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Les signaux audio : Mono, Stéréo, Symétrique, Asymétrique

Posté le 20/11/2023 Tutoriels & Guides, Guides 5304

Mono, stéréo, symétrique, asymétrique... Vous avez déjà entendu ces termes pouvant définir un signal audio mais vous ne savez pas ce qu'ils signifient et comment vous y retrouver ? Vous êtes au bon endroit ! Découvrez l'histoire de l'enregistrement et de la diffusion des signaux audio mono et stéréo ainsi que la différence entre des connexions symétriques et asymétriques.

Sommaire

Regard historique sur les signaux audio : enregistrement et diffusion

Apparition des enregistrements audio et du signal monophonique
L'ère du stéréo

Signal Mono

Signal Stéréo

La différence entre signal audio symétrique et asymétrique

Connexion asymétrique mono et connexion asymétrique stéréo
Connexion symétrique mono et connexion symétrique stéréo

Regard historique sur les signaux audio : enregistrement et diffusion

Apparition des enregistrements audio et du signal monophonique

Le son mono est logiquement le premier apparu. Cela remonte aux premières technologies d'enregistrement et de lecture audio. Pour comprendre, il faut remonter jusqu'au 19ème siècle, en 1877, avec l'invention du phonographe de Thomas Edison, descendant du phonotaugraphe, l'invention française de Edouard-Leond Scott de Martinville. En effet, le phonographe est le tout premier appareil capable d'enregistrer et de diffuser un signal audio grâce à un procédé purement mécanique. On suppose que le premier enregistrement jamais réalisé est celui des comptines Mary Had a Little Lamb et Old Mother Hubbard, gravées sur une feuille d'étain et pouvant être lues au phonographe. Le phonographe, peu pratique d'utilisation, a ensuite été remplacé par le gramophone développé par un certain Émile Berliner. On peut considérer ce dernier comme l'ancêtre direct de la platine vinyle telle qu'on la connaît aujourd'hui, puisqu'il utilise des disques au lieu des cylindres pour le phonographe. Le 78 tours s'impose alors comme une norme et améliore la qualité des enregistrements grâce à l'apparition du microphone en 1906. Vient ensuite l'invention du microsillon 45 et 33 tours pour le grand public en 1948. C'est en partie ce dernier qui permet la reproduction d'un son stéréo grâce au système Blumlein, consistant en une gravure aussi bien horizontale que verticale. Dans le même temps, une seconde révolution est celle des méthodes d'enregistrement avec l'invention des Allemands AEG et Telefunken : un enregistreur sur bande magnétique débouchant par la suite sur la diffusion des cassettes audio dans les années 60.

L'ère du stéréo

Historiquement, l'idée de la diffusion d'un son stéréo date de 1884, moins de 10 ans après l'apparition du phonographe, avec un dénommé Clément Ader et une expérience menée à l'Opéra Garnier de Paris consistant à retranscrire le son de l'opéra aux auditeurs via deux micros, soit un par oreille. Cette expérience est étroitement liée à l'invention du téléphone d'Alexander Graham Bell de 1876. Cependant le terme "stéréophonie" n'est apparu qu'en 1924 en France, et même si certains équipements se targuaient d'être stéréophoniques, c'est bien l'apparition du disque microsillon qui a permis le développement du son stéréo tel qu'on le connaît aujourd'hui. Il faut savoir que la diffusion d'un signal stéréo tient avant tout à son enregistrement. Pour que cela soit possible, il faut un minimum de deux microphones afin de capter l'image sonore acoustique du lieu. Aujourd'hui, les enregistrements sont réalisés en multipistes et suivis d'un mixage stéréo. Par ailleurs, il va sans dire que les bandes magnétiques ont été abandonnées avec l'apparition du numérique.

