phase audio

Phase et filtrage en peigne : Comprendre et résoudre les problèmes

Bienvenue dans cet article qui aborde la phase en audio, mettant en lumière l’une de ses grandes conséquences : le filtrage en peigne. Nous examinerons les impacts de ce phénomène, les solutions pour y remédier, ainsi que les effets sonores uniques qu’il peut engendrer. Cet article marque le début d’une série dédiée à la phase en audio.

Two mics, phase correlation

Qu'est-ce que la relation de phase ?

Dans le contexte spécifique de deux signaux sinusoïdaux de même fréquence, la relation de phase se réfère à la position relative de leurs cycles respectifs. Lorsque ces signaux sont en phase, cela signifie donc que leurs pics et leurs creux coïncident exactement au même moment.

En conséquence, lorsque ces signaux en phase sont additionnés, les tensions des deux formes d’onde se combinent, entraînant une amplification du signal.

Image Protools pour illustrer la relation de phase en audio

En revanche, lorsque les signaux sont en déphasage, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas parfaitement synchronisés. Des conséquences différentes se produisent. Le cas extrême se produit donc lorsque le pic d’un signal coïncide exactement avec le creux de l’autre.

Dans cette situation, les signaux s’annulent mutuellement. Entraînant donc une réduction significative ou une suppression complète du signal résultant. 

Sur cette image, il est clairement visible que le signal de la piste 1 et le signal de la piste 2 sont parfaitement déphasés. Lorsque ces signaux sont additionnés pour créer la piste 3, il est évident que les deux signaux s’annulent mutuellement. Cela a comme conséquence une suppression complète du signal.

Qu’est-ce que le filtre en peigne ?

En considérant un scénario similaire où deux versions identiques d’un signal complexe sont additionnées avec un léger décalage temporel, certaines fréquences se superposeront tandis que d’autres s’annuleront. Une représentation graphique de la réponse en fréquence révélerait donc une série de pics et de creux s’étendant à travers le spectre audio. La position dépend de la différence du temps entre les deux formes d’onde.

Scéma filtre en peigne phase

Dans ce schéma, nous pouvons observer la source, représentée par une enceinte, ainsi que deux microphones. Ces deux microphones captent le même signal provenant de la source, mais avec un léger décalage temporel.

Voici un exemple illustrant l’addition de deux signaux identiques mais décalés dans le temps. Il est observable que la combinaison de ces deux signaux génère une forme d’onde globale qui présente une structure similaire à celle d’un peigne, d’où le terme “filtre en peigne”. Les conséquences de ce phénomène seront explorées plus en détail dans la suite de l’article.

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Comprendre les problèmes associés aux filtres en peigne et leurs conséquences sur le son

Le filtre en peigne peut entraîner plusieurs problèmes indésirables dans le traitement audio. L’un des problèmes majeurs est donc l’apparition de résonances ou d’annulations fréquentielles spécifiques

Lorsque les fréquences du signal se superposent et s’annulent, des creux profonds peuvent se former dans la réponse en fréquence. Cette situation entraîne donc une perte de niveau à ces fréquences. Cela peut altérer la qualité sonore et causer des distorsions indésirables.

Violon déformé

De plus, le filtrage en peigne peut provoquer des effets de coloration et de distorsion temporelle non contrôlées (flanger, chorus etc..) ce qui peut affecter la clarté, l’intelligibilité et la perception de la spatialisation du son. 

Lors d’une prise de son, cette situation peut avoir des conséquences dramatiques. Ce phénomène altérera considérablement le timbre de la source sonore capturée.

Comment éviter les effets indésirables du filtre en peigne ?

Pour minimiser les effets indésirables du filtrage en peigne, plusieurs approches peuvent donc être adoptées.

-Tout d’abord, en ajustant la position des microphones par rapport à la source sonore, on peut réduire les décalages temporels et les différences de phase.

-Ensuite, l’utilisation de techniques d’enregistrement en phase et d’égalisation ciblée permet de réduire les résonances et de corriger les fréquences impactées.

-Enfin, l’investissement dans un traitement acoustique de qualité constitue une solution essentielle pour combattre efficacement le filtrage en peigne lors des prises de son.

Filtres en peigne et effets temporels

Flanger

Le flanger est obtenu en utilisant un délai modulable. Le signal d’entré est dupliqué pour qu’il y ai une sommation du signal délayé et de celui non délayé. Cela crée donc un effet de balayage des fréquences et produit un son qui semble “onduler”

Le feedback d’un flanger est la rétroaction du signal traité vers l’entrée du flanger, ce qui crée un effet de répétition et renforce le caractère résonnant et ondulant du son “flangé”.

Cela ajoute de l’épaisseur et du mouvement au son.

Chorus

Le chorus est un effet audio qui crée l’illusion de multiples voix ou instruments jouant ensemble.

Il est obtenu en superposant plusieurs copies d’un signal audio, chacune avec un léger décalage de temps et une légère variation de hauteur.

Cela produit un son élargi, spatial et texturé, simulant l’effet d’un chœur ou d’un ensemble musical.

Conclusion

En conclusion, cet article a couvert les concepts de la phase et du filtrage en peigne, ainsi que leurs implications dans le domaine du son. Nous avons examiné les problèmes engendrés par le filtrage en peigne, les solutions pour les atténuer, ainsi que les effets sonores uniques tels que le flanger et le chorus. En comprenant ces concepts et en utilisant les bonnes techniques, nous pouvons améliorer la qualité de nos enregistrements et créer des textures sonores captivantes.

Pour plus d'informations, n'hésitez pas à nous contacter, nous serons heureux de vous répondre.