Qu’est-ce que le bruit propre du microphone ? (Niveau de bruit équivalent)

Entendez-vous un léger sifflement dans vos enregistrements? Le son peut provenir de l’intérieur du microphone! Le bruit propre d’un microphone est exactement ce à quoi il ressemble(voyez ce que j’ai fait là-bas?): le bruit créé par le microphone lui-même. Cependant, il y a plus à cette réponse évidente.

Qu’est-ce que le bruit propre du microphone? Le bruit propre est le son faible produit principalement par les circuits actifs des microphones. Les microphones actifs contiennent des composants électroniques qui ajoutent un «bruit propre» considérable au signal du microphone, qui est calculé comme la spécification de bruit propre. Le mouvement brownien et le bruit thermique ajoutent également du bruit de fond dans une moindre mesure.

Le bruit propre est également connu sous le nom de niveau de bruit équivalent et peut être étiqueté comme tel sur certaines fiches techniques de microphone. C’est bien beau, mais que signifie vraiment le bruit de fond pour les utilisateurs de microphones? Répondons à cette question tout au long de cet article!

Qu’est-ce que le bruit propre du microphone?(Niveau de bruit équivalent)

Le bruit propre du microphone est le bruit généré par le microphone lui-même. Tous les microphones ont un certain degré de bruit propre. Le bruit propre de certains microphones est négligeable, tandis que d’autres microphones sont évités dans des situations calmes en raison de leur niveau de bruit propre trop élevé.

Certains fabricants se réfèrent à l’auto-bruit comme niveau de bruit équivalent(EIN). En effet, le niveau de sortie naturel du microphone est égal à son niveau de sortie lors de l’enregistrement d’un niveau de source sonore qui correspond à sa valeur de niveau de bruit équivalente.

Le bruit propre est une spécification importante pour les microphones actifs(microphones qui nécessitent une alimentation pour fonctionner) et est généralement spécifié en décibels pondérés A(dBA).

Comme mentionné, les microphones actifs ont des circuits imprimés actifs qui produisent réellement du bruit lorsqu’ils sont allumés. Le circuit ajoute efficacement du bruit au signal du microphone et, ce faisant, réduit le rapport signal/bruit du microphone.

Les microphones passifs(microphones qui ne nécessitent pas d’alimentation pour fonctionner) n’ont pas de composants actifs dans leurs circuits et ne sont donc pas affectés par le bruit des circuits actifs. C’est pour cette raison que les microphones passifs n’ont pas de spécifications de bruit propre.

Le bruit propre, l’ambiance générale, les interférences du câble du microphone et le gain du préampli ajoutent tous du bruit au signal du microphone.

Le bruit dégrade les signaux audio, il est donc essentiel de maintenir un rapport signal/bruit utilisable. Notre propre bruit est un facteur que nous devons prendre en compte!

Que sont les décibels pondérés A?

Le bruit propre est spécifié en décibels pondérés A. Quels sont-ils?

Les décibels pondérés A(dBA) sont une expression de l’intensité relative perçue des vibrations de l’air à l’oreille humaine. En d’autres termes, dBA représente la façon dont nous entendons les ondes sonores.

Ceci est important car l’oreille humaine n’a pas de réponse en fréquence plate et notre audition est donc plus sensible à certaines fréquences qu’à d’autres. L’échelle dBA est destinée à aplanir les choses pour nous.

Comme pour toutes les valeurs de décibels, le dBA mesure l’intensité d’un son en le comparant à un niveau donné sur une échelle logarithmique.

dBA est toujours relatif au seuil d’audition humaine. Par conséquent, 0 dBA serait un silence total sans bruit détectable.

Pour illustrer davantage, les humains perçoivent une tonalité de 100 Hz à 100 dB SPL aussi forte qu’une tonalité de 1000 Hz à 80 dB SPL.

