Electronique > Bases > Vous avez dit Ronflette ?
Dernière mise à jour : 13/09/2006Introduction
Mais pourquoi perdons-nous donc autant de temps à localiser la source d'une ronflette (hum et buzz) ? C'est tout de même incroyable ! On achète un équipement professionnel, considéré comme le top du top et présentant des performances exceptionnelles, et quand on le branche, on se trouve confronté à des problèmes "basiques" de ronflette ou autre parasitage ! Mais comment en est-on arrivé là, sachant que ce genre de problème est connu et documenté depuis plus de soixante ans ?Qualité des câbles de liaison BF
Cela peut sembler évident, mais je le répète tout de même : achetez de bons câbles. Si vous faites vos câbles vous-même, achetez de bons câbles et de bons connecteurs. Ceci est particulièrement vrai pour les câbles de grande longueur, ou pour les connecteurs qui sont souvent sollicités (utilisation scène). Pour deux raisons : d'une part pour la qualité du matériaux lui-même (fils centraux, blindage) qui déterminera la sensibilité aux parasites environnants, et d'autre part pour la robustesse mécanique (mauvais contacts, arrachement, oxydation). Notez que les câbles et prises bon marché ne sont bien souvent économiques qu'à l'achat, pas à l'usage (c'est surtout vrai pour les connecteurs bas prix). Même si cela vous semble moins impératif pour de petits cables destinés au home-studio, posez-vous la question et demandez à votre entourage ce qu'il en pense... Le choix d'un bon cable est une étape indispensable pour commencer une installation qui "tient la route". Inutile de chercher à résoudre un problème de ronflette si déjà vos câbles possèdent un blindage insuffisant. Cela est vraiment très important : choisissez un cable dont le type est en adéquation avec les signaux audio que vous voulez véhiculer. Un cable pour microphone ou pour guitare doit être choisi avec le plus grand soin, et doit être d'une qualité irréprochable. Le texte qui suit s'appuiera sur l'hypothèse que tous vos câbles sont de bonne qualité...Boucles de masse
Le problème des boucles de masse est tellement vieux qu'on peut se demander pourquoi en ce jour encore, tant de mystère semble planer sur ses origines. Une boucle de masse prend naissance quand deux équipements voient leur masse raccordée par au moins deux chemins différents : cables secteur en plus d'un cable BF par exemple. Oui, d'accord, mais encore ? Ne pouvons-nous donc espérer d'un double chemin que celà réduise l'impédance des masses et que celà contribue favorablement à la réduction des bruits parasites ? Ah, si c'était aussi simple... Le problème est qu'il nait des courants parasites dans les masses des cables, et que ces courants parasites, au lieu de s'écouler tranquilement dans les parties où ils devraient aller (terre, chassis métallique), vont se promener là où ils ne devraient jamais aller : dans la référence du signal audio, autrement dit la masse signal. Alors pensez bien, si la référence ultra-stable que doit être la masse signal se met à fluctuer , où va-t-on ! Alors que fais-t-on en cas de boucle de masse avérée, on la coupe ? Attendez un peu ! Avant, essayons d'en discuter calmement... Et essayons de voir où se situe le problème : équipements, ou cables ?Normalisations
Nous avons passé le cap de la normalisation d'une partie du cablage de la prise XLR. Désormais, c'est écrit dans une norme, la broche 2 de la XLR correspond au point "chaud". Peut-être faudrait-il désormais penser à une norme qui spécifie comment raccorder la borne 1 de la XLR... Comment ça, définir le cablage de la borne 1 ? Mais, tout le monde le sait, la borne 1 est reliée à la masse ! Hum... Ah oui ? La masse du signal audio ou la masse mécanique du chassis ? Ah, parce que ça fait une différence ? ...Mais si c'est le cas (si cela occasionne une différence de comportement), il doit bien exister une norme de cablage qui garanti le bon fonctionnement une fois l'équipement connecté ? Et bien non, malheureusement. L'AES (Audio Engineering Society) travaille actuellement sur l'élaboration d'un document comportant des recommandations pour l'interconnection d'équipements audio pro, mais la tache n'est pas simple (sinon, il ne s'agirait pas seulement de recommandations) et pour l'heure, le bon sens se doit de diriger nos actions. Voir un peu plus loin, le paragraphe "The Pin 1 problem".
Sociétés qui vont de l'avant...
