Comment le câble ou l'antenne collective peuvent-ils perturber ma chaîne ?

Si votre installation audio-vidéo est reliée au “câble“, à une installation collective ou même encore à un amplificateur d'antenne, elle peut voir sa qualité sonore se dégrader par cette liaison sans que vous compreniez pourquoi (remarque valable aussi en vidéo).
Différents éléments de la chaîne ont besoin d'être reliés à une source d'information extérieure par une antenne. C'est le cas du tuner, du magnétoscope, de la télévision, du récepteur satellite ou du récepteur numérique du “câble“. Comme ces appareils sont aussi reliés par des câbles de modulation à votre chaîne, ils peuvent induire des courants de fuite importants selon la qualité de la masse du câble d'antenne.
Une simple antenne passive évite les problèmes que nous allons décrire plus loin.
Une amplification d'antenne individuelle ou un décodeur satellite indépendant, pourront limiter les courants de fuite. Pour cela il suffira d'utiliser pour le branchement au secteur de ces appareils la même méthode que pour le branchement en phase des appareils.
Si vous êtes tributaire d'une antenne collective ou du “câble“, vous n'avez aucun moyen d'intervention sur la qualité et l'adaptation de la masse d'antenne qui risque d'être à un potentiel très différent.
Trois méthodes peuvent être appliquées avec une efficacité relative :
1) Choisir le ou les appareils directement liés à l'antenne comme référence de masse à la place du préampli. Indexer le préampli en premier pour obtenir le minimum de tension alternative avec le récepteur. Relier le préampli au récepteur par le câble de modulation et continuer comme décrit avec tous les autres appareils.
2) Placer un raccord “stop-courant“ d'isolation à l'arrivée d'antenne. Raccord difficile à se procurer.
3) Utiliser un câble de modulation à transformateur d'isolation qui laissera fonctionner le récepteur au potentiel de l'antenne, sans avoir besoin de rechercher son bon sens secteur, évitant ainsi les courants de fuite. La mise en phase des autres appareils se faisant normalement en ignorant le récepteur.

Quelle est l'influence du secteur sur la musicalité ?

Vous avez sans doute constaté qu'en modifiant le sens de branchement de votre prise secteur, la musicalité de votre chaîne change. Quelle est cette nouvelle magie qui affecte vos précieux appareils et perturbe cette quête de la vérité sonore ?
Plusieurs phénomènes ayant rapport au secteur peuvent modifier la musicalité de votre chaîne. Tout d'abord les composantes en fréquence différentes du 50 Hz original que nous appellerons les parasites et enfin la bonne adaptation au secteur des différents éléments en vue d'une transmission parfaite entre eux.
1) Le potentiel zéro :
Un signal audio se présente sous la forme d'une variation de tension alternative entre deux point : chaud et masse. Le potentiel de masse sert de référence et sa transmission à l'intérieur d'un amplificateur est " passive " et devrait se trouver en tous les points, malgré les courants, au même potentiel au même moment, ce qui est proprement utopique et laisse présager des difficultés rencontrées par les constructeurs lors de la conception des appareils.
2) Le transformateur d'alimentation :
Les appareils électroniques alimentés par le secteur sont dotés d'un transformateur d'alimentation qui a deux fonctions principales : adapter la tension à l'utilisation requise et isoler le circuit du potentiel secteur.
L'énergie électrique EDF 220 volts (en réalité 231 V) est fournie sous forme de tension par deux conducteurs de deux manières différentes selon les régions : 2 potentiels alternatifs inversées en phase de 110 volts chacun ou d'un potentiel alternatif de 220 volts et d'un "neutre".
Respectivement, dans les deux cas, le potentiel moyen 110/110 et celui du neutre devraient être proches de votre référence de "terre" locale (radiateur, conduite d'eau), ce qui n'est pas toujours le cas et expliquera que vous pourrez parfois ressentir du "courant" en passant la main sur les châssis.
En effet, l'isolement d'un transformateur entre primaire et secondaire est limité par la qualité de sa construction. Des fuites entre primaire et secondaire existent et créent un potentiel "naturel" de masse, qui n'est pas obligatoirement lié au potentiel de votre terre locale.
C'est normalement un troisième conducteur appelé "terre", au potentiel de votre habitation, qui est chargé, au prix d'un faible courant, de positionner le circuit au potentiel de masse local. Or ces "terres", fournies par l'EDF, sont généralement surchargées par les forts courants des appareils domestiques et ne peuvent plus être crédibles pour des appareils sensibles comme ceux de l'audio-vidéo. De plus, tous les appareils ne sont pas munis de terre.
Selon leur construction, les transformateurs d'alimentation ont une fuite, plus ou moins importante, qui peut être plus sensible d'un coté ou de l'autre de l'enroulement primaire du transformateur.
Ainsi, selon le type de secteur 110/110 ou 220/neutre, l'action de retourner la prise de courant aura des actions diverses :
- 110/110, changement de la phase du potentiel de fuite de même quantité.
- 220/neutre, changement de la phase et du niveau de potentiel de fuite, excepté si la fuite est équilibrée au centre de l'enroulement primaire (enroulement double équilibré).
On trouve sur certains appareils des transformateurs équilibrés qui à l'aide de deux doubles enroulements permettent d'équilibrer le potentiel de fuite au centre de chacun des enroulements. De cette manière, les appareils sont insensibles à l'inversion de la prise secteur. En contrepartie, le potentiel de fuite reste important et ne peux pas être abaissé comme dans un transfo simple.
Le changement de phase du potentiel de fuite d'un seul des appareils (par inversion du sens de la prise de courant) a pour conséquence de modifier la fréquence du courant de fuite de 50 à 100 Hz et vis et versa.

