d’église avec les deux avant-bras. L’exemple ci-dessous regroupe ainsi pas moins de 43 fréquences, distribuées logarithmiquement entre 40 Hz et 20 kHz. Elles correspondent aux ‘raies’ sur la courbe. Tout ce qui se trouve entre ces raies est la distorsion par intermodulation et la distorsion harmonique ; ce sont ces signaux indésirables qu’il faut réduire au minimum. En effet, comme pour la distorsion harmonique, plus la distorsion d’intermodulation est faible, plus le son est propre et transparent. À l’inverse de la distorsion harmonique, le niveau de distorsion par intermodulation est bien corrélé à la qualité sonore subjective. Moins il y en a, meilleur c’est.
Distorsion d’intermodulation sur un gros moniteur 3 voies
La distorsion d’intermodulation se manifeste de façon non linéaire en fonction du niveau : le plus souvent, augmenter le niveau du signal test de 10 dB provoque une variation bien supérieure du niveau de distorsion harmonique. Par conséquent, il faut bien vérifier les conditions du test avant de comparer les mesures de différents moniteurs. De façon générale, pour un même niveau sonore, de gros moniteurs génèrent moins de distorsion d’intermodulation que les petits. De même, les moniteurs 3 voies génèrent moins de distorsion d’intermodulation que des moniteurs 2 voies, puisque chaque transducteur a moins à faire.
Les courbes ci-dessous mettent en évidence l’intérêt d’utiliser un transducteur de médium dans un moniteur ; dans ce cas, la distorsion d’intermodulation dans ce registre où l’oreille est très sensible est réduite de 10 à 15 dB.
Distorsion d’intermodulation sur un moniteur 2 voies
Distorsiond’intermodulation sur un moniteur 3 voies
Les courbes ci-dessous montrent l’intérêt d’ajouter un caisson de graves à un moniteur 3 voies. La distorsion d’intermodulation dans les graves est réduite de 10 à 15 dB, et la distorsion d’intermodulation dans les médiums, d’environ 10 dB. De plus, la distorsion par effet Doppler dans la région des 2 à 6 kHz est supprimée par l’ajout d’un caisson de graves. En effet, le boomer ne vient plus ‘moduler’ ces fréquences, puisque son excursion est réduite. Ce phénomène se traduit par une plus grande clarté dans les aigus. Au final, on obtient, avec un système composé de moniteurs 3 voies compacts et d’un caisson de graves, une transparence audio comparable à celle d’un système 3 voies plus gros.
Distorsion d’intermodulation sur un moniteur 3 voies
Distorsion d’intermodulation sur un moniteur 3 voies avec un caisson de graves
Pour en discuter,
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Créé le 21 Juin 2019 23:44