Des sociétés comme Rane ou Jensen (il y en a d'autres, je vous rassure), ont en leur sein des personnels extrêment compétents, qui ne se contentent pas de mesures faites en laboratoires, qui possèdent une expérience pratique riche, et qui contribuent, par leur écoute attentive des clients, par leurs conférences et documents de synthèse, à faire évoluer les choses dans le bon sens. C'est notemment à la suite de la lecture de ces documents que j'ai décidé de faire une petite synthèse, en français...Manque de sérieux : côté fabricant ou côté utilisateur ?
Il faut se rendre à l'évidence : la source du problème n'est pas forcement liée à l'absence de connaissance dans le domaine du cablage, ni encore à un mauvais cablage. Les personnes qui connaissent parfaitement leur métier et les règles basiques de cablages, rencontrent encore aujourd'hui, ces problèmes de ronflette. En d'autres termes, ce n'est pas forcement la faute de l'acheteur / installateur / utilisateur que les choses ne vont pas bien, mais il faut bien l'avouer, parfois celle des fabricants de matériels audio. Qui parmi vous n'a jamais rencontré de problème de ronflette ? Oui, je vous compte bien sur les doigts de la main... Je vous le dis, nous ne sommes pas encore à l'époque du Plug and Play pour les équipements audio ! Mais gageons que celà ne saurait tarder, surtout si tous les concernés (fabricants et utilisateurs) prennent la peine de bien assimiler les raisons de ce problème, et limitent leur contribution à répendre les mauvaises pratiques !Grand-public et professionnel
Peut-être faudrait-il avant toute explication, commencer par (re)considérer plus précisement les deux mondes de l'audio : le domaine grand public (consumer), dans lequel on trouve des équipements dont les entrées et sorties sont de type asymétrique (unbalanced), et le domaine professionnel (professional), dans lequel on trouve des équipements dont les entrées et sorties sont de type symétrique (balanced). Il s'agit de deux mondes totalement incompatibles entre eux. Je dis bien INCOMPATIBLES. C'est à dire qu'on ne peut pas associer entre eux tels quels. Et pourtant... Qui ne possède pas d'équipement grand-public dans son studio pro ? Qui ne possède pas d'équipement professionnel dans son Home-Studio ? Et oui, voilà une des causes principales des problèmes : l'interconnection de ces deux mondes. Si cette cause en est une flagrante, ce n'est pas la seule, nous le verrons plus loin...Mais au fait j'y pense, c'est curieux... Je n'ai jamais rencontré quelqu'un qui m'a dit "Je possède une installation Home-cinéma composée de 6 appareils audio-visuels interconnectés, et je ne rencontre aucun problème de ronflette". Vous même vous êtes vous posé la question au moins une fois ? Imaginez-vous le nombre de personnes qui aujourd'hui possèdent une installation HiFi ou Home-cinéma, et qui ne rencontrent pas ce genre de problème ? C'est assez incroyable tout de même, non ? Et bien non, ce n'est pas incroyable du tout. La raison en est très simple : dans le domaine grand public, les contraintes des cablages (internes et externes) et d'isolation de l'alimentation secteur ne sont pas les mêmes que dans le domaine professionnel. Et c'est principalement là que tout se joue...
Dans le domaine grand public, il est très rare de trouver des cordons secteur équipés d'un connecteur de terre, car les équipements font partie de la classe 2 de protection. De même, il est très rare de trouver des cordons BF dont la longueur dépasse 2m.
Dans le domaine professionnel, les équipements possedent très souvent un connecteur de terre, qu'ils fassent partie de la classe de protection 1 ou 2. A celà, ajoutons que les cordons BF qui relient les équipements entre eux peuvent très souvent dépasser plusieurs mètres de longueur.
Petite paranthèse concernant les classes de protection : il existe deux classes de protection - classe 1 et classe 2, visant à sécuriser l'emploi des équipements reliés au secteur, c'est à dire à limiter au maximum le risque que l'utilisateur s'électrocute en cas de défaut d'isolation et ce, boitier fermé. La classe 1 est plus sévère que la classe 2, car l'indice de protection est moins élevé, et la présence d'un conducteur de terre est impérative dès l'instant où l'utilisateur peut rentrer en contact avec un élement conducteur (boitier métal, axe de potentiomètre, interrupteur, ...). En classe 2, le conducteur de terre n'est pas obligatoire car l'isolation des conducteurs secteur est plus importante, mais rien n'empêche bien sûr d'en mettre un.
Connecteur de terre et longueur des cables : seuls fautifs ?
