3.

Haute-fidélité

1.

Définition

La haute-fidélité (hi-fi) est une technique d'enregistrement et de reproduction du son, permettant d'obtenir une restitution très fidèle des caractéristiques du son original. Pour correspondre aux normes haute-fidélité, le son doit présenter le minimum de déformations et doit restituer la gamme complète de fréquences audibles par l'oreille humaine, située entre 20 Hz et 20 000 Hz (voir Son), ce qui requiert une haute technicité.

Différentes méthodes sont utilisées pour réduire le bruit de fond, et en particulier le souffle. La plus connue est le système Dolby, installé sur la plupart des magnétophones : les sons aigus sont suramplifiés à l'enregistrement, puis réduits en proportion inverse à la lecture. Le souffle étant principalement constitué de hautes fréquences, il est ainsi pratiquement éliminé.

2.

Éléments d'une chaîne hi-fi

Une chaîne haute-fidélité peut comprendre les éléments suivants : une platine disques ou un lecteur de disques compacts (lecteur CD), un tuner appelé aussi syntoniseur, un magnétophone, un amplificateur et des haut-parleurs. Certaines chaînes hi-fi sont également équipées d'un « équaliseur » (dont le nom correct est égaliseur), qui permet un réglage fin des fréquences.

2.1.

Platine disques

Une platine disques convertit les motifs gravés sur un disque phonographique en variations de tension électrique. Un moteur fait tourner la platine à une vitesse constante, ce qui évite les distorsions telles que le pleurage, qui correspond à des accélérations ou des ralentissements de la musique, dus aux variations de vitesse de la platine.

Le bras, qui doit être parfaitement équilibré, supporte une tête de lecture terminée par un diamant ou un saphir. Pour reproduire le son avec précision tout en minimisant l'usure du disque, la tête de lecture doit posséder une compliance maximale, c'est-à-dire qu'elle doit permettre tout mouvement latéral ou vertical de la pointe. Par ailleurs, la pointe doit entrer en contact avec le disque sous un angle précis et à une pression appropriée.

2.2.

Lecteur de disques compacts

Les lecteurs de disques compacts remplacent de plus en plus les platines disques, car ils offrent une réponse en fréquence plus uniforme, moins de distorsions et aucun bruit de fond. Peu encombrants et faciles à manipuler, les disques compacts ont en outre une durée de vie plus longue, étant donné qu'ils n'entrent jamais en contact physique avec un mécanisme de lecture, les codes numériques intégrés à la surface du disque étant lus par un rayon laser. Ces disques peuvent donc durer a priori indéfiniment s'ils sont manipulés avec soin. Il existe également d'autres types de lecteurs de CD qui ont des applications spécifiques (voir Disque compact).

2.3.

Amplificateur

Un amplificateur convertit les faibles impulsions électriques provenant de la tête de lecture en modulations assez puissantes pour être transmises aux haut-parleurs. La puissance électrique produite par un amplificateur se mesure en watts, celle des appareils grand public s'échelonnant en général de 10 à 125 W. Un amplificateur se compose de plusieurs « étages » : il comporte au minimum un préamplificateur, qui amplifie les signaux très faibles reçus de la radio ou des têtes de lecture, et un étage de puissance. La plupart des amplificateurs sont dotés de circuits électriques composés de semi-conducteurs ou de circuits intégrés.

2.4.

Haut-parleurs

Les haut-parleurs produisent des ondes acoustiques à partir de tensions électriques. Ils sont utilisés dans les récepteurs radio, dans les systèmes audio du cinéma et dans les systèmes de sonorisation.

Il existe différents types de haut-parleurs, le plus utilisé étant le haut-parleur électrodynamique. Ce dernier se compose d'une membrane vibrante, liée à une bobine mobile de fil de cuivre extrêmement légère, cette bobine étant placée dans le champ magnétique d'un puissant aimant permanent ou d'un électroaimant. En traversant la bobine, le courant électrique modulé provenant de l'amplificateur donne naissance à des forces électromagnétiques qui agissent sur la bobine (voir Magnétisme). Celle-ci s'approche ou s'éloigne alors de l'aimant selon les variations du courant, faisant vibrer la membrane du haut-parleur qui produit alors des ondes sonores.

L'intensité et la qualité sonores de ce type de haut-parleurs peuvent être améliorées grâce à l'utilisation de boîtiers contenant des haut-parleurs de petite taille pour les aigus, appelés tweeters, et des haut-parleurs de grande taille pour les basses, appelés boomers.

2.5.

Tuner

Un tuner ou syntoniseur AM / FM permet de recevoir des émissions radio dans la plus large bande du spectre radioélectrique, de 520 à 1 065 kHz (ondes hectométriques AM) et de 87,5 à 108 MHz (ondes métriques FM). À partir des signaux radio réceptionnés par l'antenne, le tuner sélectionne la fréquence de la station souhaitée, exclut celle des autres stations, en extrait la tension électrique et l'envoie à l'amplificateur. Voir Radio.

2.6.

Magnétophone

Un magnétophone, à cassettes ou à bandes contient un amplificateur électronique, des têtes de lecture-écriture qui transforment les signaux électriques en signaux magnétiques (et vice versa) et un moteur qui entraîne la bande magnétique à différentes vitesses. Lors de l'enregistrement, une bande en plastique recouverte d'oxyde magnétique passe devant la tête d'écriture, qui y enregistre l'empreinte magnétique correspondant aux signaux électriques transmis par l'amplificateur. À la lecture, la bande passe par une tête de reproduction qui transforme le motif magnétique en un signal électrique. Ce signal est amplifié et converti en ondes sonores. La lecture et l'enregistrement peuvent être effectués par la même tête mais, en général, les appareils haute-fidélité comportent plusieurs têtes distinctes afin d'obtenir une meilleure qualité. Les bandes peuvent être facilement effacées en vue d'une nouvelle utilisation mais, en contrepartie, les informations enregistrées se dégradent à long terme, notamment sous l'influence des masses métalliques et des champs magnétiques ambiants.

Le premier lecteur de bande magnétique fut inventé en 1898 par l'ingénieur danois Valdemar Poulsen, qui eut l'idée d'utiliser un fil métallique magnétisé pour enregistrer des messages téléphoniques. Cet appareil n'eut qu'un succès d'estime, mais son principe fut repris par l'industrie allemande dans les années 1930, puis par les Américains et les Japonais. Aujourd'hui, la forme d'enregistrement la plus répandue est la cassette audio dotée d'une bande à deux ou quatre pistes. Il existe toute une gamme de lecteurs de cassettes, depuis le petit modèle portable utilisé avec des écouteurs stéréo (baladeur) jusqu'au modèle intégré dans les chaînes hi-fi.