C’est quoi un préamplificateur de microphone ?

Vous avez acheté votre micro et vous êtes prêt à l’utiliser. Super !

Mais il vous manque encore un élément important…

💡 Vous aurez besoin d’un préamplificateur, pour pouvoir utiliser efficacement le signal de votre micro.

 

Mais c’est quoi un préamplificateur de micro, et pourquoi un micro en a-t-il besoin ? 🤔 🎤

 

➡️ Un préampli micro est un type d’amplificateur, qui a pour objectif d’amener les signaux de niveau micro au niveau ligne, pour une utilisation avec un équipement professionnel.

👉 Il est nécessaire pour amplifier les signaux de sortie micro, à un niveau où les signaux peuvent être utilisés dans d’autres équipements audio.

🎤 Les micros produisent des signaux de niveau micro, et ont besoin de préamplis s’ils doivent être utilisés avec des consoles de mixage, des appareils d’enregistrement ou des stations de travail audio numériques.

⚠️ Les préamplis micro sont donc très importants.

 

C’est quoi un préamplificateur de micro ? 🎤

👉 Un préamplificateur de micro est un appareil électronique actif, conçu pour fournir un gain à un signal micro, et produire un signal au niveau ligne.

• Le niveau micro est le niveau nominal généralement émis par les micros. Il varie entre -60 dBV et -20 dBV
• Le niveau ligne est la norme professionnelle pour l’enregistrement/le mixage audio, avec un niveau nominal de +4 dBu (1,78 dBV)

 

👉 Un préamplificateur de micro est conçu pour prendre un signal de micro, à son entrée, d’appliquer une certaine quantité de gain (réglable), et de produire un signal de niveau ligne.

➡️ Un bon préamplificateur de micro doit être capable d’appliquer au moins 60 dB de gain, pour amener les signaux de micro de bas niveau (généralement des micros dynamiques ou à ruban), jusqu’au niveau ligne.

🎙️ Les micros professionnels utilisent bien souvent des câbles XLR.

Les préamplis de micro peuvent être à canal unique (une entrée et un amplificateur). Mais le plus souvent, un préampli de micro aura plusieurs canaux. Chacun avec son propre ampli.

 

C’est quoi le gain ?

⚡ En électronique, le gain est la mesure de la capacité d’un amplificateur, à augmenter l’amplitude d’un signal de l’entrée de l’ampli, à la sortie de l’ampli.

➡️ Un ampli applique du gain à un signal d’entrée, pour le rendre plus fort à la sortie de l’amplificateur. Le gain fonctionne en ajoutant de l’énergie au signal.

🔌 Cette énergie est convertie à partir d’une source d’alimentation externe (prise murale CA, alimentation fantôme etc.).

👉 Le gain du préamplificateur augmente l’amplitude d’un signal du micro. Il augmente la force du signal du niveau micro au niveau ligne, pour que le signal du micro puisse être compatible avec les équipements audio professionnels.

🎙️ Les préamplis micro contrôlent le gain, et sont généralement les premiers circuits traversés par un signal, après la sortie du micro.

 

Quelle est la différence entre un préamplificateur, et un amplificateur ?

➡️ Bien qu’un préamplificateur de micro, et un amplificateur, permettent tous les deux d’augmenter le niveau du signal, en appliquant du gain, il y a une différence entre les deux appareils.

Un préampli amplifie un signal de niveau micro plus faible au niveau ligne, tandis qu’un amplificateur amplifie un signal de niveau ligne, au niveau haut-parleur.

👉 Un préamplificateur amène le signal de sortie d’un micro, à égalité avec d’autres signaux dans les enregistrements, et équipements audio.

🔉 Au niveau ligne, un signal de sortie (enregistrement, console de mixage, etc.) peut être encore amplifié par un amplificateur, avant d’être émis par un haut-parleur.

 

Câbles XLR, signaux symétriques & amplificateurs différentiels

🎙️ Les câbles XLR sont utilisés pour transporter le signal audio symétrique des micros, vers les préamplis micro.

