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Enregistrement du son

Pour enregistrer un signal audio numérique, votre ordinateur reçoit le signal électrique analogique d'un micro (ou d'un autre appareil électro-acoustique). Puisque le signal analogique est généré par le son, son amplitude électrique est une représentation directe de celle de la forme d'onde sonore. L'ordinateur mesure et enregistre des tranches du signal électrique du micro à des instants rapprochés pour obtenir une représentation approximative de la forme d'onde.

Il faut distinguer deux aspects importants de ce processus de conversion de la forme d'onde continue (analogique) en une série de valeurs numériques représentant les variations de son amplitude. Le premier aspect est la fréquence d'échantillonnage, c'est-à-dire la fréquence à laquelle l'ordinateur mesure et enregistre les tranches caractérisant l'amplitude du signal. Une loi physique impose que l'on échantillonne le signal à une fréquence au moins deux fois supérieure à la fréquence maximale que l'on souhaite capturer. Imaginons que vous souhaitiez enregistrer une note assez haute sur un violon, un La, par exemple, dont la fréquence fondamentale est de 440 Hz et pour laquelle les harmoniques peuvent atteindre jusqu'à cinq fois la fondamentale. La fréquence la plus élevée que vous voulez obtenir avec précision est 2 200 Hz ; vous devez donc « échantillonner » le signal électrique fourni par le micro au moins 4 400 fois par seconde.

Comme les humains peuvent entendre des fréquences supérieures à 10 kHz, la plupart des cartes son et des appareils d'enregistrement numériques peuvent échantillonner à des fréquences largement supérieures à 10 kHz. Les fréquences d'échantillonnage généralement utilisées par les musiciens contemporains et les ingénieurs du son sont de 22 kHz, 44,1 kHz et 48 kHz. 44,1 kHz correspond à la norme qualité CD, qui est utilisée pour les CD audio.

Le deuxième aspect important de ce processus est la résolution d'échantillonnage. La résolution détermine la précision de mesure de l'amplitude de chaque échantillon. À l'heure actuelle, l'industrie musicale a fixé un système présentant 65 536 valeurs différentes permettant de caractériser l'amplitude d'une forme d'onde à un instant donné. Chaque échantillon enregistré par l'ordinateur occupe donc 2 octets (16 bits), puisqu'il faut 2 octets pour sauvegarder une valeur entre –32 768 et 32 767. La conversion du niveau du signal électrique en une valeur d'amplitude est déterminée par le matériel audio et par le réglage du niveau d'entrée.

Que se passe-t-il à présent si l'amplitude du signal échantillonné est trop élevée et que les 16 bits ne suffisent plus à la représenter ? Dans ce cas, le signal subit un écrêtage, il est coupé au-delà d'une valeur maximale.

Voici ce que donne la forme d'une onde écrêtée :

On cherche généralement à éviter le phénomène d'écrêtage car il peut générer des effets sonores désagréables. De soudaines irrégularités dans la forme d'onde peuvent produire des bruits parasites (clics, pops) et provoquer une distorsion du signal original.

 

Voir :

Notions élémentaires sur l'audio numérique

Enregistrement de données audio