Nous venons de voir qu'il existe deux élements susceptibles d'influencer le bon fonctionnement des équipements : présence d'un connecteur de terre, et longueur des cables BF. Mais ce serait bien trop simple si l'on devait s'arrêter là, n'est-ce pas ? Alors, quels aspects devons-nous encore considérer ? Et bien, les suivants :- Les utilisateurs attendent de plus en plus de leurs équipements;
- De plus en plus d'équipements "rayonnants" nous entourent;
- Les spécifications concernant les impédances d'entrées et de sorties (ainsi que leur adaptation) sont largement incomprises;
- Les équipements de type grand-public (asymétriques) sont bien plus présents qu'on ne le pense dans des environements "pro".
- Un certain nombre de règles contradictoires de cablages circulent;
- Beaucoup pensent que le problème ne peut venir que d'une "mauvaise masse";
- La méthode du "coupe la terre pour voir ce que ça donne" est malheureusement très répendue pour tenter de contrer le bruit de fond.
Alors, si nous discutions un peu de ces points un par un ?
Les utilisateurs attendent de plus en plus de leurs équipements
Les progrès réalisés ces dernières années sont phénoménaux. On trouve à des prix tout à fait accessibles, des convertisseurs de haute qualité, des consoles de mélange ou des systèmes d'acquisition audio digne des grands d'il y a vingt ans. Il s'agit certe d'une bonne chose. Mais en même temps, tout le monde y est-il préparé ? Le fait que les équipements atteignent aujourd'hui des performances élevées, poussent les utilisateurs à vouloir en tirer le maximum. Malheureusement, celà ne peut guère se faire qu'avec un environement adéquat. Une arrivée secteur "propre", des équipements homogènes (uniquement du pro), un minimum de perturbations électro-magnétiques (ce qui devient difficile aujourd'hui avec l'avenement du sans-fil), et surtout... une bonne connaissance des bonnes règles de cablage. Sans cela, inutile d'espérer pouvoir tirer la quintescence du produit.Parasites et pollution électromagétique
De plus en plus d'ordinateurs, d'écrans CRT (à tube cathodique), de téléphones portables, et autres équipements de haute technologie, nous entourent au quotidien. Ces équipements sont des sources importantes de perturbations, mais vous savez tout comme moi qu'il est difficile de se passer de certains d'entre eux. Alors on doit prendre pleinement conscience de ce qui nous entoure, et se dire que l'on doit vivre avec. C'est comme ça, nous ne sommes plus dans l'environnement "propret" de 1960. Mais ne sombrons pas dans le défaitisme, et contribuons tout de même à limiter les sources parasites quand nous le pouvons : éradiquer l'éclairage fluorescent (tubes néon) et tout gradateur (d'halogènes ou autres), éteindre complètement les appareils en veille, installer des filtres là où c'est efficace.Spécification des équipements
Les problèmes les plus souvent rencontrés sont en relation directe avec le couplage des impédances, et avec les entrées symétriques de type électronique (cad sans transfo BF). Vous en conviendrez pourtant, les spécifications des équipements, fournies par les constructeurs, attestent des bonnes performances de leurs équipements. Alors pourquoi de tels problèmes quand on les installe ? La raison en est simple : certains fabricants font les tests en labo, équipement "isolé", c'est à dire dans un environnement qui est très loin d'être celui du terrain. De plus, les tests sont réalisés selon des procédures rigoureuses propres à effectuer des réglages fins, et avec des équipements de labo qui sont bien trop parfaits pour représenter la situation réelle dans laquelle sera plongée l'équipement lors de son utilisation de tous les jours. Une fois l'équipement en situation réelle, avec son environnement aussi varié que vous pouvez l'imaginer, tout se gatte. Il s'avère en effet que bon nombre d'entrées symétriques électroniques sont inadaptées à certains environements, car mal conçues. Il est bien évident que les appareils audio que nous interconnectons dans notre studio, ne sont pas parfaits et ne peuvent pas être assimilés à des générateurs de test ou à des appareils de mesure. Il faut bien tenir compte de ces imperfections !Mariage Grand-public et Professionnel
Je le répète, celà n'est pas possible sans artifice. Il s'agit de deux types d'équipements qui ne peuvent cohabiter, ils n'ont pas été conçus avec les mêmes impératifs ni avec les mêmes objectifs. Un seul mot d'ordre : du pro et uniquement du pro ! Des liaisons symétriques, et rien d'autre !!! Si vraiment il vous est impossible de faire autrement, et que vous devez utiliser un équipement possédant des entrées ou sorties asymétriques, il n'existe qu'une seule solution fiable à 100% : le transformateur BF. Il est vrai qu'il s'agit d'un élement couteux s'il est de bonne qualité, mais vous n'avez pas d'autres choix pour une tranquilité assurée. De plus, l'emploi d'un tel composant vous permet de conserver un cablage standard. Si vraiment vous ne pouvez pas ajouter un transformateur BF (toute raison se respecte), il existe des astuces de cablage qui peuvent permettre d'améliorer les choses. Mais soyez bien conscient des limites d'une telle solution. Premièrement, vous devrez utiliser un cable non standard, que vous aurez très peu de chance de trouver tout fait dans le commerce, et qu'il vous faudra donc réaliser vous-même. Deuxièmement, vous n'avez aucune garantie que celà solutionne votre problème dans tous les cas de figure. Et troisièmement, l'adaptation peut faire perdre 6dB d'amplitude à votre signal (la moitié). Bref, évitez autant que possible cette seconde solution, qui doit vraiment rester du dernier ressort, et pensez Transfo le plus tôt possible.Et si un même équipement possède de l'asymétrique et du symétrique ?
