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Clarion SRW8000 "Thunderdome" |
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MAJ n°4revA DU 07/06/99
Rédigé par Fabrice
Louvet ([email protected])
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Toute voiture personnalisée
se doit d'avoir une sono appropriée. Les voitures équipées
d'autoradios ne se comptent plus, alors qu'il y a quelques années,
cet équipement était encore considéré comme
un luxe.
Les progrès considérables
et constants qui sont apportés à ces produits ne devraient
pas nous dispenser de quelques connaissances de base sur le son. Nous aborderons
donc avant tout les caractéristiques générales du
son, avant de nous attacher aux différents schémas de connectique
et de matériels.
Comportement
Le son a également tendance,
toujours comme la lumière, à être modifié, réfléchi
ou absorbé par les surfaces qu'il rencontre. En se propageant dans
l'atmosphère, le son prend la forme d'ondes, c'est-à-dire
de zones de plus ou moins fortes pressions de l'air se propageant de manière
rayonante à partir de la source, en perdant progressivement de l'amplitude
mais en gagnant en surface.
Le son
se déplasse à une vitesse d'environ 1200 Km/h. Emis par un
objet allant à cette vitesse, le son se cumule devant l'appareil,
formant comme un coussin d'ondes. Au-delà de cette vitesse, l'objet
va plus vite que le son, donc ce coussin de vibrations se "détache"
et secoue l'objet qui passe au travers. Les premiers jets qui tentèrent
de dépasser cette vitesse fatidique furent pulvérisés
par cette force, qui prit la réputation d'être infranchissable
d'où l'expression
"franchir le mur du son", remplacée
de nos jour par l'anglicanisme mach 1. La détonation en elle-même
est communément appelée
bang supersonique.
Les matériaux rencontrés
par une onde sonore sont également soumis à cette vibration
et vont eux-même entrer en vibration, tel un reflet dans une eau
en mouvement, renvoyant eux-même leur propre image de ce son mais
qui sera déformé et atténué selon la nature
du matériau en question. Le verre par exemple "renvoie" le son de
manière assez fidèle. Le bois a tendance à être
neutre, mais absorbe beaucoup de vibrations. Le plastique ordinaire (PVC)
déforme atténue le son de manière assez marquée.
Il est à noter que l'air
est élastique. Donc le son, formé d'une suite de compressions
de l'air, "rebondit" sur les différents matériaux qu'il rencontre
selon la nature de ces derniers. Certains l'amorticent plus ou moins, ou
ne le renvoient qu'en partie (seulement certaines harmoniques du
son, c'est-à-dire seulement les graves par exemple).
Toutefois, des matériaux
en entrant en vibration entre eux peuvent générer des sons
qui n'ont plus rien à voir avec l'original : ce sont des sons
"parasites". Ainsi, certaines pièces métalliques (le métal
est un bon conducteur sonore) qui sont en contact vont vibrer chacune différemment,
mais ils vont alors en s'entrechoquant, si elles ont du jeu, créer
un son particulièrement agaçant...
En effet, ce
serait une erreur de croire que le son n'existe que dans l'air. Il se propage
également
dans l'eau (c'est cette propriété qu'utilise le sonar,
qui
est un appareil permettant par écho acoustique de détecter
la présence d'un corps immergé) et donc le corps humain (l'échographie,
sorte de sonar médical utilisé pour surveiller les grssesses,
utilise cet aspect) et les matériaux compacts (les métaux
par exemple). Toutefois, il ne prend plus la même forme. Dans l'eau,
c'est le liquide qui transmet la vibration. dans les métaux, se
sont des "micros-déformations" qui se propagent. Se sont ces "micros-tortions"
qui sont responsables du célèbre phénomène
des verres de cristal qui "chantent" et qui éclatent au son de la
voix de chanteuses expertes.
La chaîne
matériau en vibration -> onde sonore refléchie + émission
de son parasite -> vibration de matériau peut être longue.
Si il y a une certaine distance entre les matériaux qui renvoient
les ondes sonores, on parle de
réverbération. Si cette
distance est très marquée, on parle d'écho.
La réverbération et l'écho peuvent être obtenus
artificiellement.
