Connaissances connexes sur les niveaux des microphones et des consoles de mixage
Les spécifications techniques des microphones sont une base importante pour leur sélection et leur utilisation. Ce n'est qu'en comprenant leur signification exacte que l'on peut gérer raisonnablement la distance entre le microphone et la source sonore, maîtriser la relation de conversion entre la pression acoustique et la tension, et convertir avec précision le niveau de pression acoustique du champ sonore où se trouve le microphone en niveau électrique à l'entrée de la console de mixage, déterminant ainsi le gain d'entrée de la console pour obtenir un signal linéaire avec le rapport signal/bruit le plus élevé et la distorsion la plus faible.
Quelles sont donc les spécifications des microphones étroitement liées à l'entrée de la console de mixage ? Et comment déterminer le niveau de travail de la console en fonction de celles-ci ?
I Signification de plusieurs spécifications importantes
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Les microphones de niveau diffusion ont près de 10 spécifications techniques. Pour la source sonore et la console de mixage, les trois plus importantes sont : le niveau de pression acoustique d'entrée maximal, la sensibilité et le niveau de sortie maximal. Le niveau de pression acoustique d'entrée maximal est une mesure de la pression acoustique maximale que le microphone peut supporter pour atteindre une distorsion harmonique totale de 0,5 %. Sa relation avec la pression acoustique est définie comme suit :
0dB SPL=2×10-5Pa
Le niveau de pression acoustique d'entrée maximal des microphones professionnels est généralement fixé assez haut. Tant que la distance avec la source sonore est appropriée, aucune distorsion audible ne se produit. Nous nous concentrons donc ici sur les deux autres spécifications qui affectent directement le niveau de travail de la console.
1. Sensibilité
La sensibilité est le rapport entre la tension de sortie du microphone et la pression acoustique d'entrée sous excitation d'une pression acoustique unitaire, son unité est mV/Pa. Pour être cohérente avec la mesure des niveaux dans les circuits, la sensibilité peut également être exprimée en décibels. Les décibels étaient autrefois principalement exprimés en dBm et dBV :
0dBm=1mW/Pa, c'est-à-dire que 1mW de puissance délivrée à une charge de 600Ω sous 1Pa de pression acoustique d'entrée est définie comme 0dB ;
0dBV=1V/μbar, définissant 1V de tension de sortie sous 1μbar de pression acoustique d'entrée comme 0dB.
Les décibels sont désormais exprimés en dBμ :
0dBμ=0.775V/Pa, c'est-à-dire que la sortie de 0,775V du microphone sous 1Pa de pression acoustique d'entrée est définie comme 0dB (ce qui unifie la mesure du niveau après conversion pression acoustique-tension du microphone à l'unité de référence 0dBμ=0,775V couramment utilisée dans les circuits).
De toute évidence, quelle que soit la façon dont la sensibilité est exprimée, nous pouvons la convertir en dBμ, à condition que l'entrée soit uniformisée en Pa.
Par exemple : La sensibilité du microphone NEUMANN U89 est de 8mV/Pa, on peut directement calculer :
20lg[(0.008V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
pour obtenir une sensibilité d'environ -40dBμ.
Autre exemple : La sensibilité du microphone AKG C414 est de -60dBV. Avec
0dBV=1V/μbar=10V/Pa
on calcule d'abord la tension de sortie X sous 1Pa de pression acoustique pour -60dBV :
20lg[(X V/Pa)÷(10V/Pa)]=-60
ce qui donne X=0.01(V), soit une sensibilité de 10mV/Pa. Ensuite, avec la formule :
20lg[(0.01V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
on obtient une sensibilité d'environ -37dBμ.
