L'ENREGISTREMENT ANALOGIQUE : LE RAPPORT SIGNAL/BRUIT ET L'ÉGALISATION

Parler de l'analogique, c'est s'adresser à toutes les personnes pour qui "faire" le son est important, qui ont l'art de "bidouiller" sur un terrain expérimental où le résultat sonore final n'est pas sûr à 100 %. Ils possèdent un magnétophone à bande ou à cassette et ils s'en servent pour enregistrer des cours ou leurs instruments acoustiques de façon plus ou moins professionnelle. Parler de l'analogique, c'est s'adresser à la jeune génération de musiciens, accros au tout numérique et qui pense que le monde analogique est un monde révolu.

Au fil des pages, ce dossier abordera :

• 1 - L'enregistrement et la reproduction sur magnétophone, le rapport signal bruit, l'égalisation.
• 2 - La prémagnétisation, le fonctionnement des réducteurs de bruit, la bande magnétique (la sensibilité, le choix), le magnétophone à bande et à cassette.
• 3 - L'entretien mécanique, la bande et la cassette (fabrication, propriétés), protection et rangement des bandes.
• 4 - L'ABC de l'enregistrement analogique : les raccordements, la modulation, l'emploi d'un microphone.

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L'ENREGISTREMENT ANALOGIQUE : LA MÉMOIRE DU SON

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Lorsque le langage populaire utilisa le mot "son", l'homme n'avait pas bien sûr de connaissances sur la technique des bandes magnétiques. Aujourd'hui, le son peut être capté, retenu et réécouté à volonté. En enregistrement analogique, une insignifiante petite bande souple brune concrétise enfin l'ambition caressée par bien des générations. Long fut le chemin pour y parvenir.

Les chercheurs tentèrent de se rendre maître du son de différentes façons. Il y eut l'enregistrement purement mécanique sur des disques, sur des rouleaux ou l'enregistrement optique sur des films… Jusqu'à présent, cette technique est demeurée la plus variée et il devait en être ainsi pendant longtemps. Pourquoi me direz-vous ? Parce que, par rapport à toutes les autres méthodes de mise en mémoire des informations sonores, l'enregistrement magnétique a été le premier à présenter l'avantage de pouvoir être annulé, d'être "effacé" avec une grande facilité.

Lorsqu'un enregistrement ne suscite plus le même intérêt ou que votre prise de son est ratée, il n'est plus nécessaire de se déposséder du support sonore, il peut servir à d'autres expériences pouvant être annulées et répétées jusqu'à ce que l'enregistrement donne le résultat escompté. Si, au tout début, le fil d'acier joua le rôle de support d'enregistrement, plus tard, il y eut le ruban de papier recouvert de particules ferromagnétiques ayant pour but de magnétiser un électroaimant au rythme des vibrations acoustiques.

Aujourd'hui, les bandes magnétiques consistent en un ruban plastique (polyester) enduit d'une fine poudre magnétique. La technologie dans la fabrication des bandes et appareils enregistreurs a fait d'énormes progrès au cours de ces quatre dernières décennies. Vers les années 40, seule la radio pouvait se permettre l'acquisition des coûteux appareils sur lesquels les bandes "défilaient" à une vitesse vertigineuse. Et pourtant, à l'époque, la qualité sonore était loin d'atteindre le niveau d'aujourd'hui offert à tout amateur par les minuscules bandes à cassettes.

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L'ENREGISTREMENT SUR MAGNÉTOPHONE

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Avant de pouvoir enregistrer un son sur une bande magnétique, celui-ci doit être converti en une tension électrique par un microphone. Si vous souhaitez enregistrer un disque ou une émission de radio, votre table de lecture ou votre radio vous fournit alors cette tension. Les deux appareils transmettent le signal électrique à votre magnéto. Ce dernier amplifie le signal, l'adapte et alimente une bobine montée sur une bague métallique (tête d'enregistrement) à conduction magnétique. La bobine génère un champ de force magnétique croissant ou décroissant au rythme du signal électrique. La bague n'est pas complètement fermée, mais interrompue en un endroit par une fente extrêmement fine.

