Analogique vs. Numérique : Différences, avantages et inconvénients en matière de technologie audio
Quandaudio analogiqueLa pression acoustique est transmise sous forme de signal électrique continu, sans discrétisation.Audio numériqueÀ l'inverse, ce signal est échantillonné à intervalles de temps fixes (fréquence d'échantillonnage) et stocké sous forme de séquence de nombres. Les deux approches ont fait leurs preuves dans des applications professionnelles.Mixage audioet un traitement masteringLeurs points forts et leurs points faibles — cet article explique les différences techniques de manière neutre et en se basant sur des faits mesurables.
Cela ne s'applique pas dans tous les cas, mais de temps en temps, c'estson analogique im Mixage audiooumasteringencoreloin devant les plugins audio.
Le plus drôle, c'est qu'il existe en effet des tables et des faits scientifiques qui placent le mixage et le mastering analogiques loin devant les plugins audio. Il ne s'agit donc pas de magie ou simplement d'intuition, les faits en disent long.
Mais cela ne signifie pas que vous en avez unCoup numéro unne peut produire que de manière analogique. Il existe de nombreuses excellentes chansons qui peuvent également être produites numériquement, entièrement dans la boîte (dans la boite) sont apparues. Mais si une vraimentson profond et richedoit être généré de manière analogue est toujours le meilleur moyen.
Encore une chose à dire avant d'approfondir. Comme c'est souvent le cas, le diable est dans les détails et cela n'est que trop souvent caché dans les recoins les plus sombres des mathématiques du traitement du signal. C'est pourquoi nous essayons de ne pas utiliser trop de jargon technique ici et de l'expliquer de manière très simple.
ÉCHANTILLONNAGE – PRÉCISION ET RÉSOLUTION DE TEMPS
Tous les systèmes audio (DAW) ont leurs limites. Mais il arrive que les circuits analogiques ne soient pas toujours limités à 22 kHz ou 48 kHz ( comment cela fonctionne numériquement à 44,1 kHz ou 96 kHzéchantillonnagefunktioniert ), et même si la bande passante entrée-sortie combinée n'est que de 20 kHz, les branches individuelles du même circuit peuventAvoir des bandes passantes dans la gamme des mégahertz ou plus.
Mais pourquoi est-ce nécessaire ? Les humains n'entendent que jusqu'à 20 kHz et seulement à un jeune âge ou si votre père est un chien 🙂
Blagues à part, pendant le traitement lui-même, surtout s'il y en a de rapidesconstantes de tempsdans letraitement dynamiquesont impliqués (par exemple danscompresseur audio1176…), les sous-produits de la synthèse des signaux de commande, ou même le signal de commande lui-même, peuvent apparaître et avoir une bande passante beaucoup plus large que ce que l’oreille humaine peut percevoir.
Par rapport aux algorithmes de traitement numérique de base, cela permet aux circuits analogiques de «pics inter-échantillons"pour répondre et générer des signaux de contrôle à partir d'un contenu fréquentiel qui dépasse la plage auditive humaine ou laLimite de fréquence de Nyquistd'un système numérique dépasser de manière significative.
Un circuit audio à bande passante plus élevée, s'il n'est pas vraiment conçu avec soin, peut être plus sensible aux oscillations à des fréquences bien au-dessus de notre plage d'audition. Ce phénomène peutréduitheadroom , distorsions étranges et intermodulation dans notre chanson, dont aucune ne sonne vraiment agréable. Néanmoins, il ne faut pas dédaigner qu'avec la conception correcte du circuit du "intégré"Véritable traitement de pointependant la marche vers l'AD-convertisseur(La conversion de l'analogique au numérique) peut permettre de gagner quelques dB de marge dynamique.
NON-LINÉARITÉS – DIFFÉRENTES ÉGALES MIEUX ?
Les appareils analogiques dans la musique n'ont pas non plus besoin d'assembler diverses courbes mathématiques poursaturation, Distorsionet simulant d'autres non-linéarités - choses inhérentes au traitement numérique du sonla chute la plus durefaire le bien. Au lieu de cela peutéquipement analogiqueexactement le même effet avecprécision bien supérieureatteindre, afin que vous puissiez obtenir des résultats parfaits ou imparfaits lors du mixage ou du mastering. Ce n'est pas nécessaireSuréchantillonnageutiliser. Il continuera à fonctionner même si vous avez mis à jour votre DAW ou les plugins.
