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Bienvenue dans ce monde merveilleux de l’audionumérique, où règnent la fréquence d’échantillonnage et la résolution

Un son est une vibration de l’air.

Votre voix fait vibrer l’air jusqu’au tympan de celui qui vous écoute. Si l’on rajoute un micro, alors votre voix fera vibrer l’air jusqu’à la capsule du micro qui va convertir cette vibration en signal électrique analogique.

Ce signal analogique à besoin d’être converti en un signal numérique pour être utilisé pour votre ordinateur. C’est à ce moment-là qu’interviennent la fréquence d’échantillonnage et la résolution.

La conversion va se passer en deux étapes :
— En premier, il y a l’échantillonnage
— Puis la conversion en signal numérique

L’échantillonnage.

Comment vous expliquer simplement ce principe ?

Par un dessin.

Fréquence d'échantillonnage

En rouge, on a le signal du micro, c’est-à-dire un signal électrique analogique.

Votre système d’acquisition (surement une carte audio externe) va échantillonner le signal analogique avec un laps de temps entre les échantillons défini comme suit : t = 1 /f

Dans cette équation, f est la fréquence d’échantillonnage.

Ex : Si f = 44 100 Hz alors votre système prendra 44 100 échantillons par seconde soit un échantillon toutes les 22,7 ns.

Cette fréquence est généralement réglable dans votre séquenceur où dans les paramètres de la carte audio.

La règle de base c’est qu’il faut prendre au minimum une fréquence d’échantillonnage 2 fois supérieure à la fréquence analogique maximale à convertir. Dans notre cas, on va jusqu’à 20 kHz, la fréquence minimale d’échantillonnage doit être de 40 kHz.

Je ne vais pas rentrer dans un débat sur les fréquences d’échantillonnage à utiliser, mais je vais plutôt vous donner les normes et ce que j’utilise :

Normes
— Qualité CD : 44 100 Hz (à utiliser si vous faites de la musique)
— Qualité DVD : 48 000 Hz (à utiliser si vous faites de la vidéo)

Mes conseils :

Vous l’aurez compris, plus la fréquence d’échantillonnage est grande, plus la qualité de la conversion sera bonne, mais vous utiliserez plus de ressources informatiques. Une autre règle à respecter : C’est d’utiliser des multiples de la fréquence d’échantillonnage final souhaité. Par exemple, si vous voulez faire un CD, choisissez parmi les fréquences suivantes : 44 100 Hz et 88 200 Hz mais, si vous voulez faire un film, choisissez parmi les fréquences suivantes : 48 000 Hz et 96 000 Hz

Je vous conseille d’utiliser les fréquences d’échantillonnage 44 100 Hz pour la musique et 48 000 Hz pour la vidéo, cela préservera vos ressources informatiques (charge CPU, RAM et latence).

La résolution

Votre interface va devoir coder les échantillons récupérés en informations numériques (en 1 et 0).

En binaire, un bit est composé soit de 1 soit de 0.

Un échantillon converti en 2 bits pourra prendre l’une des valeurs suivantes : 00 ; 01 ; 10 et 11 ; alors qu’un échantillon converti en 3 bits pourra prendre l’une des valeurs suivantes : 000 ; 001 ; 010 ; 011 ; 100 ; 101 ; 110 et 111, et cætera.

Bref, plus la résolution sera grande et plus l’échantillon sera susceptible d’être découpé finement. La variation de valeur sera donc plus grande également et la fidélité sonore s’en ressentira.

Voici un exemple avec 3 résolutions différentes

Le premier à une résolution de 8 bits, cela donne un effet jeux vidéo rétro. Eh oui, c’est la résolution utilisée à l’époque pour le jeu vidéo

Le deuxième à une résolution de 16 bits, c’est la qualité CD

Et le troisième à une résolution de 24 bits (celle que j’utilise), très proche de la précédente.

Ce que peux remarquer, c’est que sur la version en 8 bits on a plus de bruit, cela vient du fait que la résolution est corrélée à la plage dynamique. Avec 16 bits, vous aurez une plage dynamique de 96 dB, alors qu’avec 24 bits vous aurez une plage dynamique de 144 dB. À savoir, vous aurez 6 dB par bit. Donc si vous travaillez en 32 bits, vous aurez une plage dynamique de 192 dB.

Regardez la plage dynamique de votre carte audio : j’ai une Focusrite Saffire Pro 24 qui a une plage dynamique de 106 dB. Je vais donc utiliser 24 bits afin de ne pas dégrader le signal.

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