100 dB SPL à 100 Hz et 80 dB SPL à 1000 Hz ont le même volume perçu et donc la même valeur en dBA(même si leurs valeurs en dB SPL diffèrent de 20 dB!).

Encore une fois, dBA est une échelle pondérée basée sur le volume sonore perçu plutôt que sur les vibrations réelles de l’air ou des tensions audio.

De plus, les dBA sont souvent inférieurs aux valeurs dB SPL «normales»(il existe de nombreuses fréquences que nous ne pouvons pas pleinement percevoir). Donc dBA, en effet, fait apparaître le bruit de fond plus bas qu’il ne l’est réellement!

Pour référence, 25 dBA serait comme une personne chuchotant dans une pièce calme et est, à mon avis, le point de coupure pour la valeur de bruit propre d’un microphone. À ce stade, cela ne vaut pas la peine d’avoir le micro dans des environnements de studio silencieux.

Quels facteurs créent le bruit propre du microphone?

La principale source de bruit propre du microphone provient des circuits actifs. Cependant, trois facteurs créent un bruit propre dans le microphone:

Bruit de circuit actif

La principale source de bruit propre est le circuit actif des microphones à condensateur et autres microphones actifs.

Le bruit des circuits actifs est double:

1. Les circuits actifs introduisent du bruit dans le signal audio qui les traverse.
2. Dans une moindre mesure, le circuit actif émet du son. Le diaphragme du microphone capte alors le son et le convertit en un signal audio.

Pour cette raison, les microphones à condensateur et les microphones à ruban actifs ont souvent des valeurs de bruit propre spécifiées dans leurs fiches techniques.

Le bruit provient ici des amplificateurs internes et des convertisseurs d’impédance(tubes à vide, transistors et autres composants de circuits internes).

Comme indiqué, le bruit propre est généralement exprimé en décibels pondérés A. Certains fabricants donnent des lectures supplémentaires dans différentes unités.

Les microphones à ruban passifs et dynamiques à bobine mobile ont rarement, voire jamais, des spécifications de bruit propre.

Bruit Johnson-Nyquist

Le bruit de Johnson-Nyquist ou «bruit thermique» est causé par l’agitation des électrons dans un conducteur électrique. Les conducteurs électriques sont utilisés dans les transducteurs de microphone dynamiques et à ruban ainsi que dans les transformateurs de microphone. Les microphones dynamiques(bobine mobile et ruban) ont un bruit thermique inhérent.

Le bruit thermique est similaire dans le son au bruit blanc, avec des intensités à peu près égales à toutes les fréquences audibles, bien que les deux soient complètement indépendants l’un de l’autre.

Plus l’impédance de sortie d’un microphone dynamique est faible, plus son bruit thermique est faible. Le bruit thermique est également fonction de la température, mais l’influence de la température est négligeable.

Le bruit thermique produit par ses conducteurs électromagnétiques est très silencieux et est considéré comme négligeable. Cependant, il convient de le noter dans cet article.

Si vous rencontrez du bruit dans le signal audio d’un microphone dynamique, le problème de bruit se produit probablement dans le câble du microphone ou le préamplificateur du microphone.

mouvement brownien

La troisième source de bruit de fond provient du mouvement brownien.

Le mouvement brownien est le mouvement aléatoire des particules en suspension dans un fluide. Pour la grande majorité des microphones, il s’agit de molécules dans l’air.

Le mouvement brownien affecte davantage les microphones à ruban et à condensateur que la dynamique de la bobine acoustique. Cela est dû au fait que les diaphragmes du condenseur et du ruban sont considérablement plus légers que les diaphragmes à bobine mobile et ont une inertie plus faible.

Cependant, comme le bruit de Johnson-Nyquist, le mouvement brownien est pratiquement négligeable.

Différents types de microphones ont un bruit propre pour différentes raisons, mais le bruit des circuits actifs est vraiment la seule source notable.

Pourquoi un faible niveau de bruit est-il important?