C'est à cet endroit que le champ magnétique s'échappe de la bague et également là que la bande sonore passe à une vitesse régulière en contact étroit avec la bande magnétique. Les minuscules particules (en formes d'aiguilles) de la bande magnétique se comportent de la même façon que des clous rassemblés à l'aide d'un aimant en forme de fer à cheval, elles se magnétisent et conservent ce magnétisme lorsqu'elles sont écartées de l'aimant. Les particules conservent ainsi ce qui leur a été transmis par la tête d'enregistrement à leur passage. Un "schéma" magnétique demeure ainsi sur la bande, celui-ci correspondant à l'amplification et à la diminution dans le temps des vibrations sonores. La magnétisation est plus ou moins intense et se produit de gauche à droite ou inversement. Le son est alors enregistré.

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LA REPRODUCTION SUR MAGNÉTOPHONE

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Lors de la reproduction, la bande passe à nouveau sur une bague métallique à fente et à bobine (tête de lecture ou de reproduction). Les aiguilles magnétisées de la bande sonore génèrent un champ magnétique ne se propageant pas seulement à l'intérieur de la couche, mais également aux alentours ; au métal qui remplit à merveille cette fonction, mais aussi à l'air, très mauvais conducteur de champ magnétique. Lorsque la bande arrive au niveau de la tête de reproduction, les lignes de force magnétique se ferment sur la bague métallique et là, la bobine convertit le signal magnétique en un signal électrique. Cette tension est à nouveau traitée par le magnétophone pour être convertie à sa sortie en un son passant par un amplificateur de puissance et un haut-parleur.

Dans la pratique, de nombreuses astuces techniques vont être employées pour que l'enregistrement livre une qualité sonore optimale. Sa qualité dépendra des composants électroniques, de la résistance et de la fiabilité du mécanisme, du support magnétique (qualité de la bande) et en dernier ressort de la technique d'enregistrement employée par l'utilisateur.

LA MÉCANIQUE DU MAGNÉTOPHONE

Parmi les conditions devant être respectées, la plus importante est celle du passage de la bande sur les têtes à une vitesse la plus régulière possible (exprimé en taux de distorsion harmonique). Pour atteindre ce but le "cabestan d'entraînement" fut mis au point. Le moteur du magnétophone entraîne un pivot en acier usiné de façon précise contre lequel la bande est appuyée par un galet en caoutchouc. La fiabilité de l'arbre du cabestan est étroitement liée au taux de pleurage audible. En cas d'un pleurage excessif, le son le plus cristallin donnerait un crissement indésirable. Des erreurs de synchronisme peuvent se présenter d'une autre manière ; par exemple lorsque la bande défile mal et par à-coups sur les différentes têtes. La reproduction devient alors "rauque", perd de sa netteté.

La mécanique d'un magnétophone doit satisfaire à une autre condition importante : la bande ne doit pas s'écarter de son chemin, elle ne doit pas dévier. Lors de l'enregistrement et de la reproduction, les fentes des têtes sonores doivent toujours être exactement à la verticale par rapport au sens de défilement de la bande. Lorsque celle-ci s'écarte de son chemin, les fréquences aiguës ne peuvent plus être reproduites. La sonorité s'assourdit. Ce phénomène s'appelle l'azimut ou azimutage. En principe, ce problème est proportionnellement lié à la vitesse de défilement. Plus celui-ci est bas, plus le risque augmente, comme pour les magnétophones à cassettes. D'autre part, un dérouleur de bande magnétique doit respecter les vitesses de bande fixées par des normes internationales, sinon les bandes enregistrées par d'autres appareils seraient reproduites sur votre magnétophone de façon trop lente ou trop rapide. Ceci est un critère important.

Du début à la fin de la bande, la vitesse de défilement doit rester constante et ne doit pas varier même si l'appareil chauffe. Quand vous procédez à un enregistrement ou à la mise en lecture de votre magnétophone, la bande doit atteindre sa vitesse de "croisière" très peu de temps après qu'elle ait commencé à défiler, ceci afin d'éviter les risques de pleurage.

Une autre tâche qui incombe à un magnétophone est de faire avancer ou reculer la bande en marche rapide le plus vite possible. Pour cela, les forces s'exerçant sur la bande doivent être contrôlées dans le but d'éviter toute déformation irrémédiable de la feuille de polyester. C'est lors des changements de direction, avant et arrière, que les tractions sont les plus importantes. Sur les bons magnétophones à bandes, vous pouvez observer que l'accélération du défilement de la bande est progressive, c'est un gage de sécurité supplémentaire. Un mécanisme déclencheur de fin de course est présent et interrompt le transport de la bande (en fin de bande) pour plus de sécurité.

