Vous avez peut-être déjà entendu parler d’un convertisseur numérique-analogique (DAC).
Que vous vous en soyez déjà rendu compte ou non, vous avez probablement possédé de nombreux DAC.
Mais c’est quoi un DAC ? 🤔
🎧 Un DAC est un appareil qui convertit un signal audio numérique en signal analogique, pour que votre casque, par exemple, puisse créer du son.
Chaque fois que vous souhaitez écouter un signal audio numérique (comme un MP3 ou l’audio d’une vidéo numérique), via une sortie analogique (écouteurs, haut-parleurs filaires), vous avez besoin d’un DAC pour convertir le signal numérique de la source, en signal analogique.
Qu’est-ce qu’un DAC ?
👉 Comme évoqué dans l’introduction, un DAC est un petit boîtier qui convertit un signal audio numérique en un signal analogique, dans le but de pouvoir écouter le son sur des écouteurs ou des haut-parleurs.
💻 Les puces DAC se trouvent dans le composant source de l’appareil que vous utilisez pour écouter de la musique, que ce soit un PC portable, un lecteur de musique portable ou votre smartphone.
Même si la prise casque analogique semble être une fonctionnalité en voie de disparition.
Mauvaise qualité audio
👉 Comme les amplificateurs de casque, les DAC autonomes sont apparus à cause d’une mauvaise qualité audio.
Les DAC et les étages de sortie des écouteurs, et des haut-parleurs haut de gamme, sont comme les maillons les plus faibles de la chaîne audio.
Ce problème s’est avéré quand les gens ont commencé à utiliser leur PC comme source audio.
Le DAC a parfois un mauvais filtrage, est mal protégé, introduit du bruit, et l’alimentation peut parfois être mal régulée, ce qui risque d’avoir un impact sur la qualité de la sortie rendue.
👶 Taux d’échantillonnage inférieurs, MP3 mal encodés… Les enfants des années 90 étaient confrontés à pas mal de problèmes audio à l’époque !
La musique numérique a parcouru un long chemin
👉 La technologie d’aujourd’hui rend les défauts, même des puces les moins chères, pratiquement inaudibles. Pendant ce temps, la musique numérique a explosé en qualité.
📅 Là où il était vrai que la puce DAC interne du baladeur numérique, ou de l’ordinateur portable de l’époque, ne permettait pas une écoute à haut débit, il y a aujourd’hui de nombreux appareils portables qui peuvent fournir une excellente qualité sonore.
Quand ai-je besoin d’un DAC ?
👉 La raison pour laquelle vous devriez acheter un DAC aujourd’hui, est si votre système actuel, qu’il s’agisse de votre PC, de votre smartphone ou de votre système de haut-parleurs, présente un bruit notable, une distorsion ou des artefacts.
Ou s’il est incapable de fonctionner au débit binaire de votre fichiers audio.
Comment fonctionne un DAC ?
Qu’il soit stocké sur un CD ou dans un MP3, un son forme une onde de compression quand il est lu.
Lorsque les PC enregistrent un signal analogique, il est généralement affiché dans une forme d’onde, où l’axe Y est l’amplitude (la puissance de l’onde) et l’axe X est le temps.
La courbe rouge représente le signal numérique
Chaque vague a une crête et une vallée, appelées cycle, et le nombre de cycles qu’il y a dans une seconde est appelé fréquence (Hz). La fréquence d’un son correspond à la note dont il s’agit. Plus la fréquence est élevée, plus la note est élevée.
👉 La mission du DAC est de prendre un échantillon numérique qui constitue un enregistrement, et de le retransformer en un signal analogique continu.
Pour y arriver, il doit traduire les bits de données des fichiers numériques en un signal électrique analogique, à des milliers de fois par seconde (échantillons).
L’appareil produit alors une onde qui croise tous ces points.
🤷♂️ Comme les DAC ne sont pas parfaits, il y a parfois des problèmes.
Quels problèmes un DAC de qualité essaie-t-il de résoudre ?
Un DAC externe contourne le DAC interne, et peut résoudre de nombreux problèmes associés aux appareils de qualité inférieure.
Ces problèmes sont :
- Problèmes de gigue,
- Bruit de fond,
- Débits de données de fichiers non pris en charge,
- Bruit indésirable,
- Faible volume du casque,
- Qualité sonore globale.
