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Les liaisons audio analogiques (Partie 3)

Les connecteurs de modulation

Le nombre de connecteurs utilisés pour les lignes de modulation est maintenant assez limité, et se résume en trois grandes familles : les connecteurs Jack, RCA et XLR. Différents fabricants proposent des connecteurs correspondant à ces trois familles et la marque, le matériau, la robustesse, la facilité de démontage et de soudure seront des facteurs influents du prix.

Jack TRSJack TRS ¼ ’’ (6,35 mm)

Le nombre de connecteurs utilisés pour les lignes de modulation est maintenant assez limité, et se résume en trois grandes familles : les connecteurs Jack, RCA et XLR.

Différents fabricants proposent des connecteurs correspondant à ces trois familles et la marque, le matériau, la robustesse, la facilité de démontage et de soudure seront des facteurs influents du prix. Comme tous les dispositifs de branchement, ceux que l’on utilise en audio sont sexués : il y a donc des connecteurs ou des embases mâles et d’autres, femelles. Le choix pourra d’ailleurs être fait, de manière normalisée, pour préciser le ‘sens’ de circulation des tensions électriques : entrée, ou sortie. Enfin, on devra choisir le connecteur afin qu’il soit à même de réaliser une liaison asymétrique ou symétrique, telle que nous l’avons décrit plus haut.

Le connecteur Jack

InsertUn cable d'insert

Le connecteur Jack est sans doute le plus connu. On l’utilise en audio sous deux formats : ¼’’ (6,35mm) ou 1/8’’ (3,5mm). On trouve même encore parfois des ‘mini-jack’ de 2,7 mm de diamètre. Ce dernier et le second sont en général utilisés pour les baladeurs, certains équipements Hi-Fi et l’informatique. Inconvénient majeur : sa fragilité… En musique et en son professionnel, on utilise plutôt le format 6,35. Le jack (tout diamètre) peut présenter 2 allures différentes : en deux contacts (Tip –pointe / Sleeve – douille), ou en trois contacts (Tip –pointe/ Ring – bague / Sleeve – douille). C’est en général un jack TS que l’on utilise en musique, entre la guitare et l’ampli, ou encore, la sortie auxiliaire de la console et l’entrée de l’effet. Il s’agit d’une liaison asymétrique, mais les faibles longueurs ne sont que peu sensibles aux parasites de rayonnement. Le jack TRS peut être utilisé de 3 manières différentes : en connecteur symétrique (Tip : point chaud, Ring : point froid, Douille : masse), en connecteur ‘stéréo’ pour le casque par exemple (Tip : gauche, Ring : droite, Douille : masse commune) ou en tant que connecteur d’insert entre une console et un compresseur, par exemple.

Les câbles ‘en jack’ sont en général mâles aux deux extrémités et sont donc prévus pour s’insérer dans une embase femelle.

Pour le cablage de l'insert, une embase stéréo à coupure est ouverte lorsque l'on insère une fiche stéréo male. Chaque point de cette fiche correspond à une fiche mono branchée respectivement sur l'entrée et la sortie de l'effet. Sans rien insérer dans l'embase, les coupures sont fermées et dirigent directement le signal de l'entrée vers les autres circuits de la tranche.

Le connecteur RCA

RCAConnecteurs RCA

Le connecteur RCA (ou connecteur Cinch) est typiquement utilisé en Hi-Fi. Il s’agit d’un dispositif asymétrique tout à fait adapté aux faibles longueurs de câbles utilisés. Il peut être en plastique moulé (en général, celui qui est fourni avec un appareil) ou métallique avec contacts en or en Hi-Fi haut de gamme… Ce n’est pas le même prix, mais les différences ne sont pas forcément flagrantes ! Les câbles utilisant des connecteurs RCA sont eux aussi généralement mâles à chaque bout.

Juste pour l’anecdote, le connecteur RCA d’origine américaine, franchement désagréable à souder et assez fragile, s’est imposé partout quand l’Asie, à la fin des années 70, a inondé le monde entier de sa production Hi-Fi… En Europe, on utilisait au préalable un connecteur qui a connu une seconde ‘jeunesse’ avec le Midi, la fiche DIN 5 broches à 180°. Au demeurant assez fragile et pas bien agréable à souder non plus, ce connecteur présentait l’avantage de permettre, à lui tout seul une liaison stéréo ‘aller-retour’.

DIN 5 broches

 

Certains anciens micros ont aussi utilisé ce connecteur, doté alors d’une bague de verrouillage, en utilisant les fiches 1 (point chaud), 5 (point froid) et 2 pour la masse.