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L'ÉLECTRONIQUE EMBARQUÉE

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LE RAPPORT SIGNAL/BRUIT

Avant que le signal électrique soit transmis à la tête d'enregistrement, celui-ci doit passer par différents étages électroniques de traitement. Ainsi, les faibles signaux, comme ceux délivrés par un micro, doivent être amplifiés afin qu'ils puissent développer un champ magnétique suffisant pour la tête d'enregistrement. D'autre part, la bande ne doit pas être trop magnétisée, pour éviter toute déformation du signal original. Les magnétophones sont équipés d'un régulateur de modulation, servant à équilibrer les différentes tensions d'entrée des sources. Si la modulation est largement en dessous du seuil limite de la distorsion que peut supporter la bande, c'est "le bruit de bande" ou bruit de fond qui apparaît.

Les particules magnétiques ont une certaine durée de vie (même si elles ne sont pas magnétisées par la tête d'enregistrement). Elles produisent de faibles chocs de tension irrégulière au niveau de la bobine et c'est cela qui occasionne le faible bruit de fond. La différence d'intensité sonore entre ce bruit et le son le plus fort pouvant être supportée sans distorsion par la bande porte le nom de rapport signal/bruit. Il est indispensable de veiller à ce que le rapport signal/bruit de la bande soit pleinement exploité. Dans les passages les plus forts, la bande doit être juste magnétisée en dessous de sa limite de distorsion. Donc un rapport signal/bruit élevé garantit un bruit de fond minime. Quand le niveau d'enregistrement est réglé à son maximum, il doit atteindre 0 dB à + 5 dB en crête au niveau du vu-mètre.

L'ÉGALISATION : LA COURBE DE FRÉQUENCE

Pour différentes raisons physiques, les aigus laissent beaucoup moins de magnétisme sur la bande que les graves. L'amplification électronique embarquée sur les magnétophones avantage les aigus par rapport au grave. C'est ce que l'on appelle l'égalisation. Le but à suivre est celui d'un même traitement des différents aigus par l'appareil de manière que, lors de la reproduction, toutes les sonorités soient émises avec la même intensité par le magnétophone que celle développée à l'enregistrement. C'est la "courbe de réponse en fréquence" qui permet de reconnaître si ce but a été atteint ou pas. Une "courbe de réponse en fréquence" se lit de gauche à droite, des fréquences graves vers les aigus.

Dans le cas idéal (utopique) la courbe de réponse est linéaire, mais dans la pratique, des différences notables se manifestent toujours, et ce, avant tout pour les fréquences très basses et très élevées. Ces différences s'expriment en décibels (dB). Cette mesure vous indique les différences d'intensité sonore. Une erreur d'intensité sonore supérieure à 1 dB est perceptible à l'oreille, mais sans toutefois être trop gênante. Vous aurez compris que la réponse en fréquence doit être la plus linéaire possible et atteindre les fréquences les plus élevées. Un magnétophone qui atteint les 15 000 Hz sans perte est déjà un bon magnétophone.

Pour compenser les faiblesses de votre appareil, vous devez au moment de l'enregistrement accentuer les aigus, mais en agissant ainsi, pour des raisons électroniques, vous atteignez le seuil des limites de la distorsion de bande. Les sons riches en aigus perdent alors de leur netteté et de leur précision. En revanche, si les aigus sont accentués au moment de la reproduction, les composantes du bruit de la bande sont amplifiées (bruit de souffle).

Le taux de reproduction fait l'objet d'une norme internationale afin que les bandes puissent être interchangées sans perte (taux admis : 120 microsecondes pour les cassettes et 90 microsecondes pour les bandes sur bobines en vitesse 9,5 cm/s). Sur les magnétophones à cassettes de qualité, un commutateur permet de sélectionner la qualité de bande (fer, chrome, métal ou ferry-chrome). L'égalisation ne doit pas être modifiée après, mais avant chaque enregistrement, en fonction du type de cassette utilisée. Les magnétophones à bandes, quant à eux, commutent automatiquement l'égalisation en fonction de la vitesse de défilement.

L'égalisation est réglée en usine de façon à obtenir la meilleure réponse en fréquence supportée par le magnétophone. Comme les (rares) bandes proposées dans le commerce ont de grandes différences concernant les réponses en fréquences, il est vivement conseillé d'en essayer plusieurs, jusqu'à trouver le modèle idéal, où alors s'en référer à l'avis du constructeur.

SUITE : RÉDUCTEUR DE BRUIT DE FOND ET BANDE MAGNÉTIQUE