2. Niveau de sortie maximal
Le niveau de sortie du microphone sous son niveau de pression acoustique d'entrée maximal est le niveau de sortie maximal. Tout comme le niveau de pression acoustique d'entrée maximal limite la distance entre le microphone et la source sonore, le niveau de sortie maximal détermine directement le niveau de travail d'entrée de la console de mixage. Pour un microphone donné, si sa sensibilité et son niveau de pression acoustique maximal sont connus, on peut calculer son niveau de sortie maximal.
Reprenons l'exemple du microphone NEUMANN U89 : sensibilité de 8mV/Pa, niveau de pression acoustique d'entrée maximal de 134dB SPL (avec atténuation d'entrée de 10dB). Convertissons d'abord le niveau de pression acoustique d'entrée en pression acoustique, puis utilisons la sensibilité pour trouver le niveau de sortie maximal : puisque 0dB SPL= 2×10-5Pa, la pression acoustique maximale X est donnée par :
134dB SPL=20lgX/2×10-5Pa
ce qui donne X=100(Pa). Avec une sensibilité de 8mV/Pa, la sortie maximale sous 100Pa est de 800mV, ce qui correspond au niveau de sortie :
20lg[(0.8V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
soit environ 0dBμ. C'est le niveau de sortie maximal théorique du microphone U89. En pratique, le réglage d'atténuation de 10dB n'est généralement pas sélectionné en usage normal (pour réduire le bruit d'entrée). Ainsi, tant que la distance de placement du microphone est appropriée, le niveau de pression acoustique maximal devant le U89 ne dépasse généralement pas 124dB SPL dans son réglage normal. Son niveau de sortie maximal est donc généralement bien inférieur à 0dBμ.
II Détermination du niveau de travail de la console de mixage
Techniquement, le niveau de travail d'une console de mixage est défini par le fait que son niveau de signal maximal ne dépasse pas la limite supérieure de la marge dynamique maximale définie par le fabricant (en pratique, le niveau de travail doit également être déterminé en fonction des besoins du programme). Ici, la marge dynamique maximale fait référence à la plage de niveau au-dessus de 0dBμ jusqu'au niveau maximal sous le critère de distorsion harmonique totale, comme illustré.
Ainsi, si le niveau de pression acoustique maximal possible de la source sonore et la sensibilité du microphone sont connus côté microphone, on peut calculer le niveau de sortie maximal correspondant ; la différence entre ce niveau et la limite supérieure de la marge dynamique de la console est le gain d'entrée de l'étage d'entrée de la console, c'est-à-dire le préampli microphone (ou préampli micro) ; le niveau de signal sous ce gain est le niveau de travail de la console.
Prenons l'exemple d'une source enregistrée (soprano colorature), d'un microphone U89 et d'une console de mixage AMEK RemBandt : Supposons que le niveau de pression acoustique maximal de la source à 70 cm du microphone soit de 112dB SPL (crête, pondération A), que le niveau de pression acoustique d'entrée maximal supporté par le microphone soit de 124dB, et sa sensibilité de 8mV/Pa. Avec la formule :
112dB SPL=20lgX/2×10-5
on sait que 112dB SPL correspond à une pression acoustique de 8Pa, ce qui peut donner une tension de sortie de 8Pa × 8mV/Pa = 64mV, soit un niveau de sortie :
20lg[(0.064V/Pa)÷(0.775V/Pa)]=-22dBμ
Ce niveau, connecté à une console avec un gain de préampli micro de 70dB et une marge dynamique de l'étage de préampli de 12dBμ pour une distorsion harmonique totale de 0,017% (la marge dynamique de l'étage d'amplification de ligne de cette console est de 28dBμ), laisse une marge de 34dB par rapport à la limite supérieure de +12dBμ (+12dB - (-22dB) = 34dB). C'est le gain d'entrée que la console doit avoir. Ainsi, le niveau de travail de la console est déterminé.