Le
système d'écoute
C'est par le biais de cette fameuse
chaîne vibratoire que nous entendons les sons. Les ondes sonores
chez l'homme sont conduites dans l'oreille interne par la trompe d'Eustache,
avant de faire vibrer le tympan qui lui-même fait vibrer le marteau,
le plus petit os du corps humain qui transmet la vibration à l'enclume
qui transmet à son tour l'information au système nerveux
et neural qui nous donne la conscience du son : l'écoute (l'ouïe).
Nos deux oreilles et le pavillon nous aident à définir d'où
vient le son : gauche, droite, avant ou arrière.
Il est assez facile de tromper
l'oreille -disons plutôt, l'ouïe humaine- grâce à
des procédés qui imitent le comportement du son dans certaines
conditions. Le surround par exemple, qui fut très à la mode,
permet astucieusement de faire un écho très rapide et faible
de la voix droite sur la voix gauche et vis versa des système stéréo,
donnant un effet spatial saisissant, comme si les conditions d'écoute
étaient bien meilleures. Le système surround 4 enceintes
-2 devant et 2 surround derrière- rendent l'effet encore plus marqué.
Capture
L'enregistrement d'un son ne se
fait qu'en respectant la nature de celui-ci, ce qui est évident.
Les premiers microphones étaient constitués de fines barres
de graphites qui, selon les vibrations auxquelles elles étaient
soumises, laissaient passer le courant dont le flux variait donc de la
même manière, c'est-à-dire selon les vibrations captées
par les barrettes de graphites.
De nos jours, si les matériaux
et la technologie ne sont plus les mêmes, le principe demeure.
Reproduction
La reproduction du son utilise
donc un courant électrique de force variable. A l'autre bout donc,
on trouve un système de vibrateur utilisant un électro-aimant
: le haut-parleur (H.P., ou speaker en anglais). Selon l'intensité
électrique, l'aimant va générer plus ou moins de puissance,
métant en mouvement un aimant à polarité inversée
qui entraine avec lui un cône de matériau relativement fin
mais rigide, relié à l'ensemble par une couronne souple appelée
membrane, qui assure en partie le retour au niveau zéro du cône
et une isolation de l'air pulsé d'un côté et de l'air
aspiré de l'autre. Là aussi, le principe de base n'a pas
changé.
Numérique
Le numérique n'a absolument
plus rien à voir en stockage avec l'analogique. Le son est toujours
capturé à l'origine avec un micro mais ça s'arrête
là. Le son arrive sous forme sinusoïdale. Il est alors découpé,
tronçonné, analysé. Selon les caractéristiques
de l'encodage (8, 12, 16, 20, 24 ou 32 bits), l'amplitude de la courbe
à un point donné va recevoir une valeur (allant de 0 à
2 puissance (nombre de bits) -1). Pour
une seconde, on a un certain nombre de données d'amplitude, ce qu'on
appelle la fréquence d'échantillonnage (44100 pour
un CD). Le tout sur deux canaux (stéréo oblige).
Donc, pour un encodage stéréo
44,1 Khz 16 bits, on a une amplitude allant de 0 à 65535 estimée
toutes les 1/44100eme de seconde X 2. L'unité
utilisée pour mesurer la fréquence des vibrations est le
hertz
(hz). Un hertz équivaut à une variation (haute et basse)
à la seconde.
Le stockage sur CD est sous forme
binaire (selon captage de la réflexion du faisceau laser). Une fine
couche d'alu est utilisée comme matériau réfléchissant.
Les informations sont toujours stockées suivant une spirale, mais
extrêmement fine - d'où l'utilisation d'un laser. Les informations
devant y être lues de manière linéaire, la vitesse
de rotation est variable selon l'endroit du CD qui est lu (plus on lit
vers le bord extérieur du CD, plus la vitesse de rotation est lente).
Ce qui explique les hypocrisies qui ont lieu avec les CD-ROM genre "32X
Max". Cette vitesse relative n'est effectivement pas contante.
La technologie numérique
permet ainsi d'avoir un son épuré, très fidèle,
mais aussi grâce à des algorithmes de compression/décompression,
de stocker énormément de données sur des supports
de plus en plus petits (minidisk, DCC). Les puces informatiques comme les
DSP (Digital signal processor, processeurs de traitement de signal numérique)
intégrées aux systèmes Hi-Fi, permettent de bénéficier
d'equalizer numériques et de réverbérations d'ambiances
pré-programmées et personnalisables (style stade, discothèque,
etc.).
