Microphone

Un microphone est un système de conversion des ondes sonores acoustiques d'un milieu compressible en impulsions électriques.



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Matériel audio - Capteur - Composant électronique

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  • ... ou comme micro d'ambiance, à quelques mètres de la source sonore. Source Wikipedia : microphone. (source : territoires-sonores)
  • Microphone (Un microphone (ou plus simplement «micro») est un système de conversion des ondes sonores acoustiques... ) de reportage ou de scène... (source : techno-science)
  • Le micro Shure est le plus célèbre microphone dynamique..... et qu'un équilibre harmonieux s'installera entre les volumes sonores du pédalier, ... (source : jean-christian-michel)

Un microphone (ou plus simplement micro par apocope) est un système de conversion des ondes sonores acoustiques d'un milieu compressible en impulsions électriques. C'est par conséquent un capteur analogique. Le signal électrique a l'avantage de pouvoir être aisément traité (voir sonorisation et enregistrement sonore).

Le terme microphone sert à désigner tantôt l'appareil complet utilisé en audio, tantôt le capteur nu comme composant.

Le célèbre microphone dynamique Shure SM58 (à gauche) et son successeur, le BETA58 (à droite)

Historique

L'invention du microphone a été déterminante dans le développement des premiers dispositifs téléphoniques. Émile Berliner a découvert le premier microphone le 4 mars 1877, mais c'est à Alexander Graham Bell que revient l'invention du premier microphone réellement utilisable qui fut crée en 1920. Une grande partie des premiers développements des microphones a été menée par les Laboratoires Bell.

Conception et caractéristiques

Le microphone est un transducteur électroacoustique, à l'instar de l'oreille animale et humaine : il traduit une onde sonore en signal électrique avec une partie mobile, le diaphragme ou membrane, que les ondes sonores viennent exciter (l'équivalent dans l'oreille est le tympan). Par un système qui dépend de la technologie du microphone, ces oscillations mécaniques sont converties en une tension électrique variable (semblable au signal du nerf auditif). Cette tension électrique est acheminée vers le dispositif d'augmentcation, de pré-augmentcation ou d'enregistrement auquel le micro est branché.

Un tissu ou une grille protège le plus souvent la partie mobile du microphone, afin d'éviter qu'elle ne soit abîmée par un contact direct. On peut aussi avoir une protection supplémentaire contre le vent, surtout sous forme d'une bonnette (mousse en matière plastique) ou d'un filtre anti-pop pour atténuer les consonnes explosives «p», «b», «t» et «d».

Microphone électrostatique de studio et son filtre anti-pop

Il n'existe pas un microphone capable de faire un enregistrement optimal dans l'ensemble des situations : à chaque situation de prise de son correspond un microphone, dont les constructeurs spécialisés proposent de nombreux modèles. Les caractéristiques principales d'un microphone sont donc :

Les types de microphones

Selon le type d'utilisation pour lequel le micro est destiné (ambiance sonore, chant, instrument de percussion, instrument à vent, sons aquatiques... ) et selon les conditions d'utilisation (studio, scène, en extérieur... ), on trouve différents types de microphones. Les plus courants sont :

  • Le microphone à main
  • Le microphone de studio
  • Le microphone cravate
  • Le microphone de surface
  • Le microphone canon
  • Le microphone pour instrument

La directivité

La directivité est une caractéristique principale du microphone, elle caractérise sa sensibilité selon la provenance du son, selon son axe central. L'ensemble des microphones ne captent pas le son de la même façon. Suivant les tâches à accomplir, le rendement optimal provient de la directivité. Certains perçoivent les sons de tout l'environnement et d'autres s'appliquent à cerner des sources sonores éloignées. Les principales directivités sont omnidirectionnelle, cardioïde ou supercardioïde et bidirectionnelle.

Le diagramme polaire d'un microphone représente les limites de la sensibilité du microphone dans l'espace. Un cercle gradué en degrés de 360 unités et une ordonnée exprimée en décibels vous indiqueront l'espace perçu par le microphone suivant différentes fréquences. En analysant le diagramme directionnel, on s'aperçoit que la prise de son peut être pré-égalisée sans recourir à la console de mixage, suivant la disposition du microphone face à la source sonore. Généralement, la directivité s'applique au mieux quand le diaphragme est perpendiculaire à la source sonore. Dans le tableau suivant le micro est positionné verticalement, son extrémité étant représentée par le point rouge, et on trace les lignes qui créent le même niveau de signal en sortie du micro si on y déplace une source sonore d'intensité constante.