Vous citerez sans doute le cas des consoles de mélanges dotées d'entrées micro / ligne en symétrique XLR, de sorties principales en symétrique XLR, mais dotées d'envois / retours d'effets (Send / Return) en asymétrique. Et bien oui, cela peut aussi poser problème. Dans la majorité des cas on teste, et si ça marche bien, tant mieux ! Si ça provoque de la ronflette ou si cela apporte un peu de souffle supplémentaire, essayez un transfo pour symétriser la liaison sur le départ (Send) et un autre transfo pour désymétriser le retour (Return). Autre solution, celle du cable BF dont la tresse de masse est coupée à un bout (vous connaissez, n'est-ce pas ?) pour effectuer les liaisons en asymétrique entre console et effet.Remarque : beaucoup de racks d'effet possèdent un cable d'alimentation sans prise de terre. Si le boitier du rack (chassis) est relié à la masse électrique (et donc à la masse audio) de l'électronique interne, vous pourrez observer des comportements différents selon l'emplacement du rack. Vous pouvez par exemple constater des problèmes de bruits parasites quand le rack est monté en baie métallique avec d'autres équipements raccordés à la console, alors que tout va bien si le rack est isolé mécaniquement du reste (et donc électriquement pour ce qui est du chassis). Si vous constatez cela : transfo BF d'isolement !
Règles de cablages en vigueur pour les liaisons symétriques
Vous ne pouvez pas avoir échappé à ces nombreuses discussions relatives aux cablages, notemment en ce qui concerne la masse. Untel affirme que la masse doit être raccordée des deux côtés d'un cable blindé, un autre soutient mordicus que la masse ne doit être raccordée que d'un seul côté. Qui croire ? Celui qui vous a donné des indications qui ont solutionnées votre problème (mais qui risquent d'amplifier le problème dans d'autres cas) ? Celui qui s'en tien à ce qu'il a appris de son maitre et qui ne veut rien entendre d'autre ? Voici ma position : la masse de tout cable blindé doit être raccordée aux deux extrêmités. Si les équipements mis en oeuvre sont bien conçus, celà ne peut qu'être profitable. Si ces équipements sont mal conçus, celà peut occasionner des problèmes, et il faut dans ce cas trouver une autre solution que de couper la masse d'un côté. Mais pourquoi ne pas couper la masse d'un côté si celà solutionne parfois le problème ? Et bien pour une raison très simple : vous solutionnez certes un problème, mais vous risquez fort d'en voir apparaitre un autre : celui de la réception parasite de je ne sais quelles ondes RF (Radio-Fréquence) qui traine dans le coin, puisque la masse du cable ainsi amputée peut alors se comporter comme une magnifique antenne. Et oui, cela a résolu le problème dans le domaine des basses fréquences, mais pas dans le domaine des hautes fréquences. Bien sûr, il y a l'astuce du condensateur de faible capacité (10nF à 100nF) que l'on connecte entre la masse coupée et le chassis de l'équipement, pour établir une continuité de la liaison en HF, et ainsi court-circuiter la RF à la masse... Mais en toute honnêté, le saviez-vous et si oui, l'appliquiez-vous ?Outre la nécessité de relier la masse des deux côtés du cable blindé, j'ajouterai qu'il vous faut impérativement utiliser du cable en paire torsadée. Ces deux seules préconisations vous assuront une parfaite immunité contre les interférences RF et autres parasites. Si ce n'est pas le cas, ce ne sera pas la faute au cablage, mais à l'un de vos équipements, mal conçu, qu'il vous faudra alors rejeter ou modifier (voir paragraphe "The pin 1 problem").
