Différence entre l’audio symétrique et asymétrique ! (Unbalanced / Balanced)

Pour changer un peu de registre, aujourd’hui j’ai envie de vous parler de technique audio et plus précisément du transport électrique des signaux audios…

Le son

On le sait tous, on son est une vibration susceptible de faire vibrer dans nos oreilles ce que l’on appelle les « marteaux ». Cette vibration va être transmise à notre cerveau de façon électro-chimique.

Pour qu’un son soit audible il doit pouvoir être transporter dans le milieu dans lequel on « baigne », c’est-à-dire l’air, et la nature est bien faite car l’air qui nous environne dans l’atmosphère terrestre est tout a fait adapté au transport des vibrations sonores que l’humain peut entendre.

Le transport d’un signal audio sous forme électrique

Pour reproduire un son enregistré, il faut faire vibrer l’air et c’est le rôle des haut-parleurs ou des écouteurs.

Il faut néanmoins transporter les vibrations du « player » vers un amplificateur, et de l’amplificateur vers les haut-parleurs.

Ce transport ce fait de façon électrique : une différence variable de tension électrique entre deux points va permettre de « reproduire » le son d’un point de vu électrique. Ces 2 points sont en général 2 fils électriques, comme ceux qui vont de notre chaîne Hifi aux haut-parleurs.

En envoyant une tension électrique (variable) suffisante à un haut-parleur, celui va se mettre à « bouger », à vibrer et va faire vibrer l’air qui l’entour. Cette vibration parvient ensuite à nos oreilles et nous pouvons alors entendre les sons émis.

Plusieurs étapes

Il y a au moins 2 étapes pour reproduire un son qui a été enregistré : La lecture de la source, qui peut être numérique ou analogique va être converti en un signal électrique (analogique) de faible tension. Ce signal électrique est ensuite transporté vers un amplificateur qui va augmenter la tension électrique du signal source pour l’adapter aux haut-parleurs utilisés.

Le transport audio électrique Asymétrique (Unbalanced)

La plupart du temps, sur les chaînes Hifi grand public (le mot « chaîne » à peut-être plus de sens pour vous maintenant) les signaux électriques sont transporté avec uniquement 2 fils électriques pour chaque voie (gauche et droite).

Ces 2 fils, une masse et un « point chaud » permettent de créer et donc de transporter des variations de tensions. Cela est suffisant pour transporter l’équivalent électrique d’une vibration sonore.

Le problème c’est que malgré un blindage (autour de ces deux fils conducteurs), le signal électrique, s’il est faible, peut facilement être parasité par une onde électromagnétique extérieur. C’est très souvent des alimentations électriques d’autres appareils (des transfos comme on dit) qui parasite ce signal.

Le résultat c’est que les parasites viennent s’ajouter au signal de base :

En règle générale, ces parasites restes faibles par rapport à l’intensité du signal de base, mais dans des contextes très techniques comme une scènes de concert ces parasites (qui proviennent souvent des transformateurs qui permettent de régler l’intensité des spots lumineux par exemple) peuvent êtres très élevés en amplitude en et en quantité !

Si ce système de « transport » de signal audio-électrique peut être suffisant pour un usage domestique, on est très loin du compte pour un usage professionnel…

Heureusement, un esprit brillant dont je ne connais pas le nom, a inventer le transport de signaux électrique « symétrique » !

Le transport audio électrique Symétrique (Balanced)

Comment faire en sorte que notre signal électrique de faible intensité et donc très sensible aux parasites extérieurs, ne soit pas pollué ?

On utilise une connexion Symétrique à 3 fils : une masse, un point chaud et un point froid !

L’idée de la connexion Symétrique sur trois fils conducteurs est géniale car simplissime :

On transporte le même signal audio-électrique avec une différence de potentiel électrique entre la masse et le « point chaud », et on transporte également l’inverse de ce signal entre la masse et le « point froid » :

Maintenant, si un parasite apparaît dans le signal, il sera le même sur la tension masse/point-chaud et masse/point-froid : il aura la « même orientation.

C’est cette inversion du signal que l’on qualifie de « Symétrique ».

Reconstruire le signal d’origine : le génie de la symétrie !

Voilà où c’est génial : si vous prenez le signal transporté par le point froid et que vous l’inversez pour ensuite l’ajouter au signal du point chaud : les parasites disparaissent !

Les parasites étant maintenant en opposition de phase, leur addition est nulle.

Les connecteurs audio Symétriques

Il y a deux types de connecteurs couramment utiliser pour les signaux audios Symétrique.

La prise « Jack 6.35mm ». C’est la même chose qu’un connecteur Jack Stéréo, mais au lieu de l’utiliser comme une masse + voie droite + voix gauche, on l’utilise comme une masse + signal chaud + signal froid (inversé).

Le connecteur XLR :

Le cas du câblage des haut-parleurs

Vous l’aurez remarqué, la connexion entre un amplificateur et un haut-parleur est toujours Asymétrique (Unbalanced en anglais).

La première raison c’est parce que l’électro-aiment du haut-parleur qui va faire avancer et reculer (très vite) la membrane doit obligatoirement avoir cette asymétrie centrée sur un niveau de tension également à zéro : le HP est au repos sur sa position centrale, et suivant le signal qui arrive il va avancer ou reculer pour créer la vibration sonore.

La deuxième raison c’est que les tensions électriques utiliser pour faire varier le champs magnétique d’un haut-parleur est très élevée, et que par conséquent les parasites (qui existent bel et bien) sont très faible par rapport au signal envoyé à l’HP.

Conclusion

Si je tenais à vous parler de ça sur 65bits.com alors que d’habitude je cause plutôt informatique, c’est que je suis grand amateur de musique et qu’il est indéniable que le son qui provient d’une « chaîne » d’appareils câblés en Symétrique est beaucoup (mais alors Beaucoup!) plus clean qu’une chaîne Hifi standard grand public.

D’ailleurs, même les systèmes audio grand public très haut de gamme sont rarement câblé en symétrique (Balanced).

Donc, si vous aimez la musique, je vous conseil de prendre du matériel « Pro », même du bas de gamme : ils disposent pratiquement tous d’un double câblage Symétrique/Asymétrique, et ça fait toute la différence.

De plus, le matériel professionnel bas de gamme est moins cher que le grand public haut de gamme et les composant sont beaucoup plus « robustes » donnant une durée de vie bien plus longue.

Pour ma part, je continu à utiliser une petite table de mixage Soundcraft Spirit Folio, un petit amplificateur Samson Servo-240 et une paire d’enceintes Tannoy (monitoring) acheté au milieu des années 90 !

Pour être tout à fait honnête, j’ai quand même changer un condensateur dans mon ampli il y a 4 ou 5 ans… mais cela dit, la réparation était aisée car les appareils pro sont généralement facile à démonter !

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