Le bruit n’est généralement pas recherché dans les mixages et les enregistrements. Trop de bruit peut distraire l’auditeur et affecter négativement votre mix.

Les microphones plus puissants devront être placés plus près de leurs sources sonores pour produire un signal audio avec un rapport signal/bruit décent.

Les microphones à faible bruit de fond, en revanche, peuvent être placés plus loin. Ceci est important dans diverses situations:

• Une performance vocale plus éloignée du micro est souvent meilleure: l’interprète peut physiquement s’exprimer un peu plus(« coude »). De plus, comme ils sont plus éloignés du microphone, le risque de «pops» explosifs surchargeant la capsule du microphone est réduit.
• Situations de microphone parabolique ou fusil de chasse dans les enregistrements longue distance, tels que les événements sportifs: si nous essayons de capturer des sons éloignés, nous avons besoin d’un faible bruit de fond pour obtenir un rapport signal/bruit utilisable.
• Lors de l’enregistrement de sons et d’environnements calmes: un faible bruit de fond est primordial pour un enregistrement propre et de qualité.

Y a-t-il un avantage à un haut niveau de bruit propre?

Même si le bruit propre est diabolisé, il existe des situations où un microphone avec plus de bruit propre peut être préféré à un microphone avec un faible bruit propre.

Pour mieux comprendre, réfléchissons à l’autre nom du bruit propre: niveau de bruit équivalent.

Le terme niveau de bruit équivalent se traduit par ce qui suit: le microphone émet un signal de bruit propre égal au signal qu’il produirait à partir d’une source sonore donnée à sa valeur de niveau de bruit équivalent.

Par exemple, si un microphone a un ENL de 15 dBA, sa tension de signal de sortie au silence total est égale à sa tension de signal de sortie lorsqu’il est soumis à un son à 15 dBA.

En d’autres termes, le « bruit de fond » du microphone est de 15 dBA et le microphone ne captera pas les sons en dessous de son bruit de fond de 15 dBA.

Lorsque nous considérons le bruit de fond comme le bruit de fond, nous pouvons imaginer qu’un bruit de fond plus élevé est une meilleure option dans certaines situations. Un bruit de fond élevé signifie qu’un microphone rejettera efficacement les sons plus faibles tout en capturant les sons forts.

Le bruit propre élevé du microphone peut être plus adapté aux situations suivantes:

• Microphones de grosse caisse(et autres instruments de percussion bruyants).
• Micros à pavillon.
• Concerts bruyants.
• Environnements bruyants.

Un faible bruit de fond du microphone est préférable dans les situations suivantes:

• Foley.
• Environnements.
• Narration.
• instruments silencieux.
• Performances symphoniques/orchestrales.
• Tout travail en cabines iso, chambres anéchoïques et autres espaces acoustiquement «morts».

Comment les fabricants mesurent-ils les valeurs de bruit propre?

Alors, comment les fabricants obtiennent-ils une véritable lecture du bruit propre sur leurs microphones? Il existe deux méthodes principales:

La méthode du conteneur insonorisé

Cette méthode de test d’auto-bruit consiste à placer le microphone dans un conteneur insonorisé et à l’enregistrer de l’intérieur. Bien sûr, n’avoir absolument aucun son à l’intérieur du conteneur est une tâche difficile(et coûteuse) à réaliser, mais la technologie est disponible.

Ces tests sont souvent effectués dans des chambres anéchoïques qui n’ont absolument aucun bruit ambiant.

Lorsque nous supprimons le stimulus sonore externe, le microphone actif ne produit que le son de lui-même.

Une partie du bruit peut provenir de l’électronique produisant un son qui est ensuite capté par le diaphragme.

Cependant, la plupart du bruit provient simplement du signal audio traversant le circuit lui-même. Cela nous amène à la méthode suivante.

La méthode d’enregistrement sans capsule

Un autre moyen plus abordable de mesurer le bruit propre d’un microphone actif consiste à l’ enregistrer sans sa capsule.

