LES DIFFERENTS TYPES

 

Klaus Blasquiz et Les Microphones



 

 

Les microphones au charbon

C'est le plus anciens des type de microphones. Celui-ci fonctionne sur le principe de la variation de la résistance de la poudre de charbon plus ou moins comprimée par la modulation d'un signal acoustique . C'est le microphone qui équipe encore plusieurs appareils téléphoniques, bien qu'il soit de plus en plus remplacé par le microphone électret pour cette usage. Tous les microphones à charbon demandent l'emploi d'une source de tension DC. Celle-ci fournit un courant qui est modulé par la variation de résistance du microphone. L'existence de cette source de polarisation et le bruit inèrant de la capsule sont les principaux défauts des microphones à charbon. De plus, sa faible bande passante est tout juste suffisante pour la parole.

 

Les microphones dynamiques à Bobine

Ces microphones utilisent une bobine en cuivre et une source magnétique (aimant) pour traduire les sons en tension électrique. Ce système a l'avantage d'être robuste, ce qui permet de le manipuler sans restrictions et de supporter de fortes pressions acoustiques (cuivres...). Cette robustesse se paie en revanche par une perte de définition dans les fréquences aigues. En effet, la bobine possède une inertie qui l'empêche de retranscrire fidèlement les hautes fréquences. Cette perte apparait généralement à partir de 15Khz, et interdit ce type de micro pour des prises de son où la fidélité est très importante. La présence d'une source magnétique évite au micro de recourir à une alimentation extérieure, mais ne permet pas au micro de produire un fort signal de sortie. En clair, ce micro trouve sa place sur scène, ou la mobilité est nécessaire et la qualité de son moins importante. Les micros adaptés au chant ont en plus l'avantage d'avoir une bande passante remontée vers les 5KHz (fréquences importantes pour la voix), et de proposer un filtre antivent (atténuation des problèmes avec les 'F', les 'S'...).

 

Les Microphones électrostatiques

Les microphones électrostatiques utilisent un condensateur, dont la capacité varie en fonction des mouvements de la membrane. Ce système permet une grande sensibilité dans les aigus, mais également dans les basses: ce type de micro est haut de gamme, et donc relativement cher. Le signal de sortie est d'un niveau élevé grâce à la présence d'un préampli, ce qui nécessite une alimentation, soit externe, soit fournie par la table de mixage par le cable XLR (alimentation fantôme). Les micros électrostatiques sont en revanche assez fragiles : ils ne supportent pas les chocs, ni les pressions acoustiques élevées. D'autre part, l'alimentation peut entrainer des bruits parasites ('buzz'), le micro est sensible à l'humidité et sa membrane électrostatique attire la poussière.

 

Les Microphones à électret

Les micros à électret utilisent le même système que les micros électrostatiques. La différence vient de la charge qui n'est plus fournie par une alimentation extérieure : le micro est en effet traité dès sa fabrication pour être chargé en permanence. Ce type de micro est généralement moins onéreux que les micros électrostatiques. En revanche, il produit plus de souffle et sa charge s'atténue avec le temps, ce qui le rend de moins en moins efficace et limite sa durée de vie (à plusieurs années tout de même). Ce type de micro nécessite parfois une alimentation supplémentaire, soit à l'aide d'une pile, soit par alimentation fantôme. Les problèmes relatifs à l'humidité et à la poussière sont les mêmes que pour le micro électrostatique, puisque dans les deux cas, la membrane est électrostatique.

 

Le micro à réflecteur parabolique

C'est un micro réservé aux professionnels qui désirent capter un son provenant d'une bonne distance (espionnage, prise de son animalier, cinéma, sauvetage). Il se compose d'une parabole qui réfléchit le son vers une capsule.

 

Les Hydrophones

Le son voyage environ quatre fois plus vite dans l'eau que dans l'air, et il voyage beaucoup plus loin. Pour étudier les sons de la mer, les scientifiques utilisent des microphones étanches qu'on appelle hydrophones. Ils sont nos oreilles sous la mer ! Ces appareils sont destinés à la réception. Ils comportent un ou plusieurs cristaux, de quartz à l'origine, actuellement constitués de céramiques amorphes, polarisées par le passage d'un fort courant électrique; un préamplificateur est très souvent incorporé à l'hydrophone. Leur sensibilité est constante sur une bande de plusieurs octaves.

