Comment fonctionnent les prises & les fiches casque ?

Vous branchez tous les jours votre prise casque dans votre smartphone/pc, et vous souhaitez savoir comment ça marche ? Super !

👉 Apprendre le fonctionnement électrique des prises et des fiches, aide à comprendre le flux de signaux et la compatibilité des appareils.

 

Bon mais du coup, comment fonctionnent les prises & fiches des casques/écouteurs ? 🤔

 

➡️ Les fiches casque (mâle) se branchent dans les prises casque (femelle), afin d’établir une connexion électrique qui permet aux signaux audio de circuler.

La taille, le câblage, l’ajout d’un micro, la qualité de la connexion et la compatibilité diffèrent d’une prise à l’autre.

 

Comment les prises et les fiches des casques/écouteurs se connectent-elles ?

⚠️ Pour commencer, toutes les prises et fiches casque ne sont pas compatibles.

Pour qu’une prise casque et une fiche puissent correctement se connecter, et aient un flux de signal optimal, elles doivent correspondre en étant de la même taille, et avoir le même schéma de câblage.

👉 Les prises et fiches casque sont des connecteurs uniques, avec plusieurs (2-5) conducteurs dans leur conception.

Pour qu’une prise casque puisse fonctionner avec une prise casque, les conducteurs doivent être correctement alignés dans le bon format, pour pouvoir transférer le(s) signal(s) audio.

Il faut rappeler que les casques/écouteurs sont des transducteurs, et sont par nature des appareils analogiques.

⚡ Les signaux audio analogiques sont des tensions CA (courant alternatif). Ces signaux sont transportés via des fils électriquement conducteurs.

➡️ Les fils d’un câble de casque sont adaptés en interne, aux conducteurs de la fiche d’un câble. La prise de la source audio possède également des conducteurs individuels, qui sont câblés pour transporter des signaux spécifiques.

🎧 Le but est d’établir un contact entre les conducteurs de la prise, et de la fiche, afin de permettre aux signaux audio analogiques de circuler de la source, à travers le câble et vers les pilotes de casque, selon les schémas de câblage.

 

Schéma en coupe simplifié d’une connexion jack-plug

 

➡️ Les prises et les fiches de casque agissent comme des connexions conductrices, qui permettent au courant électrique de pouvoir circuler de la source audio, aux pilotes du casque.

Tailles des différentes prises/fiches casque/écouteurs

• 2,5 mm
• 3,5 mm
• 4,4 mm
• 6,35 mm

 

2,5 mm

👉 La prise/fiche casque 2,5 mm n’est pas très courante, mais mérite quand même d’être mentionnée.

➡️ Cette prise/fiche casque est régulièrement utilisée dans les radios bidirectionnelles (talkies-walkies), et dans certaines caméras.

Les connexions casque 2,5 mm sont des connecteurs TS mono asymétriques typiques, ou TRS stéréo asymétriques.

 

 

3,5 mm

🎧 La prise/fiche casque 3,5 mm est la plus courante pour les casques filaires.

C’est la prise que l’on trouve sur les anciens smartphones, ordinateurs portables et tablettes, ainsi que sur certaines consoles de mixage audio.

👉 Les connexions casque 3,5 mm sont soit des connecteurs TRS stéréo asymétriques, soit des connecteurs stéréo asymétriques avec un micro TRRS.

 

4,4 mm

👉 Le 4,4 mm standard s’appelle le Pentaconn, et se retrouve dans certains produits HiFi, notamment chez Sony.

La norme Pentaconn est câblée en stéréo symétrique, avec un connecteur TRRRS.

 

6,35 mm

👉 La prise et la fiche de 6,35 mm 1/4″ de pouce permet, très souvent, de connecter les instruments de musique électriques.

🎸 Les fiches/jacks utilisés pour les instruments sont souvent asymétriques et câblés en TS.

🎧 Cependant, la prise jack 6,35 mm est également utilisée pour les casques/écouteurs. Bien qu’elle soit généralement câblée en tant que TRS stéréo asymétrique.

La prise/fiche casque 6,35 mm se trouve dans de nombreuses interfaces audio, amplificateurs de casque, consoles de mixage et appareils d’enregistrement.

 

Adaptateurs

Parmi les 4 tailles mentionnées ci-dessus, les connecteurs 3,5 mm (1/8″) et 6,35 mm (1/4″) sont les plus courants.

👉 Il existe évidemment des adaptateurs pour pouvoir convertir les tailles de prise/fiche.

Ces adaptateurs sont disponibles sous forme de jack-à-jack, ou de plug-to-plug en plus des adaptateurs droits jack-to-plug, et plug-to-jack.

 

Câblages de la prise/fiche casque

Stéréo VS Audio mono

➡️ La plupart des casques/écouteurs sont câblés pour accepter l’audio stéréo, car la stéréo est la norme pour la musique.

Cependant, certains casques/écouteurs (et en particulier les casques) n’ont besoin que d’un son mono, et sont conçus de cette manière.

👉 Pour pouvoir transporter du mono, un connecteur de casque doit avoir au moins 2 conducteurs. Un fil de signal et un fil de retour (qui peut aussi servir de masse).