3️⃣ Un signal équilibré a besoin de 3 broches différentes.

La XLR est symétrique et est configurée comme ceci :

 

• Broche 1 : fil audio à polarité positive (+)
• Broche 2 : fil audio à polarité négative (-)
• Broche 3 : fil de terre qui protège les lignes audio

 

Dans la conception XLR, il y a 2 signaux audio dans un câble symétrique qui ont des polarités opposées. S’il fallait combiner ces 2 signaux ensemble, ils s’annuleraient et resteraient silencieux.

👉 Mais les concepteurs qui ont conçu le câble audio symétrique ont pensé à tout. Le préampli symétrique ne fait pas simplement la somme des signaux audio.

➡️ Au lieu de ça, un amplificateur différentiel, dans le préampli, additionne les différences entre les 2 conducteurs audio (broches 1 & 2), ramenant ainsi le signal du micro.

Toute interférence ou bruit capté dans le câble XLR symétrique, est commun aux 2 broches. L’amplificateur différentiel éliminera ce bruit, via une réjection en mode commun.

 

Câbles symétriques & alimentation fantôme 👻

👉 Enfin, les câbles symétriques peuvent transporter une alimentation fantôme, qui est une méthode pour alimenter des micros équilibrés actifs, sans affecter le signal audio.

⚡ L’alimentation fantôme envoie un +48 V DC standard sur les broches 1 et 2, afin que cette tension DC soit éliminée au niveau de l’ampli différentiel.

Alimentation fantôme

👉 Cette méthode d’alimentation est souvent fournie, directement par le préamplificateur de micro.

Les préamplificateurs sont des appareils actifs.

⚡ 🔌 Ils ont eux-mêmes besoin d’alimentation pour pouvoir fonctionner. Cette alimentation permet aux composants actifs d’un préampli de fonctionner. Notamment l’amplificateur différentiel et la source d’alimentation fantôme.

L’alimentation fantôme provient donc du secteur.

➡️ L’alimentation fantôme est activée via un interrupteur sur le préampli (phantom power).

⚠️ Il n’y a pas de préamplis micro avec alimentation fantôme permanente. Cela peut être dangereux si une surtension se produit, et que le P48 est connecté à un micro qui n’est pas conçu pour le supporter.

 

👉 Une fois activé, un interrupteur se ferme, créant 2 circuits identiques avec une tension et une résistance. Habituellement, cette tension est de +48 V DC, et la paire de résistances est de 6,8 kΩ.

Ces tensions envoient un courant continu aux broches, et une fois qu’un câble et un micro sont connectés, l’alimentation fantôme complète un circuit avec le micro.

🎤 Les microphones sont, en général, conçus pour ne prendre que ce dont ils ont besoin de l’alimentation fantôme, et rejeter ensuite le reste.

L’alimentation fantôme est requise pour les micros à condensateur symétriques modernes, et pour certains micros à ruban actifs.

 

Autres caractéristiques du préamplificateur

👻 L’alimentation fantôme est une fonction de base, partagée par de nombreux préamplificateurs.

👉 Cependant, d’autres caractéristiques et fonctionnalités peuvent être incluses, dans un préampli de micro.

Ces fonctions supplémentaires peuvent être :

• Inversion de polarité
• Filtre passe-haut
• Dispositif d’atténuation passif (pad)
• Mode haute impédance
• Égaliseur, compresseur, limiteur…
• VU-mètre

 

Inversion de polarité

➡️ Un interrupteur à bascule de polarité changera la polarité du signal du micro, dans le préamplificateur.

Cela permettra de résoudre certains problèmes de phase. Bien qu’un bon placement du micro suffit, afin d’éviter les problèmes de phase en premier lieu.

 

Filtre passe-haut

👉 Un filtre passe-haut permet aux fréquences les plus élevées de passer, et de réduire les fréquences en dessous d’un certain point de coupure.