 

Les microphones pour guitares électriques

Les microphones pour guitares électriques sont un peu particuliers car ils ne captent pas le son à proprement parler mais plutôt les vibrations des cordes. En effet, ces micros sont constitués d'un (ou plusieurs) coeur magnetique entouré de solénoïdes de cuivres, ainsi, lorsque la corde métalique vibre, elle créée un courant induit dans le microphone. Les micros sont disposés sous les cordes, en travers comme le montrent les photos ci-contre. Les guitares à un micro sont assez rares, on trouve le plus souvent des systèmes à deux ou trois micros : un micro près du manche, un micro près du chevalet et si on le désire un micro entre les deux précédents (Milieu). Lorsqu'on utilise une guitare avec un manche de 24 cases ou plus, l'espace disponible entre le manche et le chevalet est plutôt réduit. On y placera deux micro double bobinage et rarement un milieu ou alors à simple bobinage pour être moins encombrant. La cage de résonance formée du sillet, des doigts du musicien et du pontet n'est pas parfaite. En effet, les harmoniques de la note ne sont pas disponibles de manière identique le long de la corde et certaines fréquences proches de la note ne sont pas complètement supprimées. Par exemple, l'accumulation des harmoniques hautes près du pontet va rendre le son très riche au niveau du micro placé ici. D'autre part, la flexibilité de la corde au niveau de la fixation du manche va rendre le son très riche en fréquence proches de la note jouée. Cet effet est progressif le long de la corde. On choisira donc un micro sensible aux aigues pour fixer près du chevalet et plus sensible aux graves pour fixer près du manche.

 

Les microphones optique LIRE

 

LA DIRECTIVITE D'UN MICROPHONE
(Paul White)

 

CARACTÉRISTIQUES

Tous les microphones ne captent pas le son de la même manière. Leur choix dépendra donc de la tâche à accomplir. Certains perçoivent les sons avec un même rendement quelle que soit la direction dont ils proviennent. En d’autres termes, vous ne devrez pas pointer ce type de micro directement vers la source sonore car il sera à même “d’entendre” uniformément dans toutes les directions. D’autres micros ont été conçus afin de capter principalement les sons issus d’une direction unique, tandis que d’autres saisiront les sons en provenance de l’avant et de l’arrière mais pas des côtés.

OMNIDIRECTIONNEL

Si le diaphragme d’un micro est fixé devant une enceinte rigide fermée, la pression d’air à l’arrière du diaphragme sera alors quasi constante, tandis que, sur la face ouverte à l’air, elle variera en fonction du son qui frappera le micro. La figure ci-dessous en montre le fonctionnement. Du fait que ce type de micro répond directement aux variations de pression d’air, on l’appelle microphone à pression. Ces variations étant indépendantes de la direction d’où provient le son, un micro à pression sera en conséquence omnidirectionnel.

En pratique, Il est nécessaire de prévoir un petit trou de décompression dans la cavité étanche pour permettre à l’air de s’échapper afin de compenser toute variation de pression d’air extérieure. Sans ce petit trou, notre micro se comporterait comme un baromètre !

Cependant, comme le corps du microphone constitue, jusqu’à un certain point, un obstacle au champ sonore, la réponse omnidirectionnelle est souvent loin d’être parfaite. En général, le résultat de ce phénomène est une moindre sensibilité du micro aux hautes fréquences provenant de l’arrière et des côtés par rapport à celles d’incidence frontale.

En théorie, un micro omnidirectionnel parfait devrait être infiniment petit afin de ne pas interférer avec le champ sonore, néanmoins, comme cela est impossible à réaliser dans la pratique, il faut accepter certains compromis. Heureusement, ceux-ci ne doivent pas être importants.

Par ailleurs, les micros omnidirectionnels ne sont pas affectés de l’effet de proximité inhérent aux principes des cardioïdes et bidirectionnels.

BIDIRECTIONNEL (EN FORME DE HUIT)

Le micro à diagramme polaire bidirectionnel (aussi appelé “en forme de huit’) utilise un diaphragme dont les deux faces sont ouvertes à l’air. Il est facile de comprendre comment celui-ci capte les sons en provenance des directions frontale et arrière, mais il faut aussi savoir pourquoi il n’est pas sensible aux sons d’origine latérale. La réponse est assez simple lorsqu’on y réfléchit. Un son de provenance latérale atteindra au même moment chacune des faces du diaphragme, la pression de l’air y sera donc toujours égale. Alors, s’il n’y a pas de différence de pression, le diaphragme ne bougera pas et, en conséquence, aucun signal électrique ne sera produit. . Du fait que ce type de micro se fonde sur la différence de pression présente entre ses faces avant et arrière, on l’appelle microphone à gradient de pression. A cause de ce procédé, il sera affecté par l’effet de proximité.