Le
lecteur
Le lecteur de média n'a
qu'un rôle : transformer les données inertes stockées
sur le support en variations électriques. Il bénéficie
toujours tout de même d'une interface utilisateur, qui permet de
choisir une piste, de passer en recherche accélérée,
bref toutes les interventions qui doivent être faites sur le support.
L'amplificateur
Son rôle est d'augmenter
la puissance du courant électrique qui sort du lecteur. En effet,
celui-ci est très faible (il est appelé "niveau ligne").
Il peut être intégré au lecteur ou être externe.
En fait tout autoradio bénéficie
d'un ampli intégré. Il peut être faible (2*20 ou 25
W) ou relativement puissant (4*35 à 4*45 W). Les appareils de gamme
moyenne ou haut-de-gamme sont dotés d'une ou plusieurs sorties RCA
(stéréo séparée, connectique de type coaxiale)
qui permettent de récupérer le niveau ligne du lecteur (line
out, pre out, out) pour le brancher sur un ampli externe plus performant,
aussi bien en terme de puissance que de qualité d'amplification
et de connectique. Bien sûr, cette solution est coûteuse, mais
elle a l'avantage de pouvoir être ajoutée tardivement au système.
C'est sur l'ampli que sont raccordés les systèmes H.P.
Les
systèmes H.P.
Il y a beaucoup de choses à
en dire. On a déjà expliqué comment fonctionne le
H.P. de base.
Dans une voiture moderne, il y
a au moins deux emplacements d'origine dans les portières pour y
fixer aisément 2 H.P. Toutes les marques de H.P. fabriquent des
modèles spécifiques pour chaque type d'emplacement, déclinés
en plusieurs versions : le H.P. basique (monovoix), le H.P. 2 voix, le
deux voix coaxial, le 3 voix coaxial, et les 3 voix avec tweeter séparé.
Pour trouver le modèle qui
vous convient, adressez-vous tout simplement à un vendeur ou consultez
le catalogue de la marque qui vous intéresse. Attention : les prix
ne sont jamais reportés dans les catalogues des marques.
Même si vous comptez vous
équiper de H.P. puissants sur plage arrière et/ou dans le
coffre, il faut abslolument compter avec ceux montés à l'avant.
En effet, on peut les négliger en raison de leur faible puissance
(2*120W max), pour un coût relativement élevé surtout
si on prend de la qualité. Mais pour des raisons de répartition
sonore, on a tout intérêt à en installer.
La radio
Les progrés technologiques
ont permis de simplifier l'usage de la radio en voiture. En premier lieu,
la recherche automatique de stations permet de vérouiller automatiquement
les fréquences où il y a émission. En effet, toute
station de radio émet ou ré-émet sur une certaine
fréquence (en Mhz) qui lui est propre. La station occupe ainsi une
plage relativement peu importante, (le son est un phénomène
vibratoire qui nécessite dont une certaine amplitude) mais qui n'est
pas ponctuelle pour des raisons pratiques, ce qui explique que quand
on cherche une station en manuel, le son est net à un point précis
et se parasite sans perdre de force lorsque l'on séloigne progressivement
de la fréquence "idéale" C'est cette fréquence qui
est indiquée par les stations de radio émétrices (comme
94.3 pour 94300000 hz). L'utilisation de quartz permet une excellente précision
de calage de fréquence.
Le RDS est un système ingénieux
qui existe sur de nombreux autoradio. Il décode un signal numérique
émis par la station dans les basse fréquences inaudibles,
permettant de bénéficier de nombre d'informations: le nom
de la station, l'heure, le type d'émissions qui sont en cours de
diffusion, la liste des fréquences des émetteurs voisins,
etc. Ce système permet, selon la station écoutée,
de changer automatiquement de fréquence si le signal reçu
devient trop faible, changeant ainsi d'éméteur pour capter
la même émission sur un éméteur plus proche
(fonction PTY). D'autres fonctions permettent de basculer automatiquement
sur la radio quand une station diffuse des informations, ou quand il y
a diffusions de messages d'urgences...
A l'heure du
tout-numérique, la radio numérique (DAB) fait son apparition.
Déjà opérationnelle mais encore au stade des essais
en France, certaines marques proposent déjà des radios capables
de décoder les stations numériques, ou encore qui sont prêtes
à recevoir le module électronique qui leur permettra de les
décrypter.