De cette façon, nous n’envoyons que le bruit de l’électronique, même s’il y a du son dans l’environnement extérieur.

Ce n’est pas la meilleure façon de mesurer le bruit propre, car le microphone n’est pas complet. Il produit souvent des valeurs de bruit propre plus faibles pour la fiche technique du microphone.

Qu’est-ce qu’une bonne spécification de bruit propre pour un microphone?

Alors, quel type d’indice de bruit propre devrions-nous rechercher dans un microphone? Regardons les limites extérieures ici:

• 25 dBA ou plus est pratiquement inutilisable dans les environnements de studio professionnels.
• 0 dBA est idéal, mais pas une réalité dans les microphones(ou les environnements d’enregistrement d’ailleurs).

Jetons un coup d’œil à certaines plages de valeurs dBA de bruit propre et vous pouvez les évaluer comme bonnes ou mauvaises!

≤ 10 dBA: bruit extrêmement faible

Avec les microphones à condensateur modernes à large diaphragme, il est possible d’atteindre ces faibles niveaux de bruit propre. Y a-t-il un avantage supplémentaire plus nous descendons ici? Eh bien, normalement le bruit ambiant dans les salles de studio et autres environnements d’enregistrement dépassera 10 dBA, donc l’avantage sera perdu.

Cela dit, moins de 10 dBA de bruit propre est vraiment remarquable!

Le Rode NT1-A est un condensateur à électret à large diaphragme qui a un bruit propre de seulement 5 dBA:

11dBA – 15dBA

C’est le territoire de nombreux condenseurs à grand diaphragme; de bons condenseurs à petit diaphragme et des condenseurs à tube à grand diaphragme vraiment bien conçus.

En règle générale, le bruit propre dans cette plage sera imperceptible dans l’environnement naturel d’une pièce et non perceptible dans le contexte d’un mixage complet.

Le Neumann KM 184 est un condensateur à petite membrane avec un niveau de bruit propre de 13 dBA:

16dBA – 19dBA

C’est une bonne note pour les microphones plus anciens et presque tous les microphones de studio actifs modernes sont conçus pour être dans cette gamme ou moins.

Ce bruit propre peut être entendu dans des performances très silencieuses, mais tout comme dans la gamme 11-15 dBA, il se perd assez rapidement dans un mixage complet. Nous pouvons l’entendre, mais ce n’est généralement pas un problème.

Le Behringer C-2 est un microphone à électret à petit diaphragme à petit budget et a un indice de bruit propre de 19 dBA:

20dBA – 23dBA

Le bruit de fond ici est clairement audible. Les micros dans la gamme fonctionnent toujours bien pour enregistrer des sources fortes(peut-être avec moins de gain sur les préamplis). Un effort conscient doit être fait pour créer un rapport signal/bruit exploitable.

Cependant, je vous déconseille d’utiliser ces micros pour le travail vocal ou la capture d’autres sources relativement silencieuses, car le bruit sera apparent dans les enregistrements.

≥24dBA

Ces micros peuvent bien fonctionner dans des situations bruyantes en direct, mais sont généralement considérés comme «inadaptés» aux applications en studio.

Le rapport signal sur bruit

Le rapport signal sur bruit(SNR) joue un rôle important dans la qualité d’un enregistrement.

Exprimé en décibels(dB), le SNR compare le niveau de «puissance du signal» au niveau de «puissance du bruit». Plus le SNR est élevé, plus le signal est vrai par rapport au bruit du signal.

Lorsqu’on parle de la qualité d’un signal audio, le SNR joue un rôle très important. Le bruit peut entrer dans un signal de nombreuses manières, et le bruit de soi en fait bien entendu partie.

Par conséquent, nous voulons que le bruit propre d’un microphone soit minimal pour capturer l’enregistrement le plus propre possible. Capturer un son propre est souvent un jeu de pouces!