CARDIOIDE

Le micro directionnel ou cardioïde est identique à celui en forme de huit ou bidirectionnel, excepté qu’il utilise un labyrinthe acoustique spécialement étudié afin de retarder les signaux atteignant la face arrière de son diaphragme. La conception de ce labyrinthe acoustique est cruciale et les meilleurs fabricants gardent jalousement leurs recettes. Néanmoins, le résultat fait que les sons arrivant à l’avant du micro créent une différence de pression par rapport à l’arrière du diaphragme, tandis que ceux provenant de l’arrière et des côtés occasionnent une pression identique sur ses deux faces.

D’après ce que nous avons appris jusqu’à présent, les sons d’incidence frontale engendreront un mouvement du diaphragme et ceux en provenance des autres côtés n’en créeront idéalement aucun. En réalité, les sons d’origine latérale sont toujours captés jusqu’à un certain point, mais beaucoup moins que ceux de l’avant, ce qui donne naissance à un diagramme polaire en forme de cœur, appelé aussi cardioïde. On peut voir, sur la figure suivante, un schéma simplifié de microphone unidirectionnel.

Un micro encore plus directionnel sera super-cardioïde ou hypercardioïde. Il est possible de concevoir un hypercardioïde extrême en plaçant la capsule microphonique au fond d’une structure tubulaire complexe faisant office de réseau d’interférence. A cause de leur aspect, ces micros sont souvent appelés micros "fusils" ou “canons”. Ces derniers sont fréquemment utilisés comme micros ponctuels d’appoint lors de représentations scéniques interdisant de placer un micro près de l’artiste pour ne pas perturber l’aspect visuel du programme. Ils sont également très utiles pour l’enregistrement d’animaux dans la nature et pour certains travaux de surveillance. Leur conception les rendant Inefficaces aux basses fréquences, ils sont donc rarement employés pour des applications de studio. En outre, tous les micros cardioïdes sont affectés de l’effet de proximité.

EFFET DE PROXIMITÉ

Les microphones à gradient de pression (les cardioïdes et les bidirectionnels) sont tous affectés de l’effet de proximité caractérisé par une amplification des basses fréquences lorsque la source sonore se trouve très proche du micro. Cela provient du fait que les longueurs des trajets parcourus par les sons atteignant l’avant et l’arrière du diaphragme ne sont pas tout à fait identiques. Si la distance entre le micro et la source est très petite, ces différences sont alors nettement plus significatives et le déphasage entre les signaux donne naissance à ce relèvement caractéristique des basses fréquences. En général, cela se produit lorsque la distance source/micro est égale ou inférieure à cinq centimètres, ce phénomène étant utilisé par certains chanteurs afin de modifier leur prestation.

QUALITÉS

Ces différents diagrammes polaires permettent l’utilisation de micros dans des situations variées. Le directionnel (ou cardioïde), par exemple, est employé lorsque des sons d’incidence hors-axe et non désirés (comme la réverbération du local ou la diaphonie acoustique due à d’autres instruments) doivent être évités au maximum. C’est généralement le cas dans les studios d’enregistrement lorsque plusieurs musiciens Jouent très près les uns des autres ou lors de la prise de son d’une batterie quand la proximité des différentes caisses constitue un problème encore plus ardu. Il faut cependant garder à l’esprit que c’est un mal (pour ainsi dire) inévitable et que ces sons captés par diaphonie acoustique seront colorés par la réponse en fréquence hors-axe des microphones.

La séparation étant particulièrement d’importance dans les situations “live”, les micros cardioïdes sont fréquemment utilisés en sonorisation.

En général, le micro bidirectionnel (en forme de huit) n’est utilisé que pour quelques applications spécialisées, telle la prise de son stéréophonique. Il fut très populaire à une certaine époque pour l’enregistrement de choristes ou d’interviews puisque deux personnes peuvent se partager un seul micro: l’une devant et l’autre derrière.