Le secteur est-il parfait ?

Le secteur qui alimente vos éléments audio-vidéo et dans lequel ils trouvent leur énergie n'est pas aussi parfait qu'il y parait. Des fréquences parasites, à des niveaux très faibles, altèrent la pureté du signal sinusoïdal à 50 Hz. Ces parasites ont différentes origines : signaux de commande ou données, parasites d'origine domestique et radiofréquences. En théorie, le filtrage de l'alimentation, grâce à ses énormes condensateurs, devrait venir à bout de ces signaux pernicieux. C'est d'ailleurs le cas pour la ou les tensions d'alimentation qui sont parfaites. Hélas, ces parasites affectent aussi les masses des circuits internes de chacun des éléments de la chaîne et manifestent leurs perturbations en modulant le courant d'équilibrage présent entre les différentes alimentations en circulant, en plus du signal, dans le conducteur froid du câble de liaison. La tension d'alimentation est soumise à des variations alternatives " absolues " qui s'ajoutent et gênent une transmission de signaux irréprochable entre éléments.

Comment se manifestent ces perturbations ?

Les fréquences parasites contenues dans le secteur se situent généralement hors du spectre audible. Elles se transmettent entre primaire et secondaire par effet capacitif et peuvent être détectées par l'une des nombreuses jonctions (diode, transistor) et se retrouver ainsi dans le spectre audible.
Dans tous les cas, les perturbations qui atteignent la masse se manifestent sous forme de courants parasites circulant entre appareils dans les câbles de liaison, plus exactement dans le conducteur froid. Selon l'impédance de cette liaison, ces courants parasites déterminent une différence de potentiel de masse entre appareils qui altèrent le signal en créant une distorsion.
Vous comprendrez pourquoi la sonorité d'un câble est due en grande partie à son conducteur de masse.

Comment réduire les effets de ces perturbations ?