En pratique opérationnelle, pour s'assurer que la distorsion harmonique totale de la console est inférieure à 0,017% au niveau de signal maximal, il convient généralement de réduire le gain du préampli micro de quelques décibels supplémentaires. L'ampleur de la réduction est déterminée comme suit : placez d'abord les faders d'atténuation du canal, du monitoring et de la sortie principale à leur position de travail de 0dB, puis observez les indicateurs de volume d'entrée et de sortie à ce moment-là, et déterminez la réduction en dB en vous basant sur leur indication dans la plage normale.
Quelles sont donc les spécifications des microphones étroitement liées à l'entrée de la console de mixage ? Et comment déterminer le niveau de travail de la console en fonction de celles-ci ?
I Signification de plusieurs spécifications importantes
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Les microphones de niveau diffusion ont près de 10 spécifications techniques. Pour la source sonore et la console de mixage, les trois plus importantes sont : le niveau de pression acoustique d'entrée maximal, la sensibilité et le niveau de sortie maximal. Le niveau de pression acoustique d'entrée maximal est une mesure de la pression acoustique maximale que le microphone peut supporter pour atteindre une distorsion harmonique totale de 0,5 %. Sa relation avec la pression acoustique est définie comme suit :
0dB SPL=2×10-5Pa
Le niveau de pression acoustique d'entrée maximal des microphones professionnels est généralement fixé assez haut. Tant que la distance avec la source sonore est appropriée, aucune distorsion audible ne se produit. Nous nous concentrons donc ici sur les deux autres spécifications qui affectent directement le niveau de travail de la console.
1. Sensibilité
La sensibilité est le rapport entre la tension de sortie du microphone et la pression acoustique d'entrée sous excitation d'une pression acoustique unitaire, son unité est mV/Pa. Pour être cohérente avec la mesure des niveaux dans les circuits, la sensibilité peut également être exprimée en décibels. Les décibels étaient autrefois principalement exprimés en dBm et dBV :
0dBm=1mW/Pa, c'est-à-dire que 1mW de puissance délivrée à une charge de 600Ω sous 1Pa de pression acoustique d'entrée est définie comme 0dB ;
0dBV=1V/μbar, définissant 1V de tension de sortie sous 1μbar de pression acoustique d'entrée comme 0dB.
Les décibels sont désormais exprimés en dBμ :
0dBμ=0.775V/Pa, c'est-à-dire que la sortie de 0,775V du microphone sous 1Pa de pression acoustique d'entrée est définie comme 0dB (ce qui unifie la mesure du niveau après conversion pression acoustique-tension du microphone à l'unité de référence 0dBμ=0,775V couramment utilisée dans les circuits).
De toute évidence, quelle que soit la façon dont la sensibilité est exprimée, nous pouvons la convertir en dBμ, à condition que l'entrée soit uniformisée en Pa.
Par exemple : La sensibilité du microphone NEUMANN U89 est de 8mV/Pa, on peut directement calculer :
20lg[(0.008V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
pour obtenir une sensibilité d'environ -40dBμ.
Autre exemple : La sensibilité du microphone AKG C414 est de -60dBV. Avec
0dBV=1V/μbar=10V/Pa
on calcule d'abord la tension de sortie X sous 1Pa de pression acoustique pour -60dBV :
20lg[(X V/Pa)÷(10V/Pa)]=-60
ce qui donne X=0.01(V), soit une sensibilité de 10mV/Pa. Ensuite, avec la formule :
20lg[(0.01V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
on obtient une sensibilité d'environ -37dBμ.
2. Niveau de sortie maximal
Le niveau de sortie du microphone sous son niveau de pression acoustique d'entrée maximal est le niveau de sortie maximal. Tout comme le niveau de pression acoustique d'entrée maximal limite la distance entre le microphone et la source sonore, le niveau de sortie maximal détermine directement le niveau de travail d'entrée de la console de mixage. Pour un microphone donné, si sa sensibilité et son niveau de pression acoustique maximal sont connus, on peut calculer son niveau de sortie maximal.