Omnipattern.svg Polar pattern subcardioid.png Cardioidpattern.svg Hypercardioidpattern.svg Shotgunpattern.svg Bidirectionalpattern.svg
Omnidirectionnel Cardioïde large Cardioïde Hypercardioïde Canon Bi-directionnel ou figure en 8

Les différentes technologies

Les principales technologies de microphones sont présentées ici. Il en existe d'autres, comme par exemple le microphone à ruban, assez rare.

Microphone dynamique à bobine mobile

Schéma du microphone dynamique : 1. Onde sonore, 2. Membrane, 3. Bobine mobile, 4. Aimant, 5. Signal électrique

Il comporte un diaphragme fixé à une bobine mobile aimantée. Cette dernière va devenir le siège d'un courant induit en se déplaçant comparé à un aimant fixe, ses oscillations étant identiques à celle du diaphragme. Le signal émis par inductance sera le signal sonore. Les professionnels du son ont tendance à préférer les microphones statiques aux dynamiques en studio, à cause de leur reproduction sonore jugée trop ronde et terne par ces derniers, et ce malgré la naissance dans les années 80 d'aimants au néodyme fidélisant davantage la bande passante. Cependant, occasionnellemen, cette rondeur et cette chaleur de son peuvent être recherchés, surtout en rock (reprise d'ampli, voix rock ou métal). Le micro dynamique est aussi particulièrement intéressant pour les prises de percussion (grosse caisse entre autres) et cuivres, de par leur capacité à encaisser de fortes pressions acoustiques. Ils sont par contre particulièrement utilisés sur scène, où leur solidité est particulièrement intéressante et leur manque de sensibilité est un atout : il évite que le son des «retours» ou alors de la façade ne passent dans les micros et génèrent un Larsen.

Microphone électrostatique à condensateur

Schéma d'un microphone à condensateur. 1. Onde sonore, 2. Membrane avant, 3. Armature arrière, 4. Générateur, 5. Résistance, 6. Signal électrique

Les microphones électrostatiques, quoiqu'ayant le défaut d'être sensibles aux manipulations et de saturer à des niveaux de pression acoustique inférieurs à ceux supportés par les microphones dynamiques, sont beaucoup plébiscités par les professionnels à cause de leur fidélité de reproduction. Cette fidélité n'est atteinte que si le microphone est étalonné ; le pistonphone est un appareil fréquemment utilisé à cette fin.

La membrane n'est pas fixée à un bobinage, mais est flottante, scindée d'une plaquette électriquement chargée par un isolant (air, vide... ). La face intérieure de la membrane étant saupoudrée d'une fine couche d'or, métal particulièrement conducteur, ou rendue conductrice par tout autre moyen (ex. membrane en Mylar, polyester aluminisé), cela forme un condensateur. Les vibrations de la membrane font fluctuer l'épaisseur d'isolant entre les armatures du condensateur, sa capacité fluctue d'autant, ce qui provoque un mouvement de charges, c'est-à-dire un courant électrique qui, une fois passé dans une résistance calibrée, va apporter une tension électrique image du signal. La technologie du microphone électrostatique présente l'avantage d'excellentes réponse transitoire et bande passante, entre autres grâce à la légèreté de la partie mobile (seulement une membrane conductrice, à comparer avec la masse de la bobine d'un microphone dynamique). De telles caractéristiques nécessitent une alimentation fantôme, à pourvoir en duplex, allant de 11 à 52 Vcc (standardisée à 48 Vcc), ainsi appelée car la tension générée est véhiculée via le même canal que le signal sonore en connectique XLR. En outre, les microphones électrostatiques sont équipés de préamplificateurs électroniques à étages de condensateurs, de transistors ou de lampes, car leur signal de sortie est assez faible. Ils comportent fréquemment des options de traitement du signal telles un modulateur de directivité, un atténuateur de basses fréquences, ou encore un limiteur de volume (Pad).

Microphone électrostatique à électret

Microphone à électret

Le microphone à électret est dans son principe voisin du microphone à condensateur mais présente la particularité de disposer d'un composant à polarisation permanente : l'électret. Le problème, c'est que la charge de polarisation diminue dans le temps, ce qui se traduit par une perte de sensibilité du micro au fil des années.