En ce qui concerne les fréquences parasites, l'utilisation d'un filtre secteur s'avère quasiment indispensable. Constitué de selfs et de condensateurs, à la manière de celui d'une enceinte, il éliminera les fréquences supérieures à 50 Hz sans opposer aucune résistance au passage du courant. Il est très important de préciser qu'il est absolument nécessaire de filtrer le secteur pour tous les appareils, faute de quoi les appareils "filtrés" seront pollués via les câbles de liaison par ceux qui ne sont pas filtrés.
Pour diminuer l'effet du courant d'équilibrage issu des fuites secteur, plusieurs mesures sont à prendre :
1) éliminer l'influence des appareils éteints. Le conducteur froid (ou masse) de votre câble de modulation est le plus important. C'est lui qui apporte la sonorité du câble en transmettant les variations locales de potentiel de masse. La plupart des appareils comportent un interrupteur de marche/arrêt " monopolaire ", c'est à dire que celui-ci interrompt le passage du courant dans le primaire du transformateur en coupant seulement l'un des deux circuits d'arrivée au transformateur. L'interrupteur, selon qu'il est placé coté "phase" ou coté neutre, aura lors de son arrêt différentes actions sur le potentiel de fuite. Arrêt côté neutre, le primaire du transformateur se trouve tout entier au potentiel de "phase". Arrêt côté phase, il se trouve alors au potentiel neutre. On imagine la modification des courants de masse que ces interruptions peuvent produire. La solution est de placer un interrupteur bipolaire à l'arrivée ou sur les cordons afin de rendre les appareils éteints complètement passifs. Un tableau de commande électrique indépendant est aussi un raffinement à envisager.
2) trouver le bon sens de la prise de courant. On peut utiliser un voltmètre à très haute impédance d'entrée. Si l'on a réalisé le montage d'interruption secteur bipolaire, ne laisser brancher que les appareils utilisés en commençant par la chaîne la plus sensible : CD - préampli - ampli - enceintes (si actives ou électrostatiques). Le cœur de la chaîne, qui sera en quelque sorte l'arbitre du "potentiel zéro", est le préamplificateur (ou l'amplificateur dans le cas d'un " intégré "). C'est à lui que sont reliées toutes les masses via les cordons. Il faut donc trouver son bon sens secteur en priorité. Mettre le préampli (ou l'ampli) en marche seul, déconnecté de tout autre élément actif et liaison. Placer le voltmètre en position "Volts alternatifs" aux environs de 100 volts. Mettre une des deux sondes de mesure en contact avec la masse d'une des fiches cinch/RCA du tableau arrière du préampli. Prendre l'autre sonde à la main. Trouver la bonne échelle de mesure de manière à ce que l'aiguille se déplace au moins au milieu du cadran, noter la valeur. Refaire la même manipulation après avoir inversé la fiche secteur et choisir la position de la fiche secteur pour laquelle la valeur est la plus faible. Cette position de la fiche secteur du préampli ne devra plus être modifiée par la suite et sera la référence de potentiel zéro sur laquelle nous réglerons les autres appareils.
Mettre tous les appareils en fonctionnement sans les relier entre eux, et en faisant bien attention que leurs châssis ne se touchent pas. Tour à tour, sur chacun d'eux, mesurer la tension alternative entre leur masse électrique présente sur leur fiche cinch/RCA de liaison et la masse du préampli réglé comme précédemment. Inverser la fiche secteur et choisir le sens dans lequel la tension mesurée est la plus faible. De cette manière, vous serez sûr que votre transmission modulation sera le moins possible entachée par de la distorsion produite par les courants de masse.
Ce voltmètre peut être remplacé par un détecteur de tension comme le ELFIX : le déroulement de la procédure reste le même.

Pourquoi un blindage ?

Les câbles reliant les amplis aux haut-parleurs ne sont pas blindés car ils conduisent de fortes intensités sous une faible impédance. De ce fait ils sont très peu sensibles aux parasites.
Pour les autres liaisons, il ne faut pas confondre blindage et isolant.
Le blindage est un écran conducteur chargé de drainer les pollutions vers la masse pour protéger les fils conducteurs. L'isolant est constitué d'un matériau non conducteur qui entoure les fils conducteurs et évite qu'ils ne se touchent entre eux. Il les protège aussi de la corrosion. C'est de ce matériau que proviennent les inconvénients de l'effet de mémoire. Le téflon PTFE est aujourd'hui le meilleur isolant connu. Seul l'air est l'isolant de référence, mais est peu utilisé car il ne protège pas de la corrosion.


Les câbles ont-ils un sens ?

Les câbles sont utilisés généralement dans le sens où leur écriture correspond au sens du signal pour plusieurs raisons.
Tout d'abord certains constructeurs ne câblent pas de la même manière le départ et l'arrivée du câble vis-à-vis du blindage (écran phantom). L'écriture, parfois agrémentée d'une flèche, sert de repère.
Ensuite, les câbles ont un son différent selon leur sens d'utilisation. Il est donc plus facile dans ce dernier cas de se repérer à l'écriture pour avoir le même son sur les deux canaux.

Quelle est la différence entre liaison symétrique et liaison asymétrique ?

