Les bases du son et comment il fonctionne

Comprendre comment recréer la musique dans nos véhicules est une science complexe. Équilibrer tailles et emplacements des haut-parleurs pour recréer ce que l'ingénieur du son a entendu en studio de mastering, ou au minimum rendre votre système agréable, n'est pas toujours facile. Nous voulons examiner la physique derrière le son et expliquer quelques fondamentaux pour vous aider à comprendre la terminologie de l'industrie audio auto et pourquoi une conception de système équilibrée avec le bon équipement est cruciale pour créer une expérience d'écoute agréable et réaliste.

Qu'est-ce que le son et comment fonctionne-t-il ?

Au niveau le plus fondamental, les sons sont des vibrations qui voyagent à travers l'air et d'autres milieux. Ces vibrations sont détectées par nos oreilles, qui les convertissent en infimes signaux électriques que notre cerveau interprète.

Parce que nous avons deux oreilles, notre cerveau peut déterminer la localisation d'une source sonore en analysant le temps d'arrivée et le contenu fréquentiel de ce que chaque oreille entend. Par exemple, un son créé directement devant vous arrivera aux deux oreilles simultanément et avec une réponse fréquentielle égale. Un son créé directement à notre droite arrivera à l'oreille droite avant la gauche. L'amplitude sera légèrement plus forte à droite. Aussi, le contenu haute fréquence du son arrivant à l'oreille gauche sera différent. Nous apprenons en grandissant à corréler différents indices visuels avec ce que nous entendons pour développer un sens de la provenance du son.

Recréer le son et la musique

Tout comme les signaux de nos nerfs auditifs envoient des messages électriques à notre cerveau, les ondes sonores (vibrations) peuvent déplacer un diaphragme de microphone pour créer un signal électrique qu'un appareil d'enregistrement peut stocker pour lecture ultérieure. L'image ci-dessous est une représentation électrique de quelqu'un disant « hello ». Vous pouvez écouter le fichier audio original en cliquant ici.

L'image montre un graphique tension vs temps, tension à l'échelle verticale, temps à l'horizontale. L'amplitude (niveau) du signal détermine son intensité (volume). La vitesse à laquelle le signal change détermine la fréquence. Comprendre les interactions de fréquences simultanées est fondamental pour comprendre pourquoi des sources sonores similaires produisent des sons différents.

Le graphique ci-dessous montre le contenu fréquentiel moyen de la personne disant hello. Vous pouvez entendre le fichier audio en cliquant ici.

Quand un interprète chante ou quelqu'un joue d'un instrument, le son de cet instrument est déterminé par son contenu harmonique. Par exemple, un Do central sur un piano et sur une guitare sont basés sur un contenu fréquentiel similaire. Les enregistrements suivants montrent la majorité d'énergie à 261 et 522 Hz. Voici le Do central sur le piano et ici la note sur la guitare. On voit que le contenu harmonique moyen de chacun est assez différent.

Si nous nous concentrons seulement sur les tons principaux 261 et 522 Hz avec un filtre passe-bande raide à 120 et 650 Hz, les deux instruments commencent à sonner très 비슷.

Son piano filtré

Son guitare filtré

Comme vous pouvez l'entendre, le « son » d'un instrument dépend fortement de son contenu harmonique et de l'équilibre relatif (amplitude) de cette information.

Réponse en fréquence du système stéréo auto

Alors, pourquoi insister tant sur le fait que le son de différents instruments et interprètes est basé lourdement sur le contenu harmonique fréquentiel ? Quand vient le temps de concevoir un système audio pour votre voiture, camion, bateau ou moto, il est important que le système performe uniformément sur tout le spectre audio pour que votre musique sonne réaliste.

Pour atteindre cet objectif, vous avez besoin d'au moins un système d'enceintes à deux voies. Parce qu'aucun haut-parleur unique ne peut reproduire tout le spectre audio (basses profondes aux aigus les plus hauts) avec bonne efficacité et dispersion, on dédie différents drivers à différentes plages fréquentielles. Dans les systèmes les plus simples, vous auriez des woofers (à ne pas confondre avec caissons de basses) pour les fréquences sous ~3 000 Hz. Pour le haut du spectre, vous aurez besoin de tweeters pour couvrir au-dessus de 3 000 Hz.

Pour une performance encore meilleure, vous pouvez ajouter un caisson de basses pour soulager le woofer de la tâche de reproduire les fréquences sous ~80 Hz et les dédier à un haut-parleur plus grand plus efficace dans cette plage. Cela prend aussi beaucoup d'énergie pour reproduire l'information grave, donc vous voudrez un amplificateur modérément puissant pour piloter ce caisson. Si vous avez 25 watts pour piloter vos haut-parleurs gauche/droite, 250 watts serait un bon point de départ pour votre caisson.

Créer un système audio mobile incroyable

La dernière étape pour créer un système stéréo auto qui sonne bien est de s'assurer que le placement de chaque haut-parleur dans le véhicule permet une réponse fréquentielle égale et équilibrée des deux côtés. C'est crucial pour une expérience d'écoute réaliste. Cela dit, la plupart d'entre nous commencent avec un ensemble de coaxiaux ou composants aux emplacements de porte d'origine. Cela met notre position d'écoute assez loin hors axe du driver gauche comparé au droit. Pour la plupart, le son n'est pas trop mal et on vit avec les différences mineures, surtout si les tweeters sont orientés vers le haut et l'arrière pour offrir une réponse haute fréquence similaire.

Si vous voulez un environnement d'écoute vraiment agréable et réaliste, envisagez d'ajouter un processeur de signal numérique permettant à votre installateur d'affiner la sortie des haut-parleurs gauche et droit à toutes les fréquences pour qu'ils sonnent pareil. Si votre installateur sait saupoudrer la bonne quantité de délai temporel pour que la sortie du haut-parleur droit arrive à vos oreilles en même temps que la gauche, eh bien, il y a de fortes chances que vous profitiez d'une scène sonore impressionnante dans le véhicule. Votre musique sera répartie uniformément de gauche à droite, et avec les bons enregistrements, vous pourrez identifier chaque instrument ou interprète et leur position relative à travers cette scène sonore.

Vivez un audio incroyable dans votre voiture aujourd'hui !

Maintenant que vous avez une compréhension de base de comment le son fonctionne, il est temps de mettre à niveau votre système audio auto. Passez chez votre détaillant en installation mobile local et demandez un caisson de basses, un ampli avec DSP et de nouveaux haut-parleurs. La différence que vous entendrez avec chacune de ces mises à niveau vous épatera et mettra un sourire sur votre visage.