Les microphones omnidirectionnels ont, intrinsèquement, un son plus naturel que les cardioïdes puisqu’ils n’ont nullement besoin d’évents mécaniques pour modifier leur caractéristique directionnelle. Cela signifie que même les sons d’incidence hors-axe seront reproduits fidèlement. Par rapport aux cardioïdes, une immunité plus élevée aux bruits de manipulation, l’absence d’effet de proximité et une meilleure aptitude à supporter des niveaux de pression sonore importants constituent des avantages supplémentaires.

Ils sont souvent utilisés lors de conférences, pour la réalisation de programmes radiophoniques afin de capter un groupe d’interlocuteurs répartis autour d’une table, mais aussi lors de l’enregistrement de musique “sérieuse”, tant pour la prise de son d’instruments solo ou de voix que pour un travail stéréo spécifique. La figure ci-dessous illustre, sous forme graphique, les diagrammes polaires produits par les différents micros de studio.

Même dans des situations où la séparation constitue une exigence primordiale, on pourrait affirmer que les omnis procurent un résultat plus naturel, puisque toute diaphonie acoustique d’incidence hors-axe sera enregistrée fidèlement plutôt que d’être distordue par une réponse hors-axe imparfaite, comme avec la plupart des micros cardioïdes. La figure suivante montre les distances relatives auxquelles doivent être positionnés les différents types de microphones par rapport à une source sonore située dans un local afin d’obtenir la même balance entre le son direct et le son réverbéré. Bien que le micro hypercardioïde soit conçu pour éliminer au maximum les sons d’incidence hors-axe, il est intéressant de remarquer qu'il n’est utilisable qu’à une distance légèrement supérieure au double de celle de l’omni.

CONSTRUCTION

Le transducteur, qui convertit le son en électricité, est intégré dans la partie du micro appelée capsule. Celle-ci est généralement installée derrière une grille de protection, le reste du corps du micro étant destiné à faciliter sa prise en main et à contenir l’électronique, les transformateurs et les connecteurs nécessaires. Quel que soit le principe selon lequel le micro travaille, la taille réelle du diaphragme est importante comme nous l’expliquerons dans le chapitre traitant des dimensions de la capsule.

Les micros de studio et de scène utilisent un système de suspension afin de minimiser le niveau des bruits de manipulation atteignant la capsule. Par ailleurs, la grille de protection comprend très souvent une bonnette à mailles fines pour réduire le niveau des explosives sur les voix. Comme nous le verrons par la suite, ces bonnettes sont d’une efficacité limitée et, de ce fait, un système “antipop” externe est souvent nécessaire afin de réaliser un travail de qualité. Heureusement, il est possible de les bricoler soi-même, cela pour un coût négligeable. (du papier toilette, un collant... par exemple)

MICROPHONES DYNAMIQUES

Le microphone dynamique (ou à bobine mobile) travaille à peu près selon le même principe, mais à une échelle nettement plus petite, que les générateurs qui nous fournissent l’électricité domestique. Un diaphragme léger et circulaire, généralement constitué d’un mince film de plastique, est attaché à une très petite bobine qui, à son tour, s’emboîte dans l’entrefer d’un aimant permanent en vue de se mouvoir librement entre les pôles nord et sud de ce dernier.

En ce sens, le montage d’un microphone dynamique ressemble beaucoup à celui d’un haut-parleur à bobine mobile, excepté que ce dernier fonctionne en sens inverse puisqu’il retransforme un signal électrique en son.

Quand le diaphragme se meut d’avant en arrière en réponse au son qui le frappe, la bobine, mécaniquement solidaire, bouge dans l’entrefer générant ainsi un courant électrique au sein du bobinage. Ce courant est très faible mais pourra sans problème être amplifié jusqu’à un niveau utile au moyen d’un préampli comme celui qui équipe les circuits d’entrée d’une table de mixage par exemple.

AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS

Les micros dynamiques ont de nombreux avantages par rapport à d’autres types de micros: ils sont relativement peu chers à fabriquer et très robustes, ce qui veut dire qu’on les utilise aussi bien sur scène qu’en studio. Ils sont également à même de tolérer des niveaux de pression acoustique extrêmement élevés et n’ont pas besoin d’alimentation, le micro lui-même ne contenant aucun circuit électronique.