"Coupe la terre pour voir ce que ça donne"
Cette pratique est malheureusement très répendue pour tenter de contrer le bruit de fond en éliminant une boucle de masse. Il est pourtant hors de question de laisser véhiculer une telle pratique, qui doit être bannie à jamais ! La connection de terre est là pour préserver la sécurité des utilisateurs. Il est dangeureux et illégal de la supprimer ! Si vous l'avez déjà fait, rétablissez la situation immédiatement, et trouvez une autre solution pour régler votre problème !The "Pin 1 problem"
Avez-vous déjà entendu parler du problème de la broche 1 (la fameuse broche de masse de la prise XLR), de son nom original "Pin 1 problem" ? Et bien le problème que peut poser le cablage de cette broche au sein d'un équipement (et donc lié à sa conception) peut très bien ne pas apparaitre lors des tests effectués avec "équipement sur table" (au labo), et se révéler désastreux au moment de son installation finale. Le problème est simple. Dans un équipement audio doté d'un ou plusieurs connecteurs XLR, la broche 1 doit être reliée à la masse. Mais il existe deux masses : la masse signal (la référence du signal audio), et la masse mécanique (le chassis métallique). La broche 1 devrait normalement être raccordée au chassis, et non à la masse signal. Ce qui n'est malheureusement pas le cas de tous les équipements audio. Pourquoi ? Pour simplifier, disons simplement que la masse signal doit rester la plus propre (la plus stable) possible, ce qui ne sera pas respecté si la broche 1 de la XLR y est raccordée (pour rappel, la broche 1 est raccordée au blindage du cable de liaison, qui peut recevoir toutes sortes de parasites ou interférences car étant le plus exposé aux perturbations de l'environement).Il existe une méthode permettant de déterminer si un équipement est susceptible de poser un problème lié à sa conception (lié à la façon dont est raccordée la broche 1). Cette méthode consiste à injecter un courant de l'ordre de 50mA dans la masse de l'équipement avec un petit équipement justement nommé Générateur de ronflette (Hummer), et d'écouter ce que l'équipement sort sur sa ou ses sorties BF. Si l'équipement présente une belle ronflette en sortie audio, c'est qu'il y aura peu de chance de le voir fonctionner correctement, et ce quelque soit la configuration de cablage, car il est mal conçu. S'il ne présente aucune ronflette lors de ce test (pour le moins sévère il faut l'avouer), c'est qu'il est bien conçu et qu'il se comportera parfaitement s'il est bien installé.
Mon expérience avec les transfos BF
Je n'ai pas une grande expérience, mais le peu que j'en ai m'a convaincu. A une époque, j'avais trois baies 42U remplies de matériel (sampler, console en rack, expandeurs, compresseurs, matériel hifi, magnétoscope...). Je ne vous raconte pas les problèmes de ronflette ! J'ai bien entendu essayé les cables avec masse coupée d'un côté, mais ça ne donnait pas les résultats escomptés. Par moments ça fonctionnait, et à d'autres moments, misère ! Je m'en suis réellement sorti en constituant un rack de transfos (3U, il y avait 28 transfos BF dedans) que j'ai insérés dans les liaisons à problèmes (les trois types de transfos que j'ai utilisés sont ceux de droite sur la photo ci-dessous).
Je ne vous raconte pas non plus l'inbroglio de cables qui sortaient de ce rack, heureusement que j'avais tout étiqueté !!! Les transfos n'étaient pas tous de haute qualité (les petits bleus carrés n'étaient pas extraordinaires), il s'agissait pour la plupart de transfos récupérés dans des systèmes de contrôle de présence BF, où la qualité en terme de linéarité de la bande passante n'était pas le critère premier de leur choix. Mais même avec une (très) légère perte de qualité audio pour certains équipements (expandeurs), j'avais gagné sur tout l'ensemble. A ce jour, j'utilise encore des transfos BF, mais beaucoup moins qu'à l'époque (je n'ai plus mes baies et travaille beaucoup plus avec du "virtuel", et oui). Pour quoi ? Pour mon quadruple ampli casque Behringer PowerPlay Pro HA4700.
En résumé...
- Dans la mesure du possible, n'utiliser que des liaisons symétriques.- Utiliser un transformateur BF pour raccorder une connection asymétrique avec une connection symétrique.
- Si vous ne pouvez utiliser de transformateur BF pour raccorder une connection asymétrique avec une connection symétrique, utiliser un cable adapté.
- Tout cable asymétrique ne doit pas dépasser une longueur de 3 mètres.
- Si vous voulez vraiment avoir la paix, passer au "tout numérique"...