➡️ Un filtre passe-haut aide à réduire les grondements bas de gamme, et les bruits de manipulation dans le signal du micro. À réduire l’effet de proximité dans les micros directionnels, et peut aider à réduire l’effet des plosives dans le signal du micro.

 

Dispositif d’atténuation passif (pad)

Ces dispositifs sont là pour réduire le niveau du signal d’une certaine quantité.

💡 Avec un pad, on peut appliquer un gain plus coloré au signal, sans risquer de surcharger le circuit du préampli.

 

Mode haute impédance

🎸 Certains préamplis de micro peuvent servir de préamplis d’instrument.

Le mode haute impédance (Hi-Z) fonctionne beaucoup mieux avec les instruments.

Les entrées avec un mode Hi-Z sont généralement des prises combo (avec des connexions XLR & TRS), puisque les instruments sont généralement envoyés via des câbles TS ou TRS, plutôt que des XLR.

 

Égaliseur, compresseur, limiteur…

👉 Certains préamplis de micro font partie d’une plus grande unité de périphérique audio.

Ces unités de préampli peuvent inclure des périphériques audio comme des égaliseurs, des compresseurs, des limiteurs, etc.

Les égaliseurs permettent d’ajuster les fréquences d’un signal audio.

Le filtre passe-haut est une forme agressive d’égalisation.

➡️ Les compresseurs agissent pour réduire la plage dynamique du signal audio, ce qui a pour effet d’augmenter les sons de niveau inférieur et de grossir le signal, le rendant plus lourd.

Les limiteurs sont comme des compresseurs réglés à l’extrême, et ne permettent pas au niveau du signal audio de dépasser un certain point.

💡 Ils sont souvent utilisés comme précautions de sécurité, afin de ne pas surcharger un chemin de signal.

 

VU-mètres

👉 Certains préamplis dotés de la fonctionnalité bande de canal, fourniront des VU-mètres dans leur conception, afin que l’utilisateur puisse voir la force du signal représentée par une aiguille sur une jauge.

 

Impédance d’entrée du préampli & impédance de charge du micro

🎤 Les entrées micro d’un préampli micro ont leur propre impédance d’entrée.

Les microphones ont aussi une impédance de sortie.

L’impédance est grosso modo la résistance électrique des signaux alternatifs.

L’impédance d’un signal audio est la difficulté des signaux à traverser un câble.

⚡ Pour un transfert de tension optimal du micro au préampli micro, l’impédance d’entrée du préampli doit être nettement supérieure, à l’impédance de sortie d’un micro.

💡 L’impédance d’entrée du préampli doit être 10 fois supérieure, à celle de l’impédance de sortie d’un micro.

Certains micros ont une spécification d’impédance de charge nominale. Il s’agit de l’impédance d’entrée minimale qu’un préampli micro doit avoir, pour que le micro puisse fonctionner correctement.

➡️ Toutes les autres spécifications de micro sont basées sur le respect, ou le dépassement de cette impédance de charge recommandée.

 

Microphones à ruban & préamplis micro spécialisés

👉 Les microphones à ruban excellent en termes de réponse bas de gamme, de réponse haut de gamme neutre/naturelle, et de précision dans leur réponse transitoire.

Le hic, c’est que leur niveau de sortie est très faible.

⚠️ De nombreux préamplis standard ne peuvent tout simplement pas fournir suffisamment de gain, surtout de gain propre, pour pouvoir faire ressortir la beauté du son d’un micro à ruban…

➡️ Un préampli à ruban à haute impédance, et à gain élevé, est souvent la solution pour pouvoir faire ressortir le charme et le caractère d’un micro à ruban.

💡 Les microphones à ruban actifs, qui ont des composants d’amplification internes, ont leurs impédances et leurs niveaux réglés dans le circuit du micro, pour qu’ils puissent être utilisés avec des préamplificateurs de micro standard.

 

Types & exemples de préamplis micro

Les préamplis, et les entrées de micro, sont présents dans de nombreux appareils audio différents :

• Préamplis autonomes
• Interfaces audio
• Tables de mixage
• Enregistreurs de terrain

 

Préamplis autonomes

👉 Les préamplis autonomes sont des préamplis séparés des autres composants audio.