Reprenons l'exemple du microphone NEUMANN U89 : sensibilité de 8mV/Pa, niveau de pression acoustique d'entrée maximal de 134dB SPL (avec atténuation d'entrée de 10dB). Convertissons d'abord le niveau de pression acoustique d'entrée en pression acoustique, puis utilisons la sensibilité pour trouver le niveau de sortie maximal : puisque 0dB SPL= 2×10-5Pa, la pression acoustique maximale X est donnée par :
134dB SPL=20lgX/2×10-5Pa
ce qui donne X=100(Pa). Avec une sensibilité de 8mV/Pa, la sortie maximale sous 100Pa est de 800mV, ce qui correspond au niveau de sortie :
20lg[(0.8V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
soit environ 0dBμ. C'est le niveau de sortie maximal théorique du microphone U89. En pratique, le réglage d'atténuation de 10dB n'est généralement pas sélectionné en usage normal (pour réduire le bruit d'entrée). Ainsi, tant que la distance de placement du microphone est appropriée, le niveau de pression acoustique maximal devant le U89 ne dépasse généralement pas 124dB SPL dans son réglage normal. Son niveau de sortie maximal est donc généralement bien inférieur à 0dBμ.
II Détermination du niveau de travail de la console de mixage
Techniquement, le niveau de travail d'une console de mixage est défini par le fait que son niveau de signal maximal ne dépasse pas la limite supérieure de la marge dynamique maximale définie par le fabricant (en pratique, le niveau de travail doit également être déterminé en fonction des besoins du programme). Ici, la marge dynamique maximale fait référence à la plage de niveau au-dessus de 0dBμ jusqu'au niveau maximal sous le critère de distorsion harmonique totale, comme illustré.
Ainsi, si le niveau de pression acoustique maximal possible de la source sonore et la sensibilité du microphone sont connus côté microphone, on peut calculer le niveau de sortie maximal correspondant ; la différence entre ce niveau et la limite supérieure de la marge dynamique de la console est le gain d'entrée de l'étage d'entrée de la console, c'est-à-dire le préampli microphone (ou préampli micro) ; le niveau de signal sous ce gain est le niveau de travail de la console.
Prenons l'exemple d'une source enregistrée (soprano colorature), d'un microphone U89 et d'une console de mixage AMEK RemBandt : Supposons que le niveau de pression acoustique maximal de la source à 70 cm du microphone soit de 112dB SPL (crête, pondération A), que le niveau de pression acoustique d'entrée maximal supporté par le microphone soit de 124dB, et sa sensibilité de 8mV/Pa. Avec la formule :
112dB SPL=20lgX/2×10-5
on sait que 112dB SPL correspond à une pression acoustique de 8Pa, ce qui peut donner une tension de sortie de 8Pa × 8mV/Pa = 64mV, soit un niveau de sortie :
20lg[(0.064V/Pa)÷(0.775V/Pa)]=-22dBμ
Ce niveau, connecté à une console avec un gain de préampli micro de 70dB et une marge dynamique de l'étage de préampli de 12dBμ pour une distorsion harmonique totale de 0,017% (la marge dynamique de l'étage d'amplification de ligne de cette console est de 28dBμ), laisse une marge de 34dB par rapport à la limite supérieure de +12dBμ (+12dB - (-22dB) = 34dB). C'est le gain d'entrée que la console doit avoir. Ainsi, le niveau de travail de la console est déterminé.
En pratique opérationnelle, pour s'assurer que la distorsion harmonique totale de la console est inférieure à 0,017% au niveau de signal maximal, il convient généralement de réduire le gain du préampli micro de quelques décibels supplémentaires. L'ampleur de la réduction est déterminée comme suit : placez d'abord les faders d'atténuation du canal, du monitoring et de la sortie principale à leur position de travail de 0dB, puis observez les indicateurs de volume d'entrée et de sortie à ce moment-là, et déterminez la réduction en dB en vous basant sur leur indication dans la plage normale.