Qu’est-ce que le hertz (Hz) dans la musique/technologie ?

👉 Le hertz (Hz) est l’unité de mesure de la fréquence en physique et en musique. La fréquence désigne le nombre de cycles par seconde d’une onde sonore ou d’un signal électrique. Plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu, et plus la fréquence est faible, plus le son est grave.

👂 Dans le son acoustique, la plage d’audition humaine va de 0 Hz à environ 20 kHz. La hauteur du do moyen sur un piano est de 263 Hz.

Le hertz est utilisé pour décrire les bandes individuelles d’un égaliseur audio.

Tout a une fréquence, mais le hertz est utilisé pour mesurer des choses qui ont plus d’une fréquence.

Les musiciens, et les ingénieurs du son, utilisent souvent des équipements de mesure de la fréquence, comme des oscilloscopes ou des analyseurs de spectre. Cela leur permet de vérifier que les notes produites par un instrument, ou un système de sonorisation, ont la bonne fréquence et la bonne hauteur.

💡 Cela est important pour garantir que le son produit est harmonieux, et agréable à l’oreille.

 

Introduction – Hertz (Hz)

➡️ Le hertz (du nom du physicien allemand Heinrich Hertz) est une mesure d’un cycle d’onde entier par seconde en termes de fréquence.

Les hertz sont utilisés pour décrire les fréquences liées à la musique et au son.

Pour représenter des milliers de hertz, on utilise kilohertz  (kHz). Pour représenter des millions de hertz, on utilise mégahertz (MHz), et pour des milliards de hertz, on utilise gigahertz (GHz).

💡 GHz est généralement utilisé pour décrire la vitesse du processeur d’un ordinateur, plutôt que dans le monde de la musique.

 

 

⚡ Ce qui est mesuré, ce sont généralement des changements électriques. La musique est composée de formes d’onde qui se déplacent à un rythme constant, à différentes fréquences.

Si une onde sonore complète un cycle complet en 1 seconde, sa fréquence est de 1 Hz.

Si une onde sonore complète 10 cycles en 1 seconde, la fréquence est de 10 Hz etc.

 

 

🌊 Plus une vague se déplace rapidement, plus sa hauteur est élevée.

🔊 La fréquence n’a pas d’effet sur le volume de la musique.

Ce qui affecte le volume d’une forme d’onde est l’amplitude, ou la taille de la vibration de l’onde.

👉 La fréquence est plus une question de vitesse et de temps.

 

Le hertz en musique

🎵 En musique, le hertz est utilisé pour mesurer la hauteur des notes.

👉 Plus la hauteur d’une note est élevée, plus sa fréquence est élevée. Et plus la hauteur d’une note est basse, plus sa fréquence est faible.

Par exemple, le do central (la note la plus grave dans la gamme diatonique) a une fréquence d’environ 130 Hz.Tandis que le do aigu (la note la plus aiguë dans la gamme diatonique) a une fréquence d’environ 2 kHz.

💡 La connaissance de la fréquence en hertz peut être utile pour la création de musique électronique.

 

Création de musique électronique

🎹 En musique électronique, la connaissance de la fréquence en hertz peut être utile pour créer des sons précis, et des instruments virtuels.

➡️ En utilisant des logiciels de musique électro, il est possible de générer des signaux électriques à des fréquences précises, afin de créer des notes de musique ou des effets sonores spécifiques.

 

De plus, la connaissance de la fréquence en hertz peut être utile, pour synthétiser des sons qui imitent les instruments de musique réels.

Par exemple, pour créer un instrument virtuel de piano, il faut générer des signaux électriques à des fréquences qui correspondent aux hauteurs des notes du piano.

 

Enfin, la connaissance de la fréquence en hertz peut être utile, pour ajuster la qualité sonore des pistes de musique électro.

✅ Par exemple, en utilisant des filtres passe-bas et passe-haut, il est possible de supprimer les fréquences indésirables ou de renforcer les fréquences souhaitées, afin d’améliorer la qualité du son.

 

C’est quoi un filtre passe-bas et à quoi ça sert ?

➡️ Un filtre passe-bas est un type de filtre électronique, qui permet de passer les signaux de basse fréquence, tout en atténuant les signaux de haute fréquence.

Il est utilisé dans plusieurs domaines, comme l’audio, la vidéo, la télécommunication et l’électronique de puissance, afin de séparer les différentes composantes d’un signal électrique.