SURÉCHANTILLONNAGE DANS LE MONTAGE AUDIO
Le suréchantillonnage* ou le suréchantillonnage se produit lorsqu'un signal avec untaux d'échantillonnage plus élevéest traité que ce qui est réellement nécessaire pour afficher la largeur de bande du signal. Un suréchantillonnagepeut avoir des avantages dans certaines applications.
*Les termes corrects pour ce processus lorsqu'il est effectué numériquement/ITB seraient suréchantillonnage, traitement et sous-échantillonnage, mais comme l'effet de l'augmentation de la bande passante est le même que si le signal était initialement suréchantillonné lors de la conversion en numérique, la plupart utilisent des plugins - Les fabricants utilisent le terme le suréchantillonnage comme explication.
Ce procédé nécessite des filtres très performants dans les plugins afin d'éviter la génération de contenu fréquentiel absent du signal audio original, et ainsi prévenir une distorsion sonore.Mélangerou d'obtenir une maîtrise.
De nombreux processeurs de dynamique numérique (plugins VST) qui sonnent bien ont un suréchantillonnage intégré pour fournir un son plus précis,réponse de réduction de gain naturellelivrer.
Mais même le suréchantillonnage ne peut être comparé à celaPrécision d'un circuit analogique bien conçu. Ceci est particulièrement important pour tous les traitements dépendant du temps. La différence est donc beaucoup plus notable dans les processeurs de dynamique (tels que les compresseurs, les limiteurs, les gates, etc.) où la précision duCourbes de synchronisation d'attaque et de relâchementinfluence de manière décisive le caractère tonal de la compression, de la limitation, de l'expansion ou du gate. Les plugins doivent au moins suréchantillonner les circuits audio et de synchronisation pour avoir une chance de comparaison.
BANDE PASSANTE DES APPAREILS ANALOGIQUES ET DES PLUGINS
Le sujet de la bande passante des appareils analogiques et des plugins a déjà été abordé dans le texte ci-dessus, mais nous voulons approfondir ici.
Chaque fois que le signal audionon linéaireen cours d'exécution, cela en crée uncontenu fréquentiel supplémentaire. Donc, si un pic est coupé, tout ce qui se trouve au-dessus de la coupure doit aller quelque part, car il est très peu probable qu'il s'éteigne dans les airs...
Avec les appareils analogiques, ces fréquences plus élevées disparaissent dans le circuit ou atteignent le convertisseur A/N et y sont perdues.
Les choses peuvent se compliquer avec les plugins audio. Afin de rester fidèle au théorème d'échantillonnage, un algorithme numérique doit combiner cette redistribution d'énergie avec uneensemble beaucoup plus limitédes fréquences disponibles.
Comment cela affecte-t-il le signal audio ?
Ainsi, afin d'entendre d'agréables 2ème et 3ème harmoniques dans votre chanson lorsque la saturation se produit dans une composante de 14 kHz d'un son "S" à une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz, vous devez prendre des mesures plus drastiques. Les fréquences de 28 kHz et 42 kHz n'existent tout simplement pas dans les taux d'échantillonnage de 48 kHz car, en raison du fonctionnement de la physique, elles dépassent la limite de fréquence de Nyquist.
Si vous ne faites pas attention, ces harmoniques supérieures apparaîtront de manière incorrecte à 20 kHz et 6 kHz. Si cela se produit, c'est totalement mauvais, ce phénomène s'appelleAliasing. Ici, vous pouvez entendre un son étrange pendant le traitementqualité métallique ou plastique. Trouver une bonne solution à ce problème de plugin n'est pas toujours facile et nécessite toujoursCompromis dans la conception des filtres et l'utilisation du processeur.
MODÉLISATION ANALOGIQUE POUR PLUGINS
Vous voulez faire une réplique analogique fidèle à la réalité ? Alors accrochez-vous car cela ne va pas être facile.