Les lecteur
K7
Peu de choses à dire. L'auto-reverse
est depuis longtemps intégré aux autoradio-cassettes même
de bas de gamme. A noter la fonction AMS, souvent présente mais
peu utilisé, qui permet de sauter les "blancs" en les passant en
accéléré, ou encore de sauter des chansons comme sur
un CD par détection des blancs.
Les lecteurs CD
Certains autoradios (ou synthoniseurs)
ont un lecteur de CD intégré. Il suffit de glisser le CD
dans la fente, et un mécanisme l'agripe et l'introduit dans le lecteur.
Bien sûr, le mécanisme
des lecteurs CD embarqués sont particulièrement fiables.
L'amortissement des secouces est assuré par coussin d'air ou d'huile,
si bien qu'il devient rare de faire "sauter" un CD en lecture.
Il est possible de relier un CD
portable à un autoradio-K7 par un connecteur de type mini-jack sur
la prise "CD-IN". Des plateaux dotés d'amortisseurs sont pourvus
à cet effet. Ils font parti des accessoires des lecteurs CD portables
et non de l'autoradio. Pour les autoradios-K7 n'ayant pas de connexion
CD-IN, il existe également un accessoire composé d'une mini-jack
mâle reliée par un cordon à ce qui ressemble à
une cassette ordinaire de l'autre côté. En fait, c'est une
cassette qui enregistre le CD au faire et à mesure, et qui restitue
ainsi le son au lecteur K7.
On doit
également évoquer ici les "changeurs de CD", qui sont de
véritables juke-box de voiture. Ce sont des boîtiers externes,
permettant de stocker de 6 à 101 CD selon les modèles. Il
ont bien sûr leur propre système de restitution sonore, et
sont reliés à l'autoradio via un module intégré
ou externe. Certains radio-K7 sont ainsi prévus pour recevoir ce
genre d'équipement, permettant donc de profiter des deux types de
support. Selon leur taille et le choix de l'automobiliste, les changeurs
de CD peuvent prendre place sous un siège ou dans le coffre. Ces
chargeurs de CD sont commandés depuis l'autoradio.
Les lecteurs exotiques
Il existe et existera encore bien
d'autres formats de supports. Toutefois, le CD audio a été
suffisamment long à démarrer et à s'imposer pour présager
que les autres formats présents et à venir resteront très
minoritaires pendant encore longtemps.
Les DSP
Les processeurs de signal digital
(DSP) permettent de traîter le son numériquement pour en transformer
le rendu. Ainsi, on peut restituer la réverbération d'un
stade, ou recréer une ambiance dicothèque en renforçant
les graves et en diminuant les médiums, ou encore bénéficier
d'un equalizer numérique performant et d'un analyseur de spectre
audio.
Les DSP sont des processeurs accés
sur les calculs trigonométriques. Ainsi, il sont capables de traiter
à très grande vitesse (une instruction par cycle : un DSP
à 32 Mhz exécute 32 millions d'instructions à la seconde)
les chiffres à virgule fixe signés (allant de -1 à
1). Le son étant un phénomène vibratoire de forme
évidemment sinusoïdale, ce genre d'unité de calcul correspond
parfaitement au travail à effectuer sur les sons.
Les
amplis
Les amplificateurs sont très
important: ils permettent de transformer un signal de niveau ligne en un
courant suffisamment élevé pour pouvoir entraîner les
systèmes H.P.
Tous les autoradios ont un amplificateur
: c'est l'ampli intégré. En général, il est
d'une qualité moyenne voir médiocre, et les plus puissant
font courramment du 4*35W, ce qui n'est déjà pas mal du tout.
Pioneer,
marque bien connue, à toutefois réussi à outrepasser
ces limites qui ont la vie dure, surtout de ceux qui croient s'y connaître
: leur nouveau système d'amplification intégré, le
Musfet, permet de développer du 4*45W, et offre une qualité
d'amplification qui ne pouvait être jusqu'alors égalée
qu'avec les amplis externes. Ce système équipe les nouveaux
synthoniseurs haut-de-gamme de la marque. Pour ceux qui voudront toutefois
s'équiper d'amplis externes avec ce système, il est précisé
que vu la force d'entrée du signal, les amplis pourront fournir
plus de puissance à moindre effort...