 

👉 Un filtre passe-bas est généralement composé d’un réseau de résistances et de capacités, qui agissent comme une barrière pour les signaux de haute fréquence. Plus le circuit est complexe, plus le filtre passe-bas est efficace pour atténuer les signaux de haute fréquence.

👍 Les filtres passe-bas sont souvent utilisés en audio, pour enlever les bruits indésirables à des fréquences élevées (sifflements ou les grésillements).

🔊 Ils peuvent également être utilisés pour renforcer les basses fréquences, dans les enceintes de grave, pour produire un son plus puissant et plus riche.

 

📞 En télécommunication, les filtres passe-bas peuvent être utilisés pour séparer les différentes composantes, d’un signal transmis par un câble ou un réseau radio, afin de garantir une transmission efficace des données.

⚡ En électronique de puissance, ils peuvent être utilisés pour éliminer les hautes fréquences dans un signal de courant alternatif, pour réduire les pertes électriques et améliorer l’efficacité du système.

 

C’est quoi un filtre passe-haut et à quoi ça sert ?

👉 Un filtre passe-haut est un type de filtre électronique, qui permet de passer les signaux de haute fréquence tout en atténuant les signaux de basse fréquence.

Il est également utilisé dans les domaines de l’audio, la vidéo, la télécommunication et l’électronique de puissance.

 

Un filtre passe-haut est aussi composé d’un réseau de résistances et de capacités, qui agissent comme une barrière pour les signaux de basse fréquence.

Plus le circuit est complexe, plus le filtre passe-haut est efficace pour atténuer les signaux de basse fréquence.

 

👍 Les filtres passe-haut sont souvent utilisés en audio, pour enlever les bruits indésirables à des fréquences basses (ronflements ou les grondements).

Ils peuvent également être utilisés pour renforcer les hautes fréquences dans les enceintes d’aigus, pour produire un son plus clair et plus détaillé.

📞 En télécommunication, les filtres passe-haut peuvent être utilisés pour séparer les différentes composantes d’un signal transmis par un câble ou un réseau radio, pour garantir une transmission efficace des données.

⚡ En électronique de puissance, ils peuvent être utilisés pour éliminer les basses fréquences dans un signal de courant alternatif, pour réduire les pertes électriques et améliorer l’efficacité du système.

 

Fréquence de réponse

🎙️ Les micros, les casques/écouteurs et les haut-parleurs ont tous une réponse en fréquence, ou une plage de réponse en fréquence.

👉 La réponse en fréquence est la gamme de fréquences qu’un équipement audio, comme un microphone, des écouteurs ou des haut-parleurs, peut reproduire.

👂 Les micros, haut-parleurs et écouteurs peuvent facilement reproduire les ondes sonores, en particulier les ondes sonores dont les fréquences dépassent l’étendue de l’audition humaine moyenne.

 

Par exemple, un micro dynamique comme le Shure SM58 a une réponse en fréquence de 20 Hz à 20 kHz.

Cela signifie qu’il peut reproduire des ondes sonores, qui se déplacent à des vitesses de 20 cycles d’onde par seconde, à 20 000 cycles d’onde par seconde.

 

Voici le tableau de la réponse en fréquence du Shure SM58 :

 

On peut voir que le tableau commence à 20 Hz, et se termine à 20 kHz.

La ligne qui s’étend de 50 Hz à presque 20 kHz, est la plage de réponse en fréquence du micro.

🎧 Avec les haut-parleurs et les casques/écouteurs, il existe également une plage de réponse en fréquence.

💡 Et pour rappel, il s’agit simplement de la plage des fréquences graves, moyennes et aiguës qui peuvent être reproduites par l’équipement audio.

 

Taux d’échantillonnage

➡️ Le taux d’échantillonnage et la profondeur de bits que vous devez utiliser, dépendent de l’application que vous souhaitez en faire.

Pour la plupart des applications musicales, 44,1 kHz est la meilleure fréquence d’échantillonnage. 48 kHz est courant lors de la création de musique ou pour la vidéo.

Des taux d’échantillonnage plus élevés peuvent présenter des avantages, pour le travail de production musicale et audio professionnelle.

💡 Mais de nombreux professionnels travaillent à 44,1 kHz.

⚠️ L’utilisation de taux d’échantillonnage plus élevés peut présenter des inconvénients, et ne doit être envisagée que dans des applications professionnelles.