Nous essayons de faire la lumière sur le marécage technologique et de donner un aperçu de base sans jargon technique.
Modéliser un circuit analogique signifie que nous devons comprendre comment les circuits fonctionnent par rapport aux différentsniveau du signal d'entréeet un traitement contenu fréquentielcomportez-vous de sorte que nous sachions ce qui sort à l'autre bout pour une entrée donnée. Il ne suffit pas d'essayer l'émulation avec un signal de test et de le faire exactement de la même manière pour tous les sons. Il faut le rendre faisable avec différents sons et ça devient unÉquilibre lors du codage des plugins.
Pour le faire soigneusement et correctement, nous devons connaître les composants électriques de ce circuit (Résistances, condensateurs, transistors, tubes, inductancesetc.) et plus le modèle est censé être précis, mieux nous devons décrire ces éléments. Bien sûr, une résistance n'est qu'un fil qui n'aime pas que beaucoup d'électrons y soient poussés, mais le fait-il de la même manière pour tous les types de signaux audio ? Que faire si cette résistance se trouve à proximité d'un inducteur encombrant ou d'un tube surchauffé ?
Chaque fois que nous créons une description meilleure et plus complète pour chaque élément pour obtenir une plus grande précision, l'extrapolation dans les plugins VST ou AU devient plus compliquée. Il peut devenir si complexe qu'il est soit presque impossible de s'y retrouver, soit trop difficile à calculer en temps réel.
Il va sans dire qu'il y a beaucoupplus de temps de développementet a donc besoin d'argent pour que cette extrapolation fonctionne vraiment bien. C'est pourquoide nombreux plugins ont une version simplifiée. Et bien qu'il fonctionne en temps réel, il faut dire que même si on le regarde de loin, ilne ressemble qu'à ce qu'un vrai circuit peut faire, car il manque les détails essentiels.
Il manque quelque chose dans les algorithmes audio et vous pouvez aussi l'entendre. Si les demi-mesures sont acceptables pour vous sur vos pistes, alors c'est cool, mais je suppose que la plupart d'entre vous ont besoin de plus.
PLUS DE PROFONDEUR DANS LE MONTAGE AUDIO
Jetons un coup d'oeil aucircuits sidechainprocesseurs dynamiques commecompresseurs audioouLimitation-Plug-ins. Ils utilisent des diodes (parmi de nombreux autres éléments) pour créer la tension de commande à partir d'un signal audio. Une diode est unvanne unidirectionnelle' pour le courant électrique, et chaque fois que cette vanne s'ouvre ou se ferme, elle le fait très rapidement et produit par conséquent un court-circuitbruit à haute fréquence, semblable à un "clic" qui produit un échantillon manquant ou mauvais dans l'enregistrement numérique de l'audio. C'est-à-direpas de problème pour un circuit analogiqueavec une bande passante naturellement limitée qui filtre simplement ce bruit, mais dans les plugins numériques, vous devez être prudent avec des choses comme celle-ci ou c'est plus de travail que ça n'en vaut la peine.
Et puis il y a lenon-linéaritédans chaque troisième composant et différemment pour chaque transistor, tube, transformateur et de nombreux autres éléments.
Conclusion: Les appareils analogiques ne s'embarrassent pas d'équations mathématiques, ils font juste leur truc avec des transitions douces, des courbes complexes ou des coupures bizarres, et sans latence. Tout simplement imbattable.
Les non-linéarités dans le traitement numérique sont généralement traitées avec des fonctions de transfert polynomiales plus ou moins complexes - des courbes qui vous indiquent à quel niveau un échantillon de sortie doit être pour un échantillon d'entrée donné. Parfois, différents doivent être assemblés pour obtenir différentes saturations pour différents niveaux ou différentes polarités s'il s'agit d'unsaturation asymétriqueactes. Ces équations et leurs courbes sont généralement des approximations de ce qu'un seul transistor, tube, transformateur ou circuit électrique entier pourrait faire, mais ce ne sont que des approximations.