Ce nom fait essentiellement référence aux préamplis micro, qui ne sont pas intégrés aux consoles de mixage ou aux appareils d’enregistrement.

➡️ Ces préamplis fonctionnent pour amplifier le signal du niveau micro, au niveau ligne avec gain.

Certains sont plus complexes et ont plus de fonctionnalités que d’autres.

Certains ont plus d’entrées et de sorties que d’autres.

Cependant, chacun de ces préamplis est sa propre unité audio.

 

Interfaces audio

➡️ Avec l’arrivée de l’enregistrement numérique, de nombreux préamplificateurs modernes sont intégrés aux interfaces audio.

💻 Ces interfaces d’E/S ont des convertisseurs analogique-numérique, et des convertisseurs numérique-analogique, pour permettre la communication entre les appareils analogiques (micros, instruments, écouteurs & haut-parleurs), et les appareils numériques (ordinateurs & DAW).

Les préamplificateurs de micro amplifient les signaux de niveau micro au niveau ligne, avant que l’interface ne convertisse le signal en données numériques, à utiliser avec l’ordinateur.

 

Tables de mixage

🎤 Les consoles de mixage ont plusieurs entrées pour les micros, les instruments et les signaux de niveau ligne.

Comme les consoles de mixage utilisent des signaux de niveau ligne dans leurs circuits, les entrées micro des consoles de mixage ont des préamplificateurs de micro.

 

Enregistreurs de terrain

👉 Comme les enregistreurs de terrain enregistrent avec des micros, ils embarquent des préamplis micro.

 

Amplificateurs de microphone internes

➡️ Outre les préamplificateurs de micro externes, de nombreux micros ont des amplificateurs intégrés.

Bien que les amplificateurs de signal soient actifs, et ont besoin d’énergie pour pouvoir fonctionner, il y a d’autres moyens passifs d’amplifier le signal d’un micro.

Ainsi, les amplificateurs internes que l’on trouve couramment dans les micros sont :

• Convertisseurs d’impédance FET
• Tubes à vide
• Transformateurs de sortie élévateurs

 

Convertisseurs d’impédance FET

👉 Les convertisseurs d’impédance FET sont des convertisseurs d’impédance, avec des transistors à semi-conducteurs, que l’on trouve principalement dans les micros à condensateur à semi-conducteurs (et dans certains micros à tube actifs).

Les capsules de micro à condensateur fonctionnent comme des condensateurs à plaques parallèles, et ont besoin d’une charge fixe pour pouvoir fonctionner correctement.

➡️ Pour pouvoir utiliser le signal de la capsule, un micro à condensateur doit avoir un convertisseur d’impédance.

Alors que le convertisseur d’impédance FET, dans les microphones à semi-conducteurs, réduit l’impédance du signal à un niveau utilisable, il agit également pour amplifier ​​le signal.

Même si le convertisseur d’impédance n’est pas un amplificateur.

 

Tubes à vide

 

👉 Un tube à vide agit comme un convertisseur d’impédance.

💡 Avant que la conception des micros ne commence à utiliser la technologie des transistors, les tubes à vide étaient un composant nécessaire pour un micro à condensateur.

📅 Aujourd’hui, les micros à lampes sont toujours en production, et sont appréciés pour leur caractère sonore, qui ajoute une quantité agréable de saturation, et de compression au signal du micro.

 

Transformateurs de sortie élévateurs

👉 Les transformateurs de sortie se trouvent souvent dans les micros passifs dynamiques, à ruban et dans les micros à condensateurs.

🧲 Un transformateur élévateur permet de coupler 2 circuits indépendants, autour d’un noyau magnétique.

⚡ Il utilise l’induction électromagnétique afin d’augmenter la tension, tout en diminuant le courant du signal du micro CA qui le traverse.

💡 Un transformateur élévateur augmente également l’impédance du signal, dans l’enroulement secondaire, par rapport à l’enroulement primaire.