Qu’est-ce que la distorsion audio et qu’est-ce qui la cause ?

Passez tout votre temps à acheter des produits audio, qu’il s’agisse d’un haut-parleur Bluetooth ou d’un ampli casque audiophile, et vous entendrez parler de distorsion. Mais qu’est-ce que la distorsion audio et d’où vient-elle en premier lieu ?

Qu’est-ce que la distorsion audio ?

Cela n’aide pas que la définition de la distorsion soit terriblement vague, même si vous la limitez à la seule distorsion audio. Si une forme d’onde audio sort d’un signal donné modifié ou déformé par rapport au signal d’entrée, c’est techniquement une distorsion.

Il existe deux types de distorsion audio : linéaire et non linéaire. La distorsion linéaire est une modification de l’amplitude d’un signal, tandis que la distorsion non linéaire est une modification du contenu fréquentiel d’un signal. Bien que les deux soient des formes de distorsion audio, lorsque la plupart des gens parlent de distorsion audible, ils parlent de distorsion non linéaire.

La distorsion linéaire n’ajoute rien à un signal. Au lieu de cela, il le change directement. Cela peut se faire de manière très visible, comme modifier la hauteur ou le volume d’un son, ou de manière plus subtile, comme modifier la phase d’un signal.

La distorsion non linéaire ajoute des fréquences supplémentaires au signal. Ceux-ci peuvent ressembler à une texture granuleuse au-dessus du son, presque comme si vous écoutiez un vieux disque vinyle. Il peut ajouter un bourdonnement, un sifflement ou un crépitement aux enregistrements.

Cela dit, la distorsion non linéaire n’est pas toujours désagréable. La plupart des productions de musique pop utilisent diverses formes de distorsion non linéaire tout au long du processus de mixage, même dans ce qui ressemble à des enregistrements clairs et impeccables.

Dans cet article, nous nous concentrons sur le côté désagréable de la distorsion audio avec les trois formes les plus courantes que vous êtes susceptible de rencontrer. Il s’agit de la distorsion harmonique totale, de l’écrêtage et de la distorsion des haut-parleurs.

Distorsion harmonique totale (THD)

La distorsion harmonique est constituée de sons qui ont été ajoutés aux fréquences d’origine présentes dans un signal. La distorsion harmonique totale est une mesure de la quantité d’un signal audio constitué de ces fréquences harmoniques nouvellement ajoutées par rapport à l’original.

Les fréquences harmoniques ne sont pas toujours indésirables. Si la musique n’était que des fréquences fondamentales, ce serait assez ennuyeux. Les harmoniques du son sont ce qui donne aux instruments leurs timbres uniques. La corde de mi grave d’une guitare est d’environ 83 Hz, mais ce sont les harmoniques à différentes fréquences qui lui donnent le son d’une corde de guitare.

Ce ne sont pas toutes les harmoniques qui sont utiles. Par exemple, les ingénieurs du son améliorent souvent les fréquences harmoniques autour des instruments de basse pour s’assurer que vous pouvez les entendre sur des haut-parleurs plus petits qui ne peuvent physiquement pas reproduire la fréquence fondamentale.

Lorsque les composants de votre système stéréo ajoutent des harmoniques à un signal, ils ne sont généralement pas agréables. C’est pourquoi les fabricants visent à maintenir la distorsion harmonique totale de leurs composants aussi faible que possible. Le THD d’un amplificateur de classe D, par exemple, est régulièrement bien inférieur à un pour cent.

Il y a une raison à ce chiffre d’un pour cent : c’est le niveau où les gens vont commencer à le remarquer. Alors que seules certaines personnes peuvent entendre une distorsion bien inférieure à un pour cent, la plupart remarqueront quand elle dépasse ce chiffre.

La distorsion harmonique est présente dans tout produit comprenant un étage d’amplification, de votre téléphone à votre système de cinéma maison. Heureusement, vous ne l’entendrez pas souvent et vous n’avez pas à vous en soucier.

Coupure

L’écrêtage est ce qui se produit lorsqu’un signal dépasse un seuil spécifique. Ce seuil correspond souvent à la puissance nominale d’un amplificateur, mais un écrêtage peut se produire sur un signal audio à de nombreux stades différents pour diverses raisons.

Peu importe comment ou pourquoi le signal dépasse le seuil, cela coupe efficacement les crêtes du signal. L’endroit où se produit l’écrêtage dans une chaîne de signaux déterminera la rapidité avec laquelle cela se produit, ce qui signifie que l’écrêtage peut aller d’une distorsion à peine perceptible à un son fort et irrégulier qui vous fait plonger vers le bouton d’alimentation de votre chaîne stéréo.

L’écrêtage numérique est généralement la variété la plus désagréable. Cela peut se produire dans les logiciels, les convertisseurs analogique-numérique (ADC) ou numérique-analogique (DAC) d’un composant, ou dans un produit autonome comme un DAC externe. Quoi qu’il en soit, ce n’est pas quelque chose que vous voulez entendre.

Bien sûr, la façon dont les sons d’écrêtage désagréables sont souvent le résultat de la façon dont vous l’utilisez, et dans le monde analogique, cela peut sonner très bien. La distorsion et l’overdrive de la guitare sont deux formes d’écrêtage, laissant une guitare chanter d’une manière qu’elle ne pourrait pas autrement.

Cela dit, lorsque l’écrêtage se produit dans votre système stéréo, en raison d’une incompatibilité de composants ou simplement en augmentant le volume trop fort, ce n’est jamais une bonne chose.

Distorsion du haut-parleur

La distorsion du haut-parleur est exactement ce à quoi cela ressemble, et on dirait que votre haut-parleur essaie de se déchirer.

La bonne nouvelle est que, la plupart du temps, ce que vous entendez en tant que haut-parleur déformant peut en fait être simplement un écrêtage. Il s’agit probablement de votre amplificateur qui a du mal à piloter le haut-parleur et qui se déforme car il dépasse sa puissance nominale maximale pour essayer d’apporter du son au haut-parleur. Baissez le volume et cela s’arrêtera.

D’autres fois, ce que vous entendez est un mouvement non linéaire dans le haut-parleur, qui est censé se déplacer de manière linéaire. Cela peut être le résultat de l’utilisation d’un amplificateur trop puissant ou d’un décalage d’ohm entre le haut-parleur et l’amplificateur.

Dans un haut-parleur, lorsque le signal électrique atteint la bobine mobile du conducteur, le conducteur doit se déplacer à son tour avec la forme d’onde. Si le signal audio est trop puissant, le mouvement peut commencer à fond aux extrêmes, ce qui signifie qu’il ne peut pas pousser plus d’air. C’est là que vous commencez à entendre la véritable distorsion des haut-parleurs.

Si cela continue, cela peut endommager physiquement le haut-parleur, donc si vous pensez que les haut-parleurs se déforment, assurez-vous de baisser le volume le plus rapidement possible. Même s’il s’avère qu’il s’agit d’un écrêtage, cela signifie généralement que quelque chose ne va pas dans votre chaîne stéréo ou votre système de cinéma maison.

Pour vous assurer que tout est correctement branché, consultez notre guide des connexions de câblage de cinéma maison.