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COMPLEXITÉ DU MATÉRIEL AUDIO ANALOGIQUE
Plus ces approximations sont censées être précises, plus les équations sont longues et volumineuses, ce qui signifie des mathématiques plus complexes, des temps de calcul plus longs et un taux d'erreur plus élevé. Donc, dans la plupart des cas, il s'agit d'un compromis entre la précision, l'utilisation du processeur et la santé mentale de l'ingénieur DSP pour développer un bon plugin audio. Ce sont les « derniers pour cent » manquants.
Alors allons plus loin. Construisons un véritable modèle électrique du circuit que nous aimons pour le ton chaud et la profondeur.
Rassurez-vous, vous n'avez pas besoin d'avoir étudié l'électrotechnique pendant trois semestres pour suivre le rythme, et vous n'avez pas besoin de tout comprendre. Il est simplement destiné à illustrer les complexités de la véritable modélisation analogique dans les plugins, afin que vous puissiez encore plus apprécier les excellents plugins au son et avoir une idée de la raison pour laquelle il y a encore tant de faiblesses.
Nous commencerons par les équations de Kirchhoff, qui servent à calculer les courants et les tensions dans les circuits électriques, et nous nous mettrons au travail ! Après des jours de simulations et d'équations de 20 cm de long sur plusieurs feuilles de papier, nous obtenons enfin une fonction de transfert. 7e ordre (car un circuit audio assez petitfacilement 7 condensateurspuis-je avoir). Fabriqué?!
Malheureusement, cela n'arrivera pas de sitôt. Chaque condensateur est également une minuscule inductance et possède un certain courant de fuite (résistance parallèle) et une certaine résistance série (ESR). Cela double pratiquement le nombre de pièces réactives dans le circuit et double l'ordre de la fonction de transfert.
Oups, j'ai oublié de mentionner que les différentsLes amplis op ont des vitesses de balayage différentesavoir ça dans uncomportement coupe-haut dépendant du niveauabattre. Mais vous n'avez pas d'amplis op, seulement des transistors ou des lampes ? Capacités parasites, fonctions de transfert non linéaires, résistances de fuite entre les couches N et P, .... Les mathématiques semblent exploser avec chaque bon modèle que vous souhaitez intégrer. Tu as tellement essayé, que s'est-il passé ?
bobines d'induction
Est-il possible que j'aie vu un transformateur d'entrée, d'interétage et de sortie dans ce beau Neve 33609 ? Ooooh, on a même un enroulement tertiaire - oh super !
N'abandonnez pas maintenant !
Avant même d'y penser, rien que çarapport de transmissionet quelque chosesaturationà appliquer... il y a aussi une capacité parasite entre les bobinages qui forme une boucle résonnante avec l'inductance du bobinage, la résistance série de chaque bobinage et probablement un peu moins d'une dizaine d'autres parasites électriquestroubles de l'acolyte, dont vous devez tenir compte lorsque vous vous lancez dans votre voyage pour créer un modèle de transformateur parfait.
Le débat est ancien, la pratique pragmatique : la manière dont l’analogique et le numérique sont combinés dans le mastering moderne est décrite parGuide du mastering.
Les propriétés de saturation et d'hystérésis du noyau dépendent de son alliage, de son processus de production, de sa forme, de son processus de construction et d'éventuelles imperfections physiques telles que Osentrefer involontaire dans un noyau, qui n'est pas parfaitement assemblé.
Certains transformateurs et inducteurs commencent même à faire du bruit physiquement parce que leforces magnétiquesdéplacez-les suffisamment loin pour pouvoir les entendre. Ceci est un autreperte d'énergie non linéaire, dont vous devez tenir compte pour un modèle parfait. Incidemment, le texte ci-dessus fait référence à des inducteurs qui sont utilisés dans de nombreuxégaliseur vintagedes conceptions sont utilisées (par exemple Pultec EQP-1A), dans une certaine mesure pour les bandes magnétiques et à bien des égards pour les têtes de bande.
LA CONCLUSION SOBRE
Maintenant que tous les points ci-dessus ont été couverts sous tous les angles, que diriez-vous de modéliser correctement un magnétophone à bande discret, vintage, équilibré par transformateur de classe A ?