D'une façon générale, une alimentation à piles du microphone à électret est indispensable pour l'alimentation d'un transistor à effet de champ adaptateur d'impédance logé immédiatement derrière la capsule. En effet l'impédance particulièrement élevée de celle-ci est incompatible avec l'entrée basse ou moyenne impédance (200 Ohms ou 47kohms) des appareils transistorisés actuels. De plus cette liaison directe serait sujette à de nombreuses inductions parasites ainsi qu'à une chute d'aigus particulièrement forte sur câble long.

Certains modèles semi-professionnels actuels utilisent indifféremment une pile interne (1.5 volt) ou l'alimentation fantôme normalement prévue pour les micros à condensateur (48 volts sur les tables de mixage) grâce à un commutateur. Ceci ajoute au risque de confusion entre les 2 technologies «électret» et «électrostatique pur».

Facilement miniaturisable, le micro à electret est particulièrement utilisé dans le domaine audiovisuel (micro cravate, micro casque, etc. ) où on l'apprécie pour son rapport taille/sensibilité. Les meilleurs modèles parviennent même à rivaliser avec certains micros électrostatiques en termes de sensibilité.

Les électrets actuels bénéficient d'une construction palliant cette fâcheuse espérance de vie limitée que l'électret connaît depuis les années 1970.

Microphone magnétique

Un humbucker et deux micros simples

Il est utilisé essentiellement sur les guitares électriques, les basses les pianos électriques ou encore les violons électriques, pour capter la vibration des cordes métalliques. Il existe plusieurs types de micros guitare (voir guitare). Ces derniers sont choisis selon l'instrument, du style de musique jouée, et de la coloration sonore qu'on souhaite avoir.

Au départ, le micro était à simple bobinage, dit single coil, se composant d'un aimant entouré d'une bobine. Le champ magnétique de l'aimant traverse surtout la bobine, laquelle est soumise aux variations de ce champ induites par les cordes en mouvement – elles jouent le rôle d'un diaphragme mobile qui fait fluctuer la force contre-électromotrice parcourant la bobine. À la bobine sont généralement raccordés deux fils électriques : celui qui va véhiculer le son sous la forme de signaux électriques est nommé le «point chaud», l'autre est tout simplement relié à la masse.

Le problème des micros simples est qu'il génère des sons parasites. Ce problème a été résolu dans les années 1950 par un ingénieur de chez Gibson, Seth E. Lover, en utilisant deux micros simples dont les polarités ont été inversées : c'est le micro double aussi nommé humbucker.

Les micros doubles peuvent être :

Il existe aussi les micros guitare «actifs» essentiellement de la marque EMG, Inc qui ont de nombreux avantages surtout sur scène et en studio.

Depuis quelques années, des chevalets intégrant des capteurs piézo-électriques (ceux des guitares électroacoustiques) ont fait leur apparition, qu'on peut combiner aux micros déjà présents sur la guitare.

Microphone à charbon

Article détaillé : Microphone à charbon.

Les microphones à charbon étaient jadis utilisés dans les combinés téléphoniques ; ils sont moins ou alors plus du tout utilisés aujourd'hui. Ce sont aussi les premiers microphones des stations radios telles que la BBC.

Ils sont composés d'une capsule contenant des granulés de carbone entre deux plaques métalliques servant d'électrodes. La vibration due à l'onde sonore vient comprimer les granules de carbone. Le changement de géométrie des granules et de leur surface de contact induit une modification de la résistance électrique, produisant ainsi le signal. Ces microphones fonctionnent sur une plage de fréquence limitée et produisent un son de basse qualité mais sont cependant particulièrement robustes.

Quelques photos de microphones

Autres catégories

Il existe d'autres catégories de micro :

Principaux dispositifs d'enregistrements stéréophoniques

La stéréophonie mixte et les couples équivalents ORTF, DIN, NOS

La stéréophonie d'intensité et les couples coïncidents

La stéréophonie de phase et son couple AB

Le Decca tree

Les distances entre les trois micro du Decca tree sont ajustables.

Le Decca tree, découvert par les ingénieurs du son de Decca est devenu le dispositif le plus courant. À un couple AB est rajouté un troisième microphone central.

Ces trois microphones omnidirectionnels sont fixés sur une réglette graduée en T, la distance entre les micro est ajustée selon la distance à l'orchestre. Les micros les plus fréquemment utilisée pour ce dispositif sont les Neumann M-50 ou les Schœps M 201 et Neumann KM 56.

Voir aussi

Un mouchard est un microphone de petite taille dissimulé pour faire de l'espionnage.

Liens externes


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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 07/04/2010.
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