Le connecteur XLR

XLRConnecteurs XLR

Le connecteur XLR est celui qui est le plus utilisé au niveau professionnel. D’une part, sa robustesse lui permet d’être mis en situation dans les conditions les plus difficiles, d’autre part il est conçu pour véhiculer un signal symétrique. Il faut savoir que si en audio, nous utilisons exclusivement un connecteur 3 broches, les éclairagistes utilisent souvent une fiche XLR 5 broches pour la connexion en DMX de leurs équipements. En général, un câble ‘en XLR’ est sexué : mâle à un bout, femelle à l’autre. Ce qui permet par exemple, de prolonger sans problème ce câble par un second, et surtout, de définir le genre de la connexion : une ‘sortie’ sera en mâle (par exemple, le connecteur du micro, les sorties consoles….), une entrée en femelle (le câble que l’on branche sur le micro, les entrées de la console, de l’ampli…). Sur une installation complexe, cela permet instantanément de savoir quelle est la fonction d’un câble et simplifie son identification. On a longtemps polémiqué sur le câblage du connecteur XLR. Il est vrai qu’il n’y a pas si longtemps qu’une norme unique s’est imposée. Donc, systématiquement, c’est 1 : masse, 2 : point chaud, 3 : point froid, et cela rend obsolète les ‘anciens’ équipements anglais qui inversaient 2 et 3. À vrai dire, le fait de considérer l’un comme ‘chaud’ et l’autre comme ‘froid’ n’a pas une importance fondamentale si l’on est symétrique d’un bout à l’autre d’une liaison, dans la mesure où ce sont les appareils connectés qui définiront la polarité ! En revanche, cela devient fondamental dès lors que l’on veut réaliser une adaptation symétrique/asymétrique entre deux équipements.

Comme nous l’avons vu précédemment, charger une entrée symétrique par une source asymétrique est résolu sans problème par l’utilisation d’une boîte de direct. L’inverse est un peu plus compliqué, mais il est toutefois possible de réaliser un câblage ‘simple’ qui, sans être aussi efficace et pour peu que l’on prenne quelques précautions, permette une connexion jugée correcte. (page suivante). Certains adaptateurs commercialisés incluent les ‘dispositifs’ d’adaptation ce qui explique leur prix. Toutefois, compte tenu des plages d’adaptation qu’offrent souvent les tranches d’entrée de console, des adaptateurs ‘maison’ plus artisanaux peuvent fonctionner. Mais en cas de problème, on vous aura prévenus !

Les modes de transmission analogiques et la symétrisation

(d’après un document de A.David)

Il existe deux modes de transmission de signal : le mode différentiel et le mode commun. En mode différentiel, le courant va de la source au récepteur par un conducteur et revient du récepteur à la source par un autre conducteur. L'entrée voit la tension utile par la différence de potentiel entre ces 2 conducteurs. Le mode différentiel est le mode de transmission du signal utile.

Mode différentiel

En mode commun, le courant va de la source au récepteur par les conducteurs dédiés et revient vers la source par le dispositif de protection électrique de l’installation (la « terre ») et le blindage. Les courants de fuite engendrent une tension de mode commun que le récepteur voit superposée au signal. Le mode commun est le mode de transmission des parasites.

Mode commun

 

Schéma

Si l'impédance d'entrée en mode commun (entrée vers masse signal) est bien symétrique (égale sur l'entrée + et l'entrée -), la tension de mode commun est réduite à 0 en mode différentiel.

La rejection de mode commun (CMRR) quantifie cette faculté d'élimination. Seule la symétrie des impédances (câble et entrée différentielle) permet de rejeter les parasites.

 

Schéma 2

Une entrée symétrique rejette les parasites de mode commun de 20 à 120 dB. Cette symétrie est donnée par un transfo ou par un montage électronique (le plus fréquemment)

Exemple de câblage asymétrique vers symétrique : en chargeant une sortie asymétrique (unbalanced) par une entrée symétrique (balanced), on doit :

  • rattraper le niveau (+ 12 dB)
  • ne pas rentrer en Micro à cause de l'impédance (distorsion en sortie et manque de Basses)
  • réaliser le câblage afin de retrouver de la CMRR

Le câblage seul ne permet pas de rattraper le gain et l'impédance

Schéma

Exemple de câblage symétrique vers asymétrique :en chargeant une sortie symétrique par une entrée asymétrique, on doit:

  • baisser le niveau (-12 dB)
  • considérer qu’il ne pourra y avoir de CMRR

Le câblage seul ne permet pas de baisser le niveau mais un atténuateur passif le permet

Schéma
Schéma
Schéma