Comment fonctionne la transmission audio analogique par câble ?

Du microphone à l’oreille, le son passe par un câble. Selon le signal, on utilisera différents types de câbles ou de modulation radio.

Qu’est-ce qu’un câble coaxial ?

Câble coaxial de type RG-59
A – Gaine extérieure isolante
B – Blindage électrique en tresse
C – Isolant diélectrique
D – Conducteur central

Dans un câble coaxial, un conducteur simple est entouré d’un isolant diélectrique lui-même entouré d’un conducteur sous forme de feuille ou de tressage métallique. Il est utilisé pour relier les différents appareils audio domestiques les uns aux autres ( interconnexions ) et pour les signaux de radiofréquences, notamment les antennes, la télévision par câble et les interconnexions numériques, entre autres.

Sa principale qualité est son blindage électrique – la feuille ou le tressage qui entoure le conducteur – qui isole le signal des interférences extérieures, ce qui est particulièrement nécessaire pour des signaux à faible intensité comme les interconnexions audio.

Qu’est-ce qu’une paire symétrique ?

La transmission symétrique s’effectue au moyen d’une paire de fils qui ne sont pas reliés à la terre. Si une interférence atteint la paire, elle sera de même polarité des deux côtés de la paire. Comme le signal audio s’y trouve en polarités opposées, l’interférence s’annule au point de sortie.

La paire symétrique fut longtemps le type de transmission audio le plus répandu, ne serait-ce qu’à cause de son usage massif en téléphonie. De nos jours, elle est très répandue dans le monde de la production musicale et de la radiodiffusion où on retrouve une variante, soit la paire symétrique dans un câble blindé, comme un câble coaxial avec deux conducteurs et un blindage. C’est le meilleur des deux mondes.

Qu’est-ce qu’une paire torsadée ?

La paire torsadée ajoute à l’effet de la paire symétrique en réduisant l’induction. Plus la paire comporte de torsades par unité de longueur, plus grande sera sa bande passante.

Qu’est-ce qu’un câble à paire simple ?

La paire de fils simple sert principalement aux haut-parleurs et aux raccords de puissance d’alimentation, où le niveau des signaux ne demande pas de protection particulière contre les interférences.

Qu’est-ce que l’impédance caractéristique ou nominale d’un câble ?

Un conducteur électrique représente une résistance et une inductance en série. Il représente aussi un condensateur en présence de son conducteur complémentaire, que ce soit un autre fil ou son blindage. La combinaison de ces valeurs résistives, inductives et capacitives est représentée par l’impédance caractéristique d’un câble.

On utilise un câble dont l’impédance caractéristique est la même que le circuit de sortie et le circuit d’entrée qu’il relie. Les conséquences d’un mauvais appariement des impédances est une détérioration de la réponse aux fréquences attribuable aux réflexions de signal provoquées par la différence d’impédance.

En audio analogique, l’impédance caractéristique du câble n’est pas critique, son effet étant fonction de la longueur d’onde du signal transmis. La longueur d’onde la plus courte du signal audio analogique – 9 km à 20 kHz pour un câble à 60 % de vélocité de propagation – fait que le câble d’interconnexion de trois mètres représente 0.0003 % de la plus courte longueur d’onde transmise.

Pour les interconnexions audio à moyenne et haute impédance, la capacité d’un câble – exprimée en picofarads par longueur - est un facteur autrement plus important que son impédance. Pour une cellule phono à aimant mobile, par exemple, on doit faire attention à la longueur du câble et à la capacité en picofarads de l’entrée du préamplificateur. Une capacité excessive affaiblira la réponse aux fréquences supérieures.

Quels sont les connecteurs audio ?

Chaque type de câble et chaque usage commandent un type de connecteur particulier. Les raisons en sont techniques, pratiques et parfois même historiques.

Qu’est-ce qu’un connecteur RCA ou Phono ?


Très répandu dans le monde audio domestique, il est une forme très simple et économique du connecteur coaxial. Sa fragilité relative explique en partie son absence des systèmes professionnels où l’on doit régulièrement manipuler câbles et connecteurs.

Qu’est-ce que le Phone Jack ?


Le premier ancêtre connu du Phone Jack date de 1877, alors qu’on l’utilisait dans les panneaux de raccord ( switchboard ) des premiers systèmes téléphoniques. Son évolution a depuis amené plusieurs formats différents dont trois d’entre eux sont très présents dans l’univers audio.

Qu’est-ce que le le Phone Jack 1/4" ( 6.35 mm ) ?

Fixé à un câble blindé à deux conducteurs, il sert aux casques d’écoute et à certains microphones non-professionnels. On trouve aussi une version mono à un seul conducteur.

Qu’est-ce que le Mini-phone 1/8" ( 3.5 mm ) ?

Une variante miniature de son grand frère de 1/4", le mini-phone est très répandu pour raccorder les casques d’écoute et autres appareils audio aux équipements portables et aux ordinateurs. Il a des versions mono et d’autres à plus de deux conducteurs.

Qu’est-ce que le jack sous-miniature ( 2.5 mm ) ?

Essentiellement une version miniature du jack 1/8", lui-même une version miniature du jack 1/4" d’où le terme sous-miniature.

Qu’est-ce qu’un connecteur BNC ?

Le connecteur BNC ( Bayonet Neill-Concelman ) est un connecteur coaxial à quart de tour – la baïonnette. Il est très répandu dans les installations vidéo, certaines installations à radiofréquences et en audio numérique. Sa version à 50 Ohms est utilisée pour les liens audionumériques SPDIF, tout comme le connecteur RCA décrit ci-haut.

Qu’est-ce qu’un connecteur XLR ?


Véritable cheval de trait de l’audio professionnel, le connecteur XLR s’y décline en versions à 3, 4, 5, 6 et 7 conducteurs, la version à trois conducteurs – XLR-3 – étant de loin la plus répandue. On s’en sert tant pour les câbles audio analogiques – symétriques blindés– que pour l’audio numérique avec les câbles à impédance nominale de 110 Ohms.

Certains appareils audio domestiques de haut de gamme utilisent des interconnexions analogiques ou numériques à connecteurs XLR-3. Les appareils à connecteurs XLR suivent une convention universelle où la sortie est mâle et l’entrée femelle. Ainsi, tous les câbles à connecteurs XLR-3 sont mâles à une extrémité et femelle à l’autre.

Références

Câble coaxial : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:RG-59.jpg
Connecteurs RCA : https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:High-quality-RCA-connectors-VDH.jpg
Connecteurs phone : https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Photo-audiojacks.jpg
Connecteur BNC : https://www.reichelt.com/de/en/adapter-nim-camac-lemo-socket-bnc-connector-lemo-aba00250ntl-p214938.html
Connecteur XLR-3 : https://www.neutrik.com/en/neutrik/products/xlr-connectors/xlr-cable-connectors

Ces références renvoient souvent à Wikipédia, question de commodité. Les articles de Wikipédia mentionnent aussi d’autres références qui seront utiles à qui voudra fouiller le sujet plus avant. Une mise en garde, cependant : Wikipedia est une encyclopédie collaborative, ce qui signifie que n’importe qui peut modifier un article. Un sain scepticisme s’impose donc.