C’est quoi la gigue ?
Qu’est-ce que la gigue ? Comment la tester et la réduire ?
👉 La gigue est la variation du délai entre le moment où un signal est transmis, et celui où il est reçu via une connexion réseau. ⌛ Plus le délai est long, plus les performances de vos services VoIP et vidéo, seront négativement affectées. ➡️ La gigue du réseau peut être causée par plusieurs facteurs,…
La gigue est un phénomène qui se produit quand le DAC ne convertit pas à temps chaque échantillon.
Lorsque les points d’échantillonnage ne sont pas convertis quand ils le devraient, cela entraîne un changement de hauteur pendant de très courtes périodes. Plus la note reproduite est élevée, plus l’erreur de hauteur est importante.
👉 Cependant, c’est un problème qui n’est plus aussi courant car les DAC d’aujourd’hui sont bien meilleurs qu’avant.
Objectivement, la gigue n’a souvent de l’impact que dans les très hautes fréquences, car ces notes ont les longueurs d’onde les plus courtes.
Bruit de fond
Le bruit de fond peut être extrêmement frustrant, surtout pendant les moments les plus calmes de votre musique.
L’utilisation d’un DAC améliore nettement le signal, en éliminant le bruit à sa source.
Débits de données de fichiers non pris en charge
Alors que certains DAC peuvent ne pas prendre en charge tous les débits de données de fichiers, un DAC externe le peut.
Cela permet plus de polyvalence. Un DAC externe est donc le meilleur choix dans cette situation.
Bruit indésirable
Les convertisseurs inférieurs peuvent ajouter du bruit indésirable pendant la lecture, en raison de configurations mal conçues.
La mise à niveau vers une version externe est une solution, qui peut également éliminer toute interférence produite par votre carte son.
Faible volume du casque
Les écouteurs à haute impédance, ou résistance, nécessitent une sortie haute tension de votre appareil. Les appareils avec de mauvais amplificateurs n’ont pas assez de puissance, pour pouvoir produire un niveau audio élevé, ce qui entraîne un faible volume.
Une méthode pour augmenter le volume global de votre musique consiste à utiliser un DAC externe, car beaucoup sont construits avec des amplificateurs.
Qualité sonore globale
Les passionnés recherchent une qualité sonore dynamique et fidèle.
Un DAC externe supérieur peut améliorer vos musiques avec une clarté améliorée, et des détails marqués. Il peut surpasser les DAC intégrés dans de nombreux domaines.
Qu’est-ce que le crénelage ?
👉 Le crénelage se produit quand un ensemble de points de données échantillonnés est mal interprété, et qu’il existe moins de 2 échantillons par cycle.
Le crénelage ne se produit que lorsque vous échantillonnez un signal. Il fait référence à des erreurs dans le spectre du signal, dues à un échantillonnage inférieur à la fréquence de Nyquist.
Il ne se produit pas à la sortie d’un DAC.
S’il n’y a aucun filtre passe-bas à la sortie du DAC, il y aura des images du spectre du signal d’origine, se répétant à des multiples de la fréquence de sortie du DAC.
Ces spectres d’image, provoqués par la mise en miroir haute fréquence, peuvent créer une distorsion d’intermodulation dans le signal audible, s’ils ne sont pas correctement filtrés.
👉 Comme la limite supérieure de la plage d’audition humaine est considérée comme étant de 20 kHz (comme dans 20 000 cycles par seconde), doubler ce taux apporte 40 000 échantillons par seconde.
Autoriser 10% pour le roll-off du filtre de reconstruction passe-bas donne 44kHz.
44,1 kHz est le taux d’échantillonnage pour les CD.
C’est quoi la profondeur de bits & la plage dynamique ?
Quand on écoute les très vieux fichiers MP3 ou la musique MIDI des anciennes consoles, le volume n’a pas beaucoup de variation dans une piste musicale donnée.
C’est ce à quoi ressemble la plage dynamique basse.
👉 La plage dynamique fait référence à la différence entre les niveaux de sortie les plus bas, et les plus élevés disponibles.
Ce qui régit les limites théoriques de la plage dynamique d’un fichier audio, c’est la profondeur de bits.