Néanmoins, ils ont aussi leurs inconvénients. Le premier est que le mouvement du diaphragme est, Jusqu’à un certain point, freiné par la masse de la bobine qui lui est attachée. Plus le diaphragme essaie de se mouvoir rapidement, plus l’inertie de la bobine le contrarie, entraînant ainsi une perte de sensibilité aux hautes fréquences. En pratique, un micro dynamique conventionnel est conçu pour fonctionner efficacement jusqu’à 16 kHz, fréquence au-delà de laquelle sa sensibilité aura tendance a chuter de manière significative.

Certaines améliorations récentes ont été obtenues par l’utilisation d’un nouveau matériau pour sa structure magnétique: le néodyme. Ce dernier fournit un champ magnétique plus intense, autorisant ainsi l’emploi d’une bobine plus courte. Une bobine plus courte signifie une masse plus faible, ce qui permet au diaphragme de se mouvoir plus librement aux hautes fréquences. Il y a actuellement des divergences de vue entre les fabricants quant à l’évaluation des avantages réels du néodyme. Cependant, de nombreux modèles du marché peuvent se vanter d’une réponse en fréquence excédant les 20 kHz.

L’autre grand inconvénient des micros dynamiques réside dans la relative faiblesse du signal qu’ils délivrent en sortie, nécessitant de ce fait une amplification importante. Si les sons que l’on doit capter sont modérément forts et proches du micro, cela ne constitue pas un problème, mais des sons faibles et/ou distants exigeront souvent une amplification telle que le résultat deviendra trop bruyant. C’est pour cette raison que le micro dynamique est rarement employé pour enregistrer des instruments comme la guitare acoustique, par exemple, car il est difficile de positionner le micro suffisamment près de l’instrument pour capter un niveau de son raisonnable sans compromettre le rendu de son timbre global.

DIMENSIONS DE LA CAPSULE

Il existe un malentendu courant affirmant que les micros dynamiques ne peuvent générer du bruit par eux-mêmes puisqu’ils ne possèdent aucun circuit actif. La vérité est que tout circuit comportant une résistance électrique produit du bruit électrique -plus élevée est la résistance et plus Important sera le bruit. En outre, l’impact individuel des molécules d’air sur le diaphragme de n’importe quel type de microphone génère du bruit, tout comme chaque particule d’oxyde d’une bande magnétique contribue à son souffle général.

Un grand diaphragme est un atout du point de vue bruit puisque la représentation du son est construite à partir de l’impact d’un nombre plus important de molécules d air. Cela procure, statistiquement, un meilleur résultat - tout comme une bande magnétique plus large ou une vitesse de défilement plus élevée donne moins de souffle - mais de grands diaphragmes entraînent, comme nous l’avons déjà remarqué, des compromis dans d’autres domaines...

Les sons frappant le micro frontalement atteindront toutes les parties du diaphragme plus ou moins en même temps, tandis que les sons de provenance angulaire atteindront, eux, une de ses faces avant l’autre. De ce fait, certaines des fréquences les plus élevées s’annuleront par opposition de phase entraînant ainsi une détérioration de la réponse dans l’aigu pour les sons d’incidence hors-axe. En outre, plus grand est le diaphragme, plus Important sera le bruit de manipulation du micro. En effet, si le micro est heurté ou déplacé brusquement, vu l’inertie plus importante du diaphragme, celui-ci essayera de se maintenir au même endroit, ce qui signifie qu’il se déplacera par rapport au reste de la capsule. Et le mouvement entre le diaphragme et l’assemblage magnétique est précisément le mécanisme qui crée un signal de sortie!

L’autre Inconvénient d’un diaphragme de grand diamètre est dû à la taille Importante du micro qui Interférera avec le champ sonore qu’il tente de capter, cela particulièrement aux hautes fréquences où les longueurs d’onde sont les plus courtes. Dans la plupart des cas, le diamètre du diaphragme est un compromis calculé qui différera selon les modèles en fonction des applications envisagées. Point positif cependant : la fréquence de résonance plus basse pour une capsule à grand diaphragme le rendra plus apte à la prise de son d’instruments graves.

En général, les micros dynamiques sont disponibles en versions omnidirectionnelle et cardioïde, cette dernière se subdivisant en cardioïdes larges, normaux et hyper; l’hypercardioïde étant le plus directionnel des trois types de cardio.

Du fait de la constitution physique des capsules des micros dynamiques, il semble Impossible d’utiliser plus d’un diaphragme, ce qui veut dire que chaque modèle est normalement conçu pour n’offrir qu’un seul type de réponse directionnelle.