Un signal électrique, qu'il soit analogique ou numérique, est basé sur une variation continuelle de potentiel en fonction du temps. Ceci sous-entend une transmission obligatoire par deux données dont la différence de potentiel est exprimée en volts. Cette valeur en volts est généralement attribuée à un seul point, l'autre point étant par défaut est la masse. Or la masse d'un appareil est souvent polluée et de qualité variable d'un point à l'autre des appareils. D'autre part, la transmission de signal d'un appareil à l'autre se fait à haute impédance et sans transfert d'énergie.
Dans une liaison symétrique, il y a trois conducteurs ayant chacun une fonction spécifique :
1) le fil de masse équilibre le potentiel de masse entre appareils au prix d'un léger courant,
2) le fil de point chaud correspond au fil de signal en phase,
3) le fil de point froid sert de référence de base pour le point chaud, en opposition de phase avec le signal.
Dans cette configuration, les deux points définissant la différence de potentiel correspondant au signal sont indépendants de la masse.
Dans une transmission asymétrique, le point froid et la masse sont confondus, ce qui crée une légère confusion (intermodulation) entre le retour du courant du signal et les courants d'équilibrage de masse.

Le câble neutre existe-t'il ?

Le câble neutre n'existe pas. Sa principale qualité est d'être le plus possible transparent, c'est à dire ne pas rajouter une esthétique sonore trop reconnaissable ou masquer des informations. Ce qui est difficile pour l'amateur, c'est l'appréciation des différences et surtout de ne pas tomber dans le piège des compensations entre câbles.

Possédant déjà une chaîne, puis-je trouver un intérêt dans le changement seul des câbles ?

Utiliser des câbles de qualité médiocre ou standard, c'est un peu comme rouler en voiture avec des pneus sous-dimensionnés : ils ne vous permettraient pas de tenir la route malgré un gros moteur.

Pourquoi, après tant d'années, les câbles de modulation audio prennent-ils soudainement autant d'importance ?

Il a fallu des années pour faire admettre l'importance des câbles dans la transmission des signaux audio. Pourtant, on ne sait toujours pas mesurer leur action sur un signal audio. Les mesures conventionnelles ne dénotent aucune différence, et les valeurs capacitives ne sont pas confirmées par l'écoute. Pourtant, une écoute en aveugle révèle les qualités respectives des différentes technologies de câbles.

On ne sait pas encore quantifier l'action des câbles ; comment peut-on les mettre au point ?

Tout d'abord, il a fallu beaucoup de temps pour faire admettre que l'oreille humaine pouvait "entendre" ce qui ne pouvait être mesuré ou était hors de sa bande passante. Dans la foulée, on s'est naturellement mis à douter des électroniques et à les écouter plus attentivement. Enfin, on a recherché ce qui pouvait se passer dans les câbles et à les comparer en modifiant certaines de leurs caractéristiques. Cette méthode empirique a permis de déterminer les recherches et définir leur orientation.
Certains phénomènes qui ont été mis en évidence par les spécialistes des transmissions, tel "l'effet de peau", sont maintenant bien connus. Cet effet est la particularité des hautes fréquences à ne se propager qu'à la surface des conducteurs ; il ne s'appliquait qu'à des fréquences supérieures à celles qui sont utilisées en audio. Il semblait alors invraisemblable que ces phénomènes aient une incidence quelconque sur l'écoute et pourtant...
Maintenant on connaît les principaux phénomènes pouvant se développer dans un câble et l'on a appris à les maîtriser : l'effet de peau, la capacité entre brins, la mémoire du diélectrique, l'induction entre brins, les phénomènes électrostatiques et la sensibilité aux pollutions radioélectriques et magnétiques.
Pour lutter contre ces phénomènes, les constructeurs font appel à des technologies qui ont recours à des matières nobles ou un savoir-faire complexe. On retrouve ainsi des matières comme le cuivre sans oxygène, mais aussi l'or, l'argent, le téflon et le carbone. Le type du tressage est aussi important et peut être très sophistiqué, jusqu'à des enchevêtrements complexes dans lesquels chaque brin peut être émaillé individuellement par un verni souple.

Comment puis-je améliorer les performances de ma chaîne par le câblage ?