Est-ce que tu m'apprends maintenant que je préfère me tirer une balle dans la jambe ?
Eh bien, c'est probablement la seule bonne réponse.
Et je vais vous dire pourquoi...
Comme vous pouvez le voir, ayezoutils audionumériquesla plupart des problemes quand il s'agit du son directne semble pas parfaitAutoriser. Parce que par chance, nous aimons en quelque sorte cette imperfection parce que nous avons l'impression que ce sont les enregistrementsplus plein, plus doux, plus euphoniquelaissez-le sonner - et bien sûr subjectivement mieux à bien des égards.
Nous avons intériorisé ce son corps et âme, l'impression sonore spécifique des appareils analogiques qui sont utilisés dans nos chansons préférées. C'est parce que nous aimons les chansons et les sons que les ingénieurs et les producteurs ont choisis, ils font désormais partie d'une esthétique combinée. Lors de la création d'une piste, ces sons sont la référence que vous souhaitez atteindre et dépasser.
Sachant cela, ce n’est pas une coïncidence si de nombreux ingénieurs du son utilisant des configurations hybrides sont passés à un flux de travail qui ressemble à quelque chose comme «numérique pour la chirurgie et la correction, analogique pour la couleur“. Il prend le meilleur des deux mondes et utilise différentes technologies pour les tâches qu'ils font le mieux.
Analogique vs. Numérique : Comparaison directe en un coup d'œil
| Critères | Analogique | Numérique (ITB) |
|---|---|---|
| caractère sonore | Signal continu, saturation naturelle et chaleur grâce aux non-linéarités | Signal discret ; avec un réglage de gain correct, il sonne de manière neutre et transparente. |
| Dynamique et marge de manœuvre | L'écrêtage doux et la saturation sonnent musicalement. | Écrêtage brutal à 0 dBFS, planification précise de la marge dynamique possible |
| Murmure | Du bruit thermique et du bruit de bande sont présents (caractéristiques). | Bruit de quantification (à 24 bits < -144 dBFS, pratiquement inaudible) |
| Workflow | Le matériel, les baies de brassage et le rappel sont complexes ; chaque appareil est unique. | Entièrement récupérable, gestion des versions, télétravail possible |
| Frais | Le matériel de haute qualité est coûteux à l'achat et à l'entretien. | Évolutif ; accès possible avec un petit budget |
Le son analogique est-il vraiment meilleur que le son numérique ?
Pas de manière générale. Le matériel analogique, de par ses non-linéarités, génère une chaleur et une saturation naturelles que de nombreux musiciens apprécient. Que ce soitbesserCela dépend du style et de l'objectif. Le numérique offre souvent des résultats encore plus précis, neutres et transparents. Dans un contexte professionnel…masteringLes studios combinent souvent les deux univers.
Quelle est la principale différence entre l'audio analogique et l'audio numérique ?
Le signal audio analogique est un signal électrique continu. Le signal audio numérique est une séquence discrète de nombres (échantillons) reconvertie en signal analogique lors de la lecture. La différence fondamentale réside dans le traitement du signal : le traitement analogique utilise des phénomènes physiques réels (transistors, condensateurs, transformateurs), tandis que le traitement numérique utilise des procédés mathématiques.
Les plugins peuvent-ils remplacer le matériel analogique à l'identique ?
Non, pas complètement. Les plugins modélisent mathématiquement le comportement des circuits analogiques ; plus le modèle est précis, plus la charge du processeur est élevée. Les non-linéarités les plus fines (comme celles que l’on trouve dans les transitoires rapides ou la saturation) sont difficiles à reproduire. Cependant, les émulations de haute qualité s’en approchent beaucoup.
Pour quelles productions musicales le mastering analogique est-il intéressant ?
Le traitement analogique est particulièrement intéressant pour les musiques qui bénéficient d'un son chaleureux et d'une saturation naturelle : rock, jazz, auteurs-compositeurs-interprètes, productions vinyles. Pour l'EDM ou les mix pop très transparents, le traitement numérique est préférable.masteringsouvent plus précises. De nombreux studios, comme Peak-Studios, utilisent une approche hybride.