LES MICROPHONES A RUBAN

Le micro à ruban fonctionne selon le même principe électrique que le dynamique excepté qu’un mince ruban conducteur fait fonction à la fois de diaphragme et de bobine mobile. C’est l’équivalent électrique d’un micro dynamique qui serait équipé d’une bobine constituée d’une seule spire. De ce fait, une faible tension électrique apparaîtra aux bornes du ruban en fonction du son qui le frappe. La figure ci-dessous illustre la conception d’un tel microphone. Comme le signal électrique fourni par le ruban est particulièrement faible, un transformateur est inséré dans le circuit afin d’élever la tension de sortie jusqu’à un niveau acceptable.

Un micro à ruban bien conçu est susceptible d’avoir une réponse en fréquence plane dépassant facilement les 20 kHz. La nature double-face du ruban donne en général naissance à un micro à gradient de pression dont le diagramme polaire est bidirectionnel (en forme de huit), bien que certains modèles ‘adaptés soient disponibles avec des caractéristiques plus directionnelles.

On pourrait reprocher aux micros à ruban de ne pas offrir d’avantage réel par rapport aux dynamiques et de présenter, jusqu’il y a peu, l’inconvénient majeur d’être très fragiles. Néanmoins, comme dans toutes choses, la technologie a évolué et les micros à ruban modernes sont relativement solides. De plus, des Innovations, comme le ruban ‘imprimé” où un film métallique est déposé sur une légère membrane en plastique, donnent au ruban une fiabilité plus élevée et une réponse en fréquence plus étendue. Par ailleurs, les micros à ruban sont également prisés pour l’enregistrement de musique classique, car ils possèdent un son subjectivement plus doux que de nombreux dynamiques et électrostatiques.

MICROPHONES À CONDENSATEUR (ÉLECTROSTATIQUES)

Un condensateur est tout simplement constitué de deux plaques métalliques, parallèles et séparées par un Isolant, aux bornes desquelles se trouve stockée une charge électrique. Pour ceux que les aspects techniques intéressent, sachez que la formule du condensateur est la suivante:

Q = CxV

- où Q est la charge électrique exprimée en coulombs, C la capacité en farads et V la différence de potentiel, en volts, aux bornes des deux plaques.

Si l’on fait varier la capacitance en modifiant la distance existant entre les deux plaques, la tension aux bornes de celles-ci changera. De ce fait, un courant parcoura le condensateur et s’écoulera au travers de la résistance qui le relie à l’alimentation. En recueillant la tension aux bornes de cette résistance au moyen d’un préampli de haute impédance, Il est possible d’en extraire un signal.

Un micro à condensateur comprend deux plaques de ce genre, l’une est une pièce de métal fixe et l’autre un très mince diaphragme flexible en plastique sur lequel une couche métallique extrêmement mince a été évaporée, cela afin de le rendre électriquement conducteur. Si les plaques sont chargées électriquement, tout mouvement du diaphragme modifiera la capacitance pendant un court Instant et, ainsi, la tension aux bornes de la résistance variera proportionnellement au courant qui la traverse.

CHARGE

En plus de la capsule électrostatique, le micro doit pouvoir fournir une charge électrique aux plaques. En général, cette dernière est délivrée par une alimentation fantôme de 48 volts provenant de la console ou via une alimentation séparée.

Afin de suivre les variations de tension sans toutefois permettre à la charge électrique de s’échapper, on utilise un préampli à très haute Impédance d’entrée. Dans les premiers modèles, on employait des tubes. Cependant, à l’heure actuelle, il est plus courant d’y trouver des transistors à effet de champ ou ‘FET” (Field Effect Transistor). Toutefois, les conceptions à tubes sont toujours prisées et d’anciens modèles - en bon état - changent de propriétaire pour des prix assez considérables. Cela, du fait que l’électronique à tube a tendance à colorer subtilement le son d’une manière que certains ingénieurs du son et producteurs trouvent particulièrement séduisante.

Outre le fait d’être moins chers, les transistors à effet de champ n’exigent pas les courants de préchauffage importants que réclament les tubes. Ainsi, le préampli peut également être alimenté par l’alimentation fantôme et aucun boîtier supplémentaire ne sera donc requis: tout est incorporé dans le corps du microphone. La figure ci-dessous illustre le schéma interne d’un micro électrostatique typique. Remarquez que la plaque arrière est perforée afin que l’air puisse facilement la traverser.