Le câble est un élément passif, malgré la troublante présence de petites boîtes (elles-mêmes passives) à leurs extrémités. De ce fait il ne peut rien apporter ni ajouter mais seulement enlever, masquer ou agencer différemment les fréquences.
Ensuite, si le câble, grâce à ses préférences sonores ou ses légers agencements acoustiques peut être utilisé comme un "soft égaliseur", il doit être choisi expressément sur les éléments définitifs de la chaîne. Il faut aussi se méfier des effets compensateurs entre câbles de caractères opposés qui, bien que pouvant donner un résultat acceptable, rendront la chaîne très typée et pénaliseront, avec un égal bonheur, le fonctionnement des autres sources.
Pour résoudre le problème, il est nécessaire de procéder méthodiquement à un check-up complet des liaisons pour ne pas se fourvoyer. 3 zones se dégagent, à savoir les sources et leurs liaisons, la liaison préampli-ampli et les câbles HP. C'est par ces derniers câbles que devra commencer la mise au point.
Elément déterminant du système, le câble d'enceinte doit concilier les trois éléments les plus versatiles de la chaîne : l'ampli de puissance, les enceintes et le local. Les différents amplis varient considérablement dans la restitution en "matière" selon les fréquences.
Les qualités des enceintes varient aussi dans de larges proportions. Entre une enceinte à haut rendement à chambre de compression, approchant les 100 dB, et certaines anglaises aux HP en polycarbonate lourdement enduits pour supprimer toutes les colorations, un monde existe et des solutions différentes aussi.

Qu'est ce que le téflon ?

Le téflon est une matière dont la stabilité est inconditionnelle. De ce fait il possède des qualités exclusives qui le font apprécier dans différentes situations :
o auto-lubrifiant : au frottement il ne dégage aucune chaleur, ce qui est à rapprocher de l'absence de formation d'électricité statique.
o excellente isolation électrique : il supporte selon son épaisseur de hautes tensions.
o insolubilité et résistance aux différents solvants et acides, exception faite des huiles au fluorocarbone à des très hautes températures, de l'alcali en fusion et de la fluorine.
o souplesse et faible dilatation en fonction de la température.
La principale difficulté d'utilisation du PTFE est due à son point de fusion élevé. De nombreux dérivés ont donc été développés avec des qualités inférieures et un point de fusion abaissé qui autorisent une utilisation plus simple (FEP), mais qui permettent de “récupérer“ l'appellation téflon.
Le PTFE est utilisé comme diélectrique pour deux raisons principales :
- son insensibilité aux charges statiques qui lui évite un effet de mémoire.
- sa haute tenue mécanique qui assure un parfait maintient des brins serrés entre eux.
Ainsi les conducteurs isolés PTFE seront particulièrement appréciés pour la transmission de faibles signaux en raison de leur faible bruit rapporté et du parfait respect des signaux en phase par leur absence d'effet mémoire.

Quel est le rôle de l'impédance ?

L'impédance de votre enceinte représente la résistance que celle-ci oppose au courant audio fourni par l'ampli. L'impédance nominale d'une enceinte est fixée par le constructeur parmi les impédances standards : 4, 6, 8 ou 16 ohms. La courbe de l'enceinte ne devra pas descendre en dessous de 10% de cette valeur dans la bande de 100 à 2000 Hz. Il est nécessaire de se rappeler que la puissance est le produit de l'intensité par le voltage. Votre amplificateur fournit une tension de sortie définie par la tension de source et le gain que vous aurez déterminé par la position du potentiomètre. Grossièrement, on peut considérer que votre tension de sortie n'est que peu influencée par l'impédance de votre enceinte. Pour une même puissance fournie, la tension d'alimentation différera en fonction de l'impédance suivant la formule U2/R. Pour une puissance de 100 Watts, il faudra 20 Volts sur 4 ohms, ce qui créera un courant de 5 ampères (U=RI), et 28,28 volts sur 8 ohms, ce qui créera un courant de 3,53 ampères.
Comme vous pouvez le constater, pour une même puissance délivrée, pour une impédance donnée, on peut jouer sur la tension et/ou l'intensité. Pour optimiser leurs amplis, certains constructeurs jouent sur la possibilité en tension et en courant par le choix des enroulements secondaires du transformateur d'alimentation.
En règle générale il faut toujours que le réglage de l'impédance de l'ampli soit égale ou inférieure à l'impédance des enceintes, si cette possibilité existe.