Quelle profondeur de bits dois-je utiliser ?

👉 Pour les applications grand public/utilisateur final, une profondeur de bits de 16 bits conviendra parfaitement.

👉 Pour une utilisation professionnelle (enregistrement, mixage, mastering ou montage vidéo professionnel) une profondeur de 24 bits est préférable.

✅ Cela garantira une meilleure plage dynamique (différence entre les parties calmes et fortes de l’audio) et une meilleure précision pendant l’édition.

📁 Une profondeur de bits à virgule flottante de 32 bits peut présenter certains avantages, pour les applications professionnelles, mais les fichiers occupent 50% d’espace en plus par rapport à l’audio 24 bits.

Fréquence d’échantillonnage

👉 Un autre point qui combine les mondes de la musique, et de la technologie, est la fréquence d’échantillonnage.

🖥 Lorsque vous composez de la musique dans votre DAW, une fois que vous avez terminé votre morceau, et que vous souhaitez l’enregistrer comme fichier audio, vous exportez le morceau.

💡 Et c’est pendant le processus d’exportation que le taux d’échantillonnage devient pertinent.

 

Processus d’exportation

📁 Pour comprendre le taux d’échantillonnage, il est important savoir comment un ordinateur traite les ondes sonores analogiques, et les transforme en audio numérique.

💻 Pendant le processus d’exportation, votre ordinateur prend des instantanés d’éléments, comme l’amplitude des ondes sonores de votre musique. Ces instantanés sont appelés échantillons.

➡️ Votre ordinateur prend ces instantanés à certains points du fichier audio, puis convertit ces informations en informations binaires, qui sont ensuite stockées ailleurs sur l’ordinateur comme fichier audio.

✅ Il y a des milliers d’échantillons prélevés par seconde dans une seule musique, ce qui se traduit par une reproduction audio de bonne qualité.

Le taux d’échantillonnage est la vitesse à laquelle votre ordinateur prend des instantanés des ondes sonores de la chanson. La fréquence d’échantillonnage est mesurée en kilohertz (kHz).

 

Régler la fréquence d’échantillonnage

👉 Vous pouvez régler la fréquence d’échantillonnage, dans le menu des paramètres de votre DAW.

Le taux d’échantillonnage est ce qui détermine la gamme de fréquences capturées dans l’audio.

Comme évoqué précédemment, la fréquence d’échantillonnage la plus courante est de 44 100 échantillons par seconde (44,1 kHz).

➡️ Pourquoi ? Car pour capturer le cycle d’onde complet des ondes sonores dans une musique, pendant le processus d’exportation, la fréquence d’échantillonnage doit être au moins le double de la plage d’audition humaine (20 Hz à 20 kHz).

 

📁 Techniquement, 40 kHz pourrait être une bonne fréquence d’échantillonnage. Mais à cause des fréquences artificielles créées par le convertisseur analogique-numérique, pendant le processus d’exportation, 44,1 kHz garantit que tout est capturé correctement, même les fréquences artificielles.

👉 Un autre taux d’échantillonnage populaire est de 48 kHz. Avec ces 48 000 échantillons prélevés en 1 seconde, cela donne un fichier exporté encore plus précisément, et un son de qualité encore supérieure.

 

Le hertz dans le monde de la technologie

Le hertz dans la technologie fait la même chose que dans la musique. Il mesure la fréquence.

➡️ Cependant, avec la technologie, le hertz peut être aussi être utilisé pour mesurer la vitesse du processeur de l’ordinateur, ou le taux de rafraîchissement de l’affichage d’un appareil.

 

Taux de rafraîchissement

🖥 Le taux de rafraîchissement, ou fréquence d’images, est la vitesse à laquelle l’affichage d’un moniteur est renouvelé par seconde (également mesuré en hertz).

Chaque fois que l’affichage est renouvelé, il est mis à jour avec de nouvelles informations ou images.

 

Par exemple, un moniteur avec un taux de rafraîchissement de 60 Hz, se renouvellera 60 fois par seconde.

💡 Il est important de s’assurer que le taux de rafraîchissement de votre moniteur est réglé, sur quelque chose qui vous convient.

👉 Si votre taux de rafraîchissement est trop faible, cela peut fatiguer vos yeux. Mais si le taux est trop élevé, cela peut diminuer votre FPS (images par seconde).