Comparé au micro dynamique (c’est-à-dire à bobine mobile), l’électrostatique semble plutôt compliqué, complexité reflétée d’ailleurs par son prix. Néanmoins, par rapport aux autres types de micros, le système offre de nombreux avantages réels et la majorité des travaux d’enregistrement sérieux sont réalisés au moyen de micros électrostatiques.

AVANTAGES

L’avantage primordial du système électrostatique est sans doute que son diaphragme en plastique métallisé est très mince (quelques microns d’épaisseur) et par conséquent très léger. Un moindre poids signifie moins d’inertie, ce qui permet au diaphragme de répondre à de plus hautes fréquences que le micro dynamique et, comme le diaphragme est plus facile à mettre en mouvement, le système en devient d’autant plus efficace. Avec l’aide d’un préampli incorporé de haute qualité, les micros à condensateur sont donc les meilleurs du point de vue bruit et possèdent, par rapport à n’importe quel autre micro de studio, la sensibilité la plus élevée aux hautes fréquences. Leur réponse excède en effet facilement l’étendue de l’audition humaine, cela aux deux extrémités - grave et aiguë - du spectre audio.

Il est possible de fabriquer des micros à condensateur ayant n’importe quel diagramme polaire et l’on trouve fréquemment dans les studios des systèmes utilisant un nombre de diaphragmes égal ou supérieur à deux. Ce type de conception permet de passer d’une caractéristique directionnelle à l’autre par simple commutation.

PERFECTIONNEMENTS

Les micros électrostatiques courants sont suffisamment robustes pour être utilisés tant sur scène qu’en studio, mais beaucoup souffrent encore de pertes de sensibilité lorsqu’ils sont employés dans des atmosphères très humides. Même dans un studio équipé de conditionnement d’air, l’humidité due à l’haleine d’un chanteur peut constituer un problème. La raison en est assez simple: l’humidité forme un chemin conducteur qui autorise la fuite de la charge électrique de la capsule.

CONDENSATEUR À POLARISATION HF (RF)

La firme Sennheiser (RFA) a ressuscité un système qui fut utilisé aux tous premiers jours des micros à condensateur et l’a amélioré à un tel point que ses avantages sont déterminants. Leur recette est basée sur la polarisation de la capsule, non pas avec une charge électrique fixe, mais bien au moyen d’une tension alternant très rapidement. Cette dernière est fournie par un oscillateur tournant à la fréquence de 8 MHz, ce qui a donné son nom à cette technique: HF (haute fréquence) ou RF (radio fréquence). Le signai audio se trouve superposé à cette oscillation haute fréquence, exactement comme la musique sur un signal de radio en modulation de fréquence (FM). Le circuit incorporé dans le corps du micro en extraira la fréquence audio avant de la fournir comme signai de sortie normal.

Une capsule haute fréquence travaillant selon ce principe a, de manière inhérente, une haute impédance et, de ce fait, l’humidité contenue dans l’air n’a plus d’effet significatif sur sa sensibilité. Les toutes premières réalisations RF étaient instables, bruyantes et susceptibles de générer certaines formes d’interférence radio. Toutefois, la technologie a depuis lors parcouru un long chemin et la version moderne du procédé constitue l’aboutissement ultime de la conception du micro à condensateur. La figure ci-dessous illustre le schéma d’un micro RF typique.

SYMÉTRIE

Une autre limite du micro à condensateur traditionnel est que sa capsule n’est pas symétrique, ni électriquement, ni acoustiquement. Quand le diaphragme se rapproche de la plaque arrière, l’impédance acoustique n’est pas la même que lorsqu’il s’en éloigne, car l’espacement est légèrement différent. Il en va de même pour l’attraction électrostatique exercée sur le diaphragme en raison du champ électrique qui le sépare de la plaque arrière. Sennheiser (toujours) a résolu ce problème en construisant un microphone avec deux plaques perforées: l’une devant le diaphragme et l’autre derrière. Comme elles font toutes deux partie du circuit électrique, elles sont symétriques tant électriquement qu’acoustiquement, cela dans les limites imposées par la précision de fabrication.

Ces deux techniques sont mises en pratique dans la série MKH des microphones de cette marque; ces derniers offrant un rapport signal/bruit supérieur de 6 à 8 dB par rapport à leurs équivalents concurrents. La construction symétrique réduit aussi de manière significative la distorsion d’intermodulation.