Pour avoir une bonne idée du rapport signal sur bruit à un niveau sonore donné, on peut soustraire le bruit propre du microphone au niveau de pression acoustique capté par le microphone.

SNR = SPL – SN

Où

• SNR est le rapport signal sur bruit.
• SPL est le niveau de pression acoustique au diaphragme du microphone.
• SN est le bruit propre du microphone.

Notez qu’il pourrait certainement y avoir d’autres facteurs induisant du bruit dans le signal du microphone(interférences électromagnétiques, bruit ambiant, gain du préampli, etc.), de sorte que l’équation ci-dessus est au mieux pleine d’espoir.

Pour les spécifications de rapport signal/bruit du microphone, le niveau de « prise » du microphone est réglé sur 94 dB SPL(1 Pascal). Le SNR est donc la différence entre 94 dB SPL et le niveau de bruit propre du microphone.

Souvent, la valeur dBA du bruit propre est soustraite de la valeur dB SPL. Ce n’est pas tout à fait exact, mais cela produit un SNR apparemment plus élevé.

Les fabricants de microphones réputés tels que Neumann donnent souvent des valeurs pondérées A et non pondérées A pour leur rapport signal sur bruit et les valeurs de bruit propre du microphone. Regardons le Neumann KM184, par exemple:

Les niveaux de bruit équivalents(bruit propre) du Neumann KM184 sont de 22 dB(CCIR) ou 13 dBA(pondéré A).

Par conséquent, le rapport signal sur bruit du KM184 est donné à 72 dB(CCIR re. 94 dB SPL), calculé comme 94 dB – 22 dB = 72 dB.

Alternativement, le SNR est donné comme 81 dBA(pondéré A re. 94 dB SPL), calculé comme 94 dB – 13 dBA = 81 dB.

Une note sur le bruit dans les microphones passifs

Comme nous en avons discuté, les microphones passifs(micros dynamiques et la plupart des microphones à ruban) n’ont pas d’indice de bruit propre. C’est parce qu’ils n’ont pas d’amplificateurs actifs dans leur conception.

Parce qu’ils n’ont pas d’amplificateurs internes, les microphones passifs produisent naturellement des niveaux de signal inférieurs à ceux des microphones actifs. Cela signifie qu’un préampli micro devra généralement appliquer plus de gain au signal du micro passif pour l’amener au niveau ligne que le signal d’un micro actif.

Chaque fois que nous appliquons du gain à un signal, nous courons le risque d’introduire du bruit. C’est vrai pour les amplificateurs internes des microphones actifs(qui produisent un bruit propre) et c’est également vrai pour les préamplis micro.

Par conséquent, après l’étage de gain du préampli micro, le signal du micro passif peut avoir autant ou même plus de bruit que son homologue du micro actif. Tout dépend de la quantité de gain de préampli appliqué aux signaux et de la «propreté» de ce gain de préampli.

des questions connexes

Quels microphones actifs ont le moins de bruit propre? Tout ce qui est inférieur à 10 dBA rend le bruit propre négligeable par rapport à la plupart des autres sources de bruit ambiant. Cependant, certains micros sont bien en dessous de cette valeur. Voici quelques microphones à condensateur à faible bruit courants:

• Lewitt Audio LCT 550 = 3 dBA
• Nevaton MC50-Quad = 4 dBA
• Rond NT1-A = 5 dBA
• AKG C414 = 6dBA
• Neumann TLM103 = 7dBA

Quels sont tous les facteurs qui causent du bruit dans le signal d’un microphone?

• Bruit environnemental de l’environnement.
• Bruit typique de l’électronique active.
• Molécules aléatoires frappant le diaphragme du microphone.
• Bruit thermique dynamique de la bobine mobile/humbucker(négligeable).
• Interférence du microphone.
• Interférence du câble du microphone.
• Bruit de préampli micro.