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Hi-Fi

Introduction

Hi-Fi est l'abréviation du terme anglophone « High Fidelity », qui signifie en français « Haute Fidélité », utilisé dans l'acoustique. Hi-Fi est un standard de qualité de l'électronique traitant un signal sonore. La norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un état habituellement répandu ou moyen considéré le plus...) allemande DIN 45500, qui est en général celle appliquée de nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à...), introduit des règles très précises concernant la qualité de restitution d'un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les hommes...) sonore. Un appareillage Hi-Fi (Hi-Fi est l'abréviation du terme anglophone « High Fidelity », qui signifie en français « Haute Fidélité »,...) tend à restituer un son très proche du signal d'origine. Pour définir ce standard, les constructeurs se sont basés sur les caractéristiques de l'oreille (L'oreille est l'organe qui sert à capter le son et est donc le siège du sens de l'ouïe, mais elle joue également un rôle...) humaine qui entend sur une plage (La géomorphologie définit une plage comme une « accumulation sur le bord de mer de matériaux d'une taille allant des sables fins aux blocs ». La plage ne se limite donc pas...) de fréquences allant de 20 Hz à 20 kHz au maximum (pour une personne jeune jouissant de toutes ses facultés auditives). La plage (La Plage est un film anglo-américain réalisé par Danny Boyle en 2000 et adapté du roman The Beach d'Alex Garland) de fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans...) « optimale » de réception de l'oreille humaine est 1 500 Hz à 3 500 Hz, ce qui est principalement due à la constitution du pavillon dont le but est d'amplifier les fréquences en particulier pour cette plage de fréquence. Ces fréquences correspondent logiquement aux fréquences qu'émettent les cordes vocales d'un être humain. C'est pourquoi les premières versions de la norme Hi-Fi, dans les années 1960, ont mis l'accent sur une restitution irréprochable de cette gamme de fréquence. La norme actuelle, utilisée depuis le milieu des années 1980, reprend comme base la plage de fréquence intégrale (Une intégrale est le résultat de l'opération mathématique, effectuée sur une fonction, appelé intégration. Une intégrale est donc composée d'un intégrande (la fonction à intégrer) et d'un...) autorisée par une oreille humaine en très bon état, c'est-à-dire la plage 20 Hz - 20 kHz.

Les normes et leurs caractéristiques

Il existe différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une...) normes (NF, DIN, ISO, CEI...) permettant d'obtenir une certification dite Hi-Fi. Certaines sont anciennes et obsolètes, les autres se rejoignent dans les grandes lignes, mais diffèrent dans les détails. Par exemple, certaines de ces normes ne se contentent pas de garantir une large gamme de fréquence, mais incorporent des règles en termes de rapport signal/bruit, de compression sonore, etc. Toutes les normes utilisées actuellement incluent la stéréophonie dans leurs caractéristiques de base.

Limites techniques et solutions

Spectres sonores réels

Les spectres sonores sont divisés en trois groupes connus. Les graves, les médiums et les aigus avec respectivement des gammes de fréquences approximatives allant de 20 Hz à 150 Hz, de 150 Hz à 2 kHz et de 2 kHz à 20 kHz. On retrouve logiquement la gamme 20 Hz - 20 kHz pour laquelle l'oreille humaine est conçue. Les fréquences inférieures (infrasons) et supérieures (ultrasons) ne seront pas considérées même si elles jouent un rôle physiologique mais qui n'a pas de rapport avec l'audition (L'audition est le fruit d'un mécanisme complexe assuré principalement par les deux oreilles (pour permettre la perception binaurale stéréophonie)et les voies...). Également, les spectres sonores sont représentés suivant une échelle précise appelée échelle musicale, similaire en de nombreux points à une échelle logarithmique (Une échelle logarithmique est un système de graduation sur une demi-droite [Ox), particulièrement adapté pour rendre compte des ordres de grandeur dans les applications. De plus elle permet de rendre accessible une large...).

Les sons sont décomposés en deux types de spectres :

  • Les sons fondamentaux, que l'on trouve avec la plupart des instruments de musique capables de jouer une note précise, les voix humaines chantées (et précises). On distingue alors deux types de fréquences, les fréquences fondamentales correspondant à la note de base jouée (Épaisseur d’une muraille dans la partie où une baie, une ouverture de porte, de fenêtre a été pratiquée.) et les harmoniques.
  • Le bruit : la voix humaine, les percussions, un marteau-piqueur, un avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par un organe moteur...), etc.. Avec ces sons il est impossible de distinguer une fréquence fondamentale (En acoustique, la fréquence fondamentale ou son fondamental est l'harmonique de premier rang d'un son.) prédominante.

Chaque son que l'on entend possède une plage de fréquences précise. Par exemple (approximations) :

  • Violon : fondamentales de 200 Hz à 1 900 Hz.
  • L'orgue : fondamentales de 15 Hz à 9 000 Hz.
  • Voix soprano : fondamentales de 260 Hz à 1 300 Hz.

Pour avoir un ordre de grandeur, le La 4 a pour fréquence 440 Hz. C'est le La de « base » que l'on peut facilement retrouver en écoutant la tonalité d'un téléphone (Le téléphone est un système de communication, initialement conçu pour transmettre la voix humaine.) ou les vibrations d'un diapason (En musique, le diapason désigne un outil et une caractéristique des instruments à cordes.).

Problèmes

Les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) utilisés pour l'enregistrement à partir de microphones et pour la restitution sonore à l'aide de haut-parleurs ne permettent pas de travailler sur un signal de qualité Hi-Fi. Même si de tels matériaux existent, leur coût est tel que leur utilisation n'est absolument pas rentable.

Par ailleurs, les composants électroniques employés ne sont pas prévus pour travailler sur des gammes de fréquences aussi larges. Des composants capables de le faire existent mais, là encore, leur rareté, la difficulté de leur mise en œuvre (complexité conceptuelle) et leur coût rendraient le matériel hors de prix.

Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) ceci est réservé à une élite de professionnels richissimes.

Dans les parties analogiques, le principal problème vient de l'utilisation de bobines (ou self ou solénoïde) dans l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut...) de l'appareillage audio dont l'action varie en fonction de la fréquence du signal. En numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une information dite « analogique » qui est...) le problème est principalement dû à la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) d'informations qui peut être véhiculée. Les principales pertes se font alors dans les zones élevées du spectre audible.

Techniques de restitution

A partir d'une source (numérique ou analogique), un signal électrique est créé, il est ensuite amplifié et envoyé vers des haut-parleurs qui transforment le signal électrique en ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) sonores qui voyageront jusqu'à l'oreille de l'auditeur. Chacune de ces étapes doit être réalisée avec soin, chaque élément étant source de dégradation possible. C'est ainsi qu'est née la notion de chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) Hi-Fi ou chaque élément fait partie d'une chaîne.

Le processus de restitution du son était relativement stable jusqu'à l'arrivée de l'informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par des machines telles que les ordinateurs,...), qui offre des possibilités très diverses dans la restitution du son. (voir Musique dématérialisée)

Techniques de prise de son

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

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