DISTORSION D’INTERMODULATION

Pour expliquer le problème brièvement, nous dirons que la distorsion d’intermodulation se manifeste d’elle-même dans un système qui d’une certaine manière est non linéaire, comme, par exemple, une capsule asymétrique. Il en résulte que lorsque deux fréquences différentes sont appliquées en même temps au micro, son signal contient de surcroît en sortie des produits de faibles niveaux égaux à la somme et à la différence de ces deux fréquences. Par exemple, une fréquence de 2 kHz et une autre de 3 kHz auront des produits d’intermodulation égaux à 1 kHz et à 5 kHz. Même si la quantité d’intermodulation est habituellement très faible, elle affecte néanmoins la qualité sonore généralement perçue et est responsable de la sonorité dure et confuse d’un micro qui est, par ailleurs, de bonne qualité. Une amélioration de la linéarité de la capsule réduit cet effet indésirable.

ÉLECTRETS

Les micros à électret travaillent selon un principe quasi identique à celui du micro à condensateur et existent maintenant depuis de nombreuses années. La différence principale est que la charge électrique sur le diaphragme n’est pas fournie par une alimentation, mais appliquée de manière permanente au moment de la fabrication. Le procédé exact de fabrication constitue un secret industriel. Nous savons cependant que les éléments porteurs de charge des premiers modèles étaient construits dans le matériel isolant constituant le diaphragme. Ceux-ci étaient faits d’un plastique hautement isolant (Téflon ou Mylar) afin de maintenir la charge intacte durant de nombreuses années. Un préampli à transistors à effet de champ était toujours nécessaire pour traiter le signal en provenance de la capsule, ce préampli fonctionnant grâce à des piles incorporées dans le corps du micro.

Cependant, le vrai problème - lié au procédé même de charge d’un diaphragme - réside dans le fait qu’il faut un diaphragme plus épais et par conséquent plus lourd que celui en plastique métallisé d’un micro électrostatique conventionnel. Et comme nous l’avons vu dans le chapitre consacré aux micros dynamiques, cela signifie une perte de sensibilité dans la réponse aux fréquences élevées. Même ainsi, le micro est d’une construction très économique et n’a pas besoin d’alimentation externe ou fantôme (la plupart fonctionnent avec une pile de 1,5 volt). Ces micros furent utilisés massivement dans les équipements audio domestiques, tels que les enregistreurs à cassettes, par exemple.

Les améliorations apparues dans la technologie du diaphragme ont permis la construction de meilleurs micros travaillant selon ce principe. Cependant, l’amélioration capitale fut sans conteste l’électret “arrière” (Back-electret). Ce dernier fonctionne, dans les grandes lignes, selon le même principe, mais avec une différence très importante: le matériau porteur de la charge électrique permanente est fixé sur la plaque arrière qui demeure stationnaire; ce qui permet au diaphragme mobile d’être réalisé avec le même matériau que celui utilisé pour les vrais micros électrostatiques.

La technologie “Back-electret” a permis la production d’une nouvelle gamme de micros de bon rapport qualité/prix avec quasiment tous les avantages du micro électrostatique pour environ le prix d’un micro dynamique moyen. L’idée peut sembler évidente, mais le procédé de fabrication a nécessité beaucoup de recherches. Il fut, en effet, très difficile de trouver un moyen fiable de faire adhérer le matériau chargé à la plaque arrière.

(Paul White)

 

Le microphone omnidirectionnel
ne privilégie aucune provenance. Il est donc particulièrement adapté pour enregistrer des sons d'ambiance.
Le micro cardioïde
est définit par sa directivité vers l'avant, mais surtout par le fait qu'il capte peu les sons provenant de l'arrière. C'est pourquoi il est le microphone privilégié des chanteurs sur scène, car le risque de feedback avec un retour de scène est limité.
Le micro hypercardioïde
ressemble à un microphone cardioïde mais dont les angles morts diffèrent. De ce fait, il est adapté aux chanteurs utilisant deux retours de scène.
Le micro bidirectionnel
est sensible aux sons provenant de l'avant et de l'arrière. Il est donc indiqué pour les duos, ou pour être placé entre deux éléments (caise claire-charley, par exemple)
Le microphone canon
possède une forte directivité vers l'avant. Il est donc indiqué pour capter les sons d'une source éloignée en limitant les bruits parasites. Idéal pour capter une source éloignée (documentaires animaliers...)

 

A SUIVRE...