Taux d’échantillonnage et profondeur de BITS – Mise en situation
Produire des œuvres musicales, visuelles et audiovisuelles est vraiment un processus très plaisant. Vous pouvez laisser libre cours à votre créativité, et utiliser des techniques de production audio plus ou moins avancées, pour pouvoir arriver (presque !) au rendu que vous imaginiez au départ. Cependant, ce n’est pas toujours aussi simple… Il faut parfois s’occuper…
Chaque échantillon contient des informations, et plus chaque échantillon contient d’informations, plus il a de valeurs de sortie potentielles.
En d’autres termes, plus la profondeur de bits est grande, plus la gamme de volumes de notes possibles est large.
👉 Une faible profondeur de bits au stade de l’enregistrement, ou dans le fichier lui-même, entraînera une faible plage dynamique, rendant de nombreux sons incorrectement accentués, ou complètement coupés.
Étant donné qu’il n’y a qu’un nombre limité de valeurs d’intensité sonore possibles dans un fichier numérique, on peut dire que plus la profondeur de bits est faible, plus le son du fichier sera mauvais.
Plus la profondeur de bits est grande, mieux c’est ?
👂 C’est là qu’on se heurte aux limites de la perception humaine.
La profondeur de bits la plus courante est de 16 bits. Pour chaque échantillon, il y a 16 bits d’informations possibles, soit 65 536 valeurs entières.
Au niveau de la profondeur de bits, 16 bits est considéré comme un minimum pour la production musicale.
En termes d’audio, c’est une plage dynamique de 96,33 dB.
Cela veut dire qu’aucun son inférieur à 96 dB, par rapport au niveau de crête, ne devrait se perdre dans le bruit.
Si cela vient des écouteurs, vous allez écouter votre musique à un volume bien inférieur à cette valeur.
Si vous limitez vos sessions à environ 75dB SPL, la plage dynamique ajoutée ne sera pas perceptible.
Votre audition n’est pas sensible à toutes les fréquences.
Pourquoi certaines personnes ne jurent que par l’audio 24 bits, alors que le 16 bits est parfait ?
👉 Parce que c’est la profondeur de bits où il ne devrait, théoriquement, jamais y avoir de problèmes pour les oreilles humaines.
Si vous avez besoin d’augmenter le volume pour entendre chaque détail, vous avez besoin d’une plage dynamique beaucoup plus étendue.
Même si jamais vous ne monterez votre ampli pour produire des pics de 144 dB (SPL – Sound Pressure Level), l’encodage 24 bits permet de vous en approcher, sans que le bruit de fond de l’enregistrement ne devienne un problème.
👉 Si vous enregistrez de la musique, il est préférable d’enregistrer à une fréquence d’échantillonnage élevée, puis de sous- échantillonner, plutôt que l’inverse.
De cette façon, vous éviterez d’avoir un fichier à haut débit, avec une plage dynamique à faible débit, ou avec du bruit supplémentaire.
Les fichiers 24 bits, pour les auditeurs occasionnels, sont largement surestimés.
Qu’est-ce qu’un bon débit ?
Même si la profondeur de bits est importante, les premières choses qui nous viennent à l’esprit sont, soit un débit binaire limité, soit une compression trop poussée des données audio.
👉 Quand on écoute de la musique sur YouTube, puis qu’on passe à un service de streaming de haute qualité, on peut entendre une bonne différence dans la qualité de la compression des données.
➡️ Plus la profondeur de bits est grande, plus le DAC doit convertir et produire simultanément des informations. C’est la raison pour laquelle le débit binaire (vitesse à laquelle vos données musicales sont décodées) est important.
Le débit de 320 kbps convient parfaitement à la plupart des applications (si vous écoutez en 16 bits).
Ai-je besoin d’un DAC si j’utilise un casque bluetooth ?
Non.
🎧 N’achetez pas de DAC pour les casques/écouteurs Bluetooth, car ils ont déjà une puce DAC embarquée pour gérer la conversion du signal numérique, en signal analogique, à envoyer aux pilotes de l’appareil.
Un deuxième DAC est inutile.
Différence entre un son analogique et un son numérique
Quelle est la différence entre un son analogique et un son numérique ?
👉 La question de l’audio analogique par rapport à l’audio numérique, est l’une des questions les plus débattues dans le monde de l’audio, et de la vidéo aujourd’hui. 🤔 Le son numérique est-il meilleur ? L’analogique sonne-t-il mieux ? Y a-t-il une différence notable ? D’un côté, il y a les passionnés d’audio…