D'une manière générale,
les amplis externes permettent de remédier aux carences des autoradios:
faible puissance, qualité d'amplification médiocre. Il existe
une foultitudes d'amplis, pour tous les besoins et presque pour toutes
les bourses. Ils permettent de sortir de 2*70 à 4*400W, et permettent
de filtrer le son (filtres passe-bas, notamment pour éliminer
l'effet de souffle). Ils récupèrent la sortie ligne du lecteur
de média ou de la radio. Ils bénéficient souvent d'une
connectique reportée, permettant de ponter (brancher un autre
ampli en parallèle) ou de connecter un ou plusieurs subwoofer (H.P.d'ultra-graves).
Dans ce dernier cas, l'ampli permet de sélectionner les fréquences
à envoyer, selon les caractéristiques du ou des H.P.
Les
H.P.
Les systèmes haut-parleurs
sont nombreux et variés en Hi-Fi embarquée. En effet, il
est temps ici de bien marquer la différence entre les différents
système de H.P.
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Watts
et décibels
En effet, que
sont les Watts ? C'est la puissance électrique qu'est prêt
à dipenser votre ampli ou à encaisser votre HP. Là
où ça se fâche, c'est qu'en puissance acoustique, on
a la puissance de crète (l'amplitude maxi) appelée Max.
Outpout Power, et la puissance efficace RMS. Donc si vous achetez
des enceintes de 2X100 W max, vous vous trouvez en fait avec du 2X35 W.
Là où ça se fâche encore un peu, c'est que la
puissance de sortie des autoradios est elle tout à fait efficace.
Donc je récapitule par un
exemple : votre autoradio fait 4X35 W, vous achetez 4 enceintes de 80W
pensant que du coup vous pourrez balancer votre musique à fond sans
problème. En fait, vous avez des enceintes de 4*25 W, et si vous
mettez votre radio à fond, vous aurez une belle saturation et vous
endommagez vos enceintes. Marrant, hein... Important donc : quand vous
achetez vos enceintes, cherchez sur le carton la puissance réelle
(appelée Nominal Outpout Power, ou parfois RMS). Il vous faut même
de la marge : comptez 50% de puissance en plus pour que les HP supportent
des basses renforcées. Pour un autoradio de 35W, il faut donc compter
du 50W soit 150W max. pour les HP.
Une autre
unité est utilisée : le décibel (db). Celle-ci est
relative, et s'exprime en fonction d'une valeur de référence.
Cette valeur indique la "sensitivité" du hp, et sert à estimer
le rapport puissance-distance. Car il ne faut pas oublier que dès
que vous décolez l'oreille du H.P., la puissance effective perçue
diminue... Les valeurs données sont donc en fonction du rapport
1 watt / 1 mètre.
Pour ceux que les unités
acoustiques branche vraiment, cliquez
ici.
Recoupement
Ensuite, des éléments
séparés (caissons de basses, HP grave-medium et tweeter)
doivent avoir un bon recoupement. A moins d'acheter des kit où
votre ensemble est déjà "harmonisé", vous devez vous
assurer que les fréquences d'interventions de vos hp se complètent
sans empiéter les uns sur les autres. Par exemple, si vous avez
un hp 3 voies (tweeter intégré) et que vous rajoutiez un
tweeter séparé, vous allez cumuler trop d'aigus...
De même, les caissons de
basses ont une gamme de fréquence allant de 30-40 à 200 hz
et parfois beaucoup plus. Automatiquement, on empiète sur les boomer
des autres enceintes. C'est évidemment l'effet voulu, puisque ces
systèmes de subwoofer n'ont d'autre vocation que de renforcer les
basses. Attention toutefois : dans ce cas, la fin de votre courbe de fréquence
vers les aigüs) sera d'autant mieux si elle est progressive. De plus,
le couvrement des fréquences de boomers ne devrait ce faire qu'à
égale puissance de ceux-ci. Si vos enceintes arrière sont
des 2*150W max., pour reprendre notre exemple, le caisson devrait
avoir une puissance d'environ 100W max. Mais encore une fois, tout est
relatif : si il se situe dans le coffre et qu'il n'y a pas d'aménagement
spécial (la trape de skis sur une 405 peut être mis à
contribution par exemple), un caisson plus puissant peut être nécessaire.
Du reste, le meilleur appareil de mesure demeure une bonne oreille de mélomane!