Histoire des signaux audio : enregistrement et diffusion

Signal Mono

Mono est bien l'abréviation ici de monophonique (ou encore monaural) dont en voici la définition la plus simple : un signal "monophonique" est techniquement un signal audio diffusé sur un seul canal. Ce son est donc en général enregistré via un seul microphone et peut être retransmis via un ou plusieurs haut-parleurs. Les haut-parleurs diffuseront alors exactement le même signal avec un rendu pouvant être qualifié par certains comme peu texturé ou manquant de relief. Le signal mono a longtemps été utilisé avant d'être remplacé progressivement par le stéréo. Mais alors aujourd'hui, pourquoi certains amplificateurs sont-ils mono ?

Dans le monde de la Hi-Fi, le traitement d'un signal monophonique n'est en fait lié qu'à une question de puissance et de pureté de traitement du signal. En effet, le but sera toujours en fait d'écouter un son stéréo, mais les deux canaux seront traités de manière indépendante. C'est ce qu'on peut appeler une installation double mono. En d'autres termes, un amplificateur s'occupe de traiter le signal du canal gauche tandis qu'un second traite le canal droit. Cela permet un gain considérable en termes de puissance ainsi qu'une nette augmentation de la pureté du rendu sonore final puisque les canaux ne peuvent interférer entre eux. Une autre application est bien souvent l'alimentation d'un caisson de basses, puisque le signal de ce dernier est traité à part via un filtrage des fréquences.

Exemple d'une installation double mono

Schéma d'installation Hi-Fi avec deux amplificateurs mono

Notre selection d'amplificateurs Mono

Audiophonics MPA-M250NC

Amplificateur de puissance Class D Mono 1x250W 4 Ohm

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Audiophonics MPA-M400NC

Amplificateur de puissance Class D Mono 1x400W 4 Ohm

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Fosi Audio ZA3

Amplificateur Stéréo / Mono Class D 2x 150W 4 Ohm / 1x 240W 4 Ohm

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Dayton Audio DTA-100LF

Amplificateur basses fréquences pour subwoofer

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Signal Stéréo

Un son stéréophonique, par opposition au son monophonique, est un son diffusé sur deux canaux, visant à restituer de manière spatiale les enregistrements d'origine. La stéréo permet en d'autres termes d'obtenir un son avec du relief, offrant à l'auditeur la possibilité de situer des sons dans l'espace. Dans le monde de la Hi-Fi, la plupart des amplificateurs sont stéréos. Vous l'aurez compris, c'est la norme. Ce sont donc des amplificateurs qui traitent deux canaux simultanément afin de les transmettre sur vos haut-parleurs. Ils sont dotés d'entrées et de sorties stéréos analogiques RCA et XLR, traitant le canal droit et le canal gauche.

Exemple d'une installation stéréo classique

Schéma d'installation Hi-Fi avec un amplificateur stéréo

Notre selection d'amplificateurs stéréo

Audiophonics AP300-S125NC

Amplificateur de puissance Class D Stéréo 2x125W 4 Ohm

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AP300-S125NC

Audiophonics DA-S125NC

Amplificateur intégré Class D 2x125W 4 Ohm DAC ES9038Q2M 32Bit 768kHz DSD256 Bluetooth 5.0

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DA-S125NC

Silkline VIMI I

Amplificateur intégré Class AB 2x50W 4 Ohm (Architecture double mono)

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Loxjie A30

Amplificateur Class D 2x50W 4 Ohm Bluetooth 5.0

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La différence entre un signal audio symétrique et asymétrique

Lorsque l'on parle de signal audio, on distingue également de manière générale les connexions symétriques et asymétriques. En effet, les câbles employés dans votre installation Hi-Fi peuvent avoir une incidence sur la restitution sonore de votre système. Techniquement, la différence réside dans le nombre de conducteurs utilisés pour avoir un signal symétrique ou non. Les câbles de modulation asymétriques ne sont dotés que de deux conducteurs, la masse et le signal, tandis que les câbles symétriques présentent 3 conducteurs : un point chaud, un point froid ainsi que la masse. L'exemple le plus classique sont les câbles de modulation RCA qui sont asymétriques et les câbles de modulation XLR qui sont symétriques.