Le FPS est la mesure de la vitesse à laquelle les données sont transmises, sous forme d’images consécutives, ou de trames, qu’un ordinateur peut modifier, ou convertir, dans un autre format pour ensuite l’afficher. Un hertz équivaut à une image par seconde.

 

À quoi sert un taux de rafraîchissement élevé ?

👉 Généralement, avec des ordinateurs ou des consoles de jeu connectés à une TV, un taux de rafraîchissement élevé permet une image plus fluide à l’écran, et permet l’affichage de plus d’images par seconde.

🎮 Cependant, ce n’est pas toujours le cas lorsqu’il s’agit de jeux.

Si votre jeu a besoin d’un taux de rafraîchissement supérieur, à ce que le moniteur peut faire, il y aura un certain décalage ou un espèce de flou quand vous jouerez.

Le décalage dépend également d’autres éléments, comme la carte graphique, la mémoire et la vitesse du processeur.

 

Écrans des smartphones

📱 Les hertz sont également utilisés comme unités de mesure, pour les écrans des smartphones (et pour leurs taux de rafraîchissement).

➡️ Le smartphone moyen aura un taux de rafraîchissement de 60 Hz. Certains smartphones spécialement conçus pour les jeux, ont un taux de rafraîchissement supérieur à 60 Hz.

 

Fréquence d’horloge

🕐 Le hertz est également utilisé pour mesurer la vitesse du processeur de l’ordinateur. Le gigahertz, ou GHz, est l’unité de mesure de la fréquence d’horloge ou de la vitesse d’horloge.

💡 La fréquence d’horloge d’un processeur est une mesure du nombre de cycles d’horloge, qu’un processeur peut effectuer en 1 seconde.

⚡ Un circuit oscillateur envoie de l’électricité à un cristal, et quand l’électricité frappe le cristal, le cristal vibre, gardant le temps.

 

💻 Par exemple, si un processeur d’ordinateur a une vitesse de 1,8 GHz, cela signifie que le cristal du processeur principal vibre, pour garder le temps 1,8 milliard de fois par seconde.

📁 Plus la fréquence d’horloge du processeur est élevée, plus le processeur peut traiter les données rapidement, et les transformer en code binaire pour stocker, modifier ou accéder aux fichiers et effectuer des tâches.

✅ Les performances globales de l’ordinateur seront ainsi plus rapides, et vous pourrez exécuter plusieurs programmes en même temps, enregistrer de l’audio ou de la vidéo, exporter des fichiers, jouer, etc.

 

Calculer la fréquence en hertz

👉 Pour calculer la fréquence en hertz (Hz), il faut diviser le nombre de cycles par seconde (c/s), par le nombre de secondes (s) pendant lesquelles ces cycles se produisent.

Cela peut s’écrire sous la forme suivante :

f = n / t

où f est la fréquence en Hz, n est le nombre de cycles par seconde, et t est le temps en secondes pendant lequel ces cycles se produisent.

 

⚡ Considérons un signal électrique qui oscille à une fréquence de 50 cycles par seconde, pendant 1 seconde.

La fréquence en Hz peut être calculée en utilisant la formule ci-dessus :

f = 50 / 1 = 50 Hz

 

👉 De la même manière, si un signal électrique oscille à une fréquence de 100 cycles par seconde pendant 2 secondes, la fréquence en Hz peut être calculée comme suit :

f = 100 / 2 = 50 Hz

 

⚠️ Il faut noter que le calcul de la fréquence en hertz nécessite une mesure précise, du nombre de cycles par seconde et du temps pendant lequel ces cycles se produisent.

Des erreurs de mesure risqueraient d’entraîner des coquilles, dans le calcul de la fréquence en hertz.

 

Conclusion

👉 Maintenant que le concept de hertz n’est plus un mystère pour vous, vous pouvez tranquillement modifier les paramètres de votre ordinateur ou DAW, afin d’obtenir de meilleures performances informatiques, un son de meilleure qualité, des graphismes de meilleure qualité, etc.

🎧 Si vous cherchez à acheter des haut-parleurs ou des écouteurs pour la production musicale, ou pour écouter de la musique, vous aurez maintenant beaucoup plus de facilité à choisir un appareil audio, qui a une bonne plage de réponse en fréquence, qui vous permettra d’entendre toute la gamme de fréquences de la musique.