Cela se fait le plus simplement via une connexion TS.

L’audio stéréo a, quant à lui, besoin d’au moins 3 conducteurs. Un fil de signal audio de canal gauche, un fil de signal audio de canal droit et un fil de masse/retour commun.

Les casques mono et stéréo peuvent avoir plus que leurs conducteurs nécessaires, pour l’intégration du micro ou le transfert de signal équilibré.

Audio équilibré VS asymétrique

👉 La plupart des casques & écouteurs utilisent un son asymétrique. Même s’il y a des exceptions.

 

Asymétrique

➡️ L’audio asymétrique est câblé comme ayant un fil de signal, et un fil de retour.

Le fil de retour sert souvent de fil de terre. Ces 2 fils conducteurs complètent un circuit, et permettent à un signal audio de passer d’une source sonore, vers un pilote de casque.

👍 L’audio asymétrique est parfait pour transporter l’audio sur de courtes longueurs de câble (câbles de casque), mais risque de dégrader les signaux, en particulier dans le haut de gamme, sur les longueurs plus importantes.

 

Équilibré

👉 L’audio symétrique est câblé avec 2 fils de signal. Un pour transporter le signal en polarité positive, et l’autre pour transporter le signal en polarité négative.

➡️ Le fait d’avoir des signaux égaux, mais opposés sur les 2 fils, double l’oscillation de tension, dans un pilote de casque connecté, ce qui conduit à un transfert de signal plus puissant.

Un fil pousse le courant d’un côté du pilote, et l’autre fil tire le courant de l’autre côté du pilote dans le circuit.

👍 Les entrées audio symétriques additionnent les différences entre les 2 fils de signal, via un amplificateur différentiel. Cela permet d’avoir un signal plus puissant, avec une excellente protection contre toute interférence ou bruit, commun aux 2 conducteurs.

Il est donc courant pour les longs câbles, et pour les situations où un son propre avec un faible bruit est nécessaire.

Les casques stéréo ont besoin de 2 signaux audio différents, asymétriques ou symétriques. Un pour chaque haut-parleur.

 

TS

👉 Le connecteur TS est le connecteur le plus basique.

➡️ Il permet de transporter un signal audio mono via le fil de signal (pointe), et le fil de terre (manche).

 

 

Le TS peut être connecté à un seul pilote de casque (dans des conceptions unilatérales), ou être divisé pour atteindre 2 pilotes distincts.

 

 

 

Dans cette configuration, le câblage du manche est divisé au niveau du Y du câble, et se connecte aux 2 pilotes.

 

 

 

🎧 Dans ces casques/écouteurs, le retour commun (2ème anneau) se divise en 3 voies, et se connecte au micro et aux 2 pilotes de casque. Le manche se divise également en 3, et se connecte au micro et aux 2 pilotes de casque.

 

 

 

Pointe : canal audio gauche (polarité positive)

Anneau 1 : audio du canal gauche (polarité négative)

Anneau 2 : canal audio droit (polarité positive)

Anneau 3 : canal audio droit (polarité négative)

Manche : terre

 

 

➡️ Il n’y a pas de fil de retour commun dans la norme TRRRS Pentaconn de 4,4 mm, ce qui améliore la clarté en minimisant la diaphonie, en raison de l’absence de retour commun.

🎶 L’audio équilibré est également plus puissant grâce à la nature de l’audio équilibré, par rapport à l’audio asymétrique.

 

Utilisation des prises casque pour connecter des appareils autres que des écouteurs

👉 Il est parfois possible de connecter des appareils, autres que des casques/écouteurs aux prises casque.

 

Haut-parleurs

🔉 La plupart des haut-parleurs sont conçus avec une impédance relativement faible, pour pouvoir accepter les signaux de niveau haut-parleur. Ils ne fonctionneront donc pas correctement s’ils sont connectés à une sortie casque.

Cependant, de nombreux haut-parleurs sont conçus pour pouvoir se connecter à la sortie casque des smartphones, ordinateurs portables, etc. comme les enceintes JBL !

 

Entrées auxiliaires

👉 Vous avez peut être déjà connecté votre smartphone à l’entrée auxiliaire de votre voiture.

 

 

De nombreux amplis de système audio domestique ont également des entrées auxiliaires, qui peuvent être utilisées pour recevoir des signaux de niveau casque.

 

Micros

🎤 Les micros peuvent se connecter via des prises casque spécifiques, conçues pour recevoir les signaux d’un micro.

Les prises casque TRRS peuvent accepter des micros qui se connectent, via des connecteurs de 3,5 mm.

 

La prise casque est-elle identique à la prise AUX ? 🤔

🎧 Les câbles/connecteurs auxiliaires sont conçus, pour être une connexion TRS universelle de 3,5 mm.

👉 Les fiches/prises pour casque sont disponibles dans une variété de tailles, et sont conçues pour transporter les signaux d’une source sonore, vers un casque/des écouteurs.

Les sorties auxiliaires peuvent souvent très bien piloter les casques/écouteurs, tandis que les sorties casque piloteront généralement très bien les entrées auxiliaires.