Connexion asymétrique mono et connexion asymétrique stéréo

Comme expliqué plus haut, une connexion asymétrique ne présente que deux conducteurs. Le premier pour transmettre le signal audio sous forme d'ondes électriques et le second pour la masse qui permet de donner un point de référence commun et d'évacuer les interférences. Dans ce cas de figure, un seul canal audio est transmis, c'est pourquoi on utilise logiquement deux câbles RCA dans une installation Hi-Fi. Mais il existe des câbles et des connecteurs permettant de transmettre un signal asymétrique stéréo tels que les connecteurs et les câbles pour casques audio : Jack 3.5mm et Jack 6.35mm. Ce type de connexion présente bien 3 conducteurs comprenant la masse, le canal droit et le canal gauche, mais alors, pourquoi dit-on souvent qu'il vaut mieux privilégier une connexion symétrique ?

Bien que présentant des couches d'isolation et de blindage performantes remédiant à la plupart des interférences EMI/RFI externes, une connexion asymétrique n'est pas aussi performante qu'une connexion symétrique, mieux protégée contre les interférences. C'est pourquoi dans le milieu audio professionnel les connexions symétriques sont systématiquement privilégiées, notamment pour les câblages de longues distances. Mais rassurez-vous, pour une installation Hi-Fi de salon, des câbles de modulation RCA sont parfaitement suffisants et adaptés.

Connexion symétrique mono et connexion symétrique stéréo

L'exemple le plus basique ici est représenté par les câbles de modulation XLR qui sont des câbles symétriques mono. Ils présentent donc la masse ainsi que le point chaud qui transmet le signal audio et le point froid qui transmet le signal, mais avec une polarité opposée. C'est ce point froid qui permet la suppression de toutes les interférences dans la transmission du signal puisqu'à son arrivée dans un appareil, il est remis en phase et s'additionne avec le signal du point chaud. Les parasites et les interférences se retrouvent donc en opposition de phase, ce qui permet de les supprimer. C'est le même principe avec les connecteurs et câbles symétriques stéréos tels que les câbles pour casques audio Jack 4.4mm symétriques et Jack 2.5mm symétriques qui traitent simultanément les canaux droit et gauche.

Globalement, l'impact d'une connexion symétrique sur la restitution sonore de votre installation Hi-Fi se matérialise par un rendu plus précis et transparent, notamment si vos appareils utilisent une architecture interne en double mono ou chaque canal présente une puce de traitement dédié que ce soit pour l'amplification ou la conversion numérique/analogique par exemple. Les performances de vos appareils sont alors décuplées. Pour que le résultat se ressente, il faut bien entendu que l'intégralité du maillage de votre installation soit symétrique, de la source audio jusqu'à vos enceintes. Certains appareils sont en effet parfois simplement dotés de convertisseurs symétriques à leurs sorties. Si ces convertisseurs sont de mauvaise qualité, il vaut mieux privilégier une connexion asymétrique avec des câbles hautement qualitatifs.

Quelques définitions :

Masse : Elle se définit comme un point de référence commun dans un circuit vers lequel les tensions sont mesurées.
Point chaud / Point froid : Le point chaud est la connexion servant à véhiculer le signal d'origine tandis que le point froid transmet le signal d'origine mais avec sa phase inversée dans une connexion symétrique. Attention, dans une connexion asymétrique, le point froid correspond en fait à la masse.
Interférences EMI/RFI : Ce sont les interférences électromagnétiques ou radioélectriques générées par une source externe qui peuvent perturber la transmission d'un signal et ainsi générer des erreurs ou une perte d'informations.
Blindage : Le blindage d'un câble représente une enveloppe protectrice qui protège les conducteurs des fuites et du bruit (interférences EMI/RFI).
Isolation : L'isolation consiste en une protection non conductrice empêchant le passage du courant vers l'extérieur.