Faut-il placer les amplis de puissance au pied des enceintes ?

On a pu constater l'influence néfaste des courants d'équilibrage de potentiels de masse circulant dans les blindages des câbles de modulation ce qui tenterait à démontrer qu'il ne faut pas rallonger exagérément ceux-ci. Comme d'autre part le câble de haut-parleur est moins cher que le câble de modulation, il semble judicieux de grouper les électroniques.

Qu'est le bi-câblage ?

Aujourd'hui, la plupart des constructeurs fournissent leurs enceintes avec un double bornier d'entrée pour une liaison en bi-câblage.
L'esprit est d'alimenter séparément les graves et les aigus d'une même enceinte par deux câbles différents au départ du même ampli. Pour cela le filtre de l'enceinte est scindé en deux et chaque partie ne comporte que les cellules de filtrage qui lui sont propres.
o Dans une configuration bi-amplification passive, les deux parties de l'enceinte sont alimentées séparément par deux amplificateurs recevant l'intégralité du signal.
o La bi-amplification active comporte un filtre actif qui répartit vers chacun des amplificateurs les bandes de fréquences qu'ils auront à reproduire. Dans ce cas, les amplificateurs doivent attaquer directement le haut-parleur qui leur correspond. Les filtres passifs devront être alors supprimés car les deux types de filtrage ne peuvent pas cohabiter. Sur une enceinte trois voies, il est toutefois possible d'être en bi-amplification active sur la coupure basse et en passif interne sur la coupure haute.

Quel est le rôle du filtre passif ?

La mise au point du filtre passif d'une enceinte est un véritable casse-tête qui tient de l'œuvre d'art. En effet, les logiciels censés donner le calcul du filtre idéal permettent une approche pratique mais la dernière étape demande du "doigté".
Le rôle du filtre est de répartir les fréquences aux haut-parleurs correspondants, mais aussi d'adapter le signal à la réponse de ces haut-parleurs afin d'obtenir une restitution équilibrée et homogène. Or les haut-parleurs sélectionnés pour certaines de leurs spécificités sont rarement linéaires et de plus possèdent des courbes d'impédance qui peuvent varier rapidement dans de grandes proportions. Ainsi, l'art de l'ingénieur sera d'établir le meilleur compromis, en termes de linéarité, de rendement, d'impédance et de réponse en phase.

Quelle est la bonne façon de câbler les enceintes ?
Dans l'ordre croissant de qualité, on peut dire que :
1) la bi-amplification active sur enceinte bi-câblée est la moins bonne des solutions. Les valeurs de filtrage ne peuvent pas être absolument identiques, et le résultat se traduit par la création de creux et de bosses dans la courbe de restitution.
2) la bi-amplification passive : plus mauvais que le bi-câblage. Chacun des amplificateurs ne voit qu'une partie du filtrage, et il aura tendance à délivrer une tension de sortie différente avec une modification des pentes de coupure du filtre. Cela sera encore plus sensible pour un amplificateur à tubes ou un ampli sans contre-réaction à résistance interne plus élevée.
3) le bi-câblage peut être une déception, car si en apparence la section des câbles est doublées, il n'en est pas de même pour les têtes de cellules de filtrage qui se retrouvent avec deux longueurs de câble qui les séparent. Cela correspond à une impédance placée en tête de chacune des cellules et qui peut diminuer le filtrage d'une manière conséquente.
4) Le mono-câblage représente le fonctionnement au plus près de la mise au point du constructeur, mais demande une recherche minutieuse du câble large bande le mieux adapté.

Comment optimiser le filtrage passif ?

L'idéal théorique serait de sortir le filtre de l'enceinte, le placer très près de l'amplificateur, et d'aller avec un câble spécifique vers chacun des haut-parleurs, leur impédance rapportée devenant même bénéfique pour le filtrage en régularisant légèrement les variations d'impédance des haut-parleurs. Cette configuration permet de préserver le couplage idéal entre la faible impédance de sortie de l'amplificateur et les composants de tête du filtre, afin d'obtenir les meilleures performances de filtrage.
Pour se rapprocher de ce cas théorique, il est nécessaire en pratique d'utiliser des câbles à faible résistance série.