Cet article vise à dissiper certaines idées fausses sur le fonctionnement des appareils symétriques. Il y a beaucoup de mythes sur la façon dont les lignes symétriques et l'équipement symétrique sont censés fonctionner. J'ai beaucoup écrit à ce sujet sur le web dans divers forums, il semble donc que si je mets tout au même endroit en même temps, cela fera moins de travail ! 

Le système de lignes symétriques (lignes équilibrées) a d'abord été créé pour les lignes téléphoniques terrestres. Il a rendu possible les appels téléphoniques transcontinentaux et intercontinentaux. Il a été rapidement adopté par les studios et l'industrie audio. Tous les enregistrements haute fidélité depuis plus d'un demi-siècle utilisent le ce système. Si vous vous êtes déjà demandé comment une maison de disques pouvait réaliser un enregistrement haute fidélité, alors que le signal du microphone devait parcourir plus de 30m pour atteindre les préamplis du microphone, sans pour autant bénéficier des câbles d'interconnexion exotiques modernes, le système de ligne symétrique est la solution. 

Nous avons été la première société d'audio haut de gamme à fabriquer un produit pour usage domestique qui prend en charge la norme "Balanced Line", également connue sous le nom de "AES48"(Audio Engineering Society File 48). 

En haute fidélité, les avantages des lignes symétriques sont: 

- Réduction du bruit provenant de sources externes au câble (ou au signal), telles que les transformateurs de puissance
- Beaucoup moins d'empreintes sonores issus d'un câble symétrique
- Des longueurs plus importantes sont possibles, mais les bénéfices sont réalisés même si la connexion doit se faire à 15 cm seulement.
- Le bruit de la boucle de terre est considérablement réduit, voire éliminé.

Différences audibles sur le câble ?  

Si vous avez déjà dû auditionner un câble, si vous avez déjà entendu des différences entre deux câbles, alors vous connaissez déjà la réponse à cette question. Si elles sont exécutées correctement, les lignes symétriques éliminent les artefacts de câble qui amènent les audiophiles à entendre les câbles. Les ingénieurs du son travaillent dans des environnements où les lignes symétriques sont d'usage courant, et ils sont donc habitués à ce fait. Les audiophiles ne travaillent souvent pas dans de tels environnements et sont donc très habitués à devoir entendre tous leurs câbles.

Imaginez un système dans lequel un câble bon marché peut sonner aussi bien que les meilleurs ou les plus chers des câbles. C'est effectivement ce que la technologie de lignes symétriques offre ! 

L'astuce ici est que les lignes symétriques sont conduites d'une manière complètement différente. Dans un système asymétrique, le câble a une connexion de signal et un blindage. Le blindage est la "voie de retour" du signal - il doit établir une connexion afin de compléter le circuit. Dans le cas contraire, le résultat peut être un bourdonnement fort. Dans un système symétrique, la masse (qui est la broche 1 du connecteur XLR) n'est pas du tout utilisée pour le signal. Au lieu de cela, le signal flotte et il a donc deux aspects, inversé et non inversé. Le signal circule dans un câble symétrique via une paire de fils torsadés à l'intérieur d'un blindage. L'aspect inversé (broche 3 de la connexion XLR) est référencé par rapport à l'aspect non inversé du signal (broche 2 de la connexion XLR). 

Dans l'ancien temps, dans les années 1950 et 1960, lorsque le tube à vide était roi, cela se faisait en utilisant un transformateur pour convertir le circuit audio en une connexion symétrique. À cet égard, la sortie du transformateur était un simple enroulement secondaire du transformateur. Une extrémité de l'enroulement était reliée à la broche 2 de la connexion XLR, l'autre à la broche 3. Notez qu'il n'y a absolument aucune connexion entre le transformateur et la terre, si ce n'est qu'il était probablement monté sur le châssis de l'équipement dans lequel il résidait. 

À une époque plus moderne (des années 1970 à nos jours), des équipements à semi-conducteurs ont commencé à apparaître pour les studios, avec des sorties symétriques. Avec le matériel professionnel, cela signifiait toujours qu'un transformateur de ligne de sortie était utilisé. Mais avec les équipements dits "semi-pro", comme les premières tables de mixage Tascam qui sont devenues peu coûteuses, les sorties symétriques étaient souvent réalisées à l'aide d'opamps. Aujourd'hui, il est possible d'utiliser avec succès des opamps avec une sortie symétrique flottante, mais Tascam a choisi de piloter ses sorties symétriques par rapport à la masse plutôt que par rapport à son opposé. Cela a mis des courants de retour de signal dans le câble, ce qui dégrade les performances du câble, mais comme l'équipement était utilisé à la maison ou dans de petits studios, ce n'était pas important et une tendance a donc été introduite - un équipement de ligne symétrique qui ne supportait pas la norme symétrique. 

La norme symétrique 

À ce stade, il est bon de revoir ce qu'est réellement la norme symétrique. La voici en bref :

- Le connecteur équilibré est généralement le XLR, qui a 3 broches
- La broche 1 est à la masse, la broche 2 est non-inverseuse et la broche 3 est inverseuse
- Le terre est ignoré, utilisé pour le blindage uniquement
- L'impédance de sortie (de ce qui pilote la connexion) est faible, de sorte qu'elle peut piloter une charge de 2000 ohms ou moins.
- Le signal circule sur une paire torsadée à l'intérieur d'un blindage
- Les deux côtés de la connexion du signal ont une impédance égale à la terre et peuvent être flottants
- Aucun robinet central n'est utilisé pour les raccordements des transformateurs

Les mythes de la ligne symétrique  

Voici quelques mythes courants sur les lignes équilibrées :

- Elle n'est utile que pour les liaisons plus longues qui ne sont pas visibles à la maison
- Le son est meilleur avec les connections asymétriques
- Une prise centrale est nécessaire pour qu'une cartouche ou une tête de bande fonctionne de manière symétrique
- Il faut modifier un bras de lecture pour qu'il soit symétrique
- Les équipements symétriques comportent deux fois plus de pièces

La vérité sur la question

Les lignes symétriques offrent des avantages même si la distance entre deux équipements ne dépasse 15 cm. Elles sont également utiles pour des longues distances. Par exemple, si vous avez des amplificateurs blocs mono, ils peuvent être placés très près du haut-parleur, ce qui permet d'avoir un câble de haut-parleur court. Cela permet d'augmenter la résolution et probablement l'impact des graves. Dans le cas d'une cartouche phono ou d'une tête de lecture, la connexion peut être d'un mètre, mais comme tout audiophile le sait, le câble d'entrée de ces sources est souvent plus long que cela. Un câble qui n'a pas de son propre à lui est évidemment utile dans de telles situations ! Avec une ligne symétrique, il n'est pas non plus nécessaire qu'il soit coûteux. 

La raison pour laquelle la ligne symétrique sonne mieux est que les câbles ont moins d'impact sur le son globalement. En d'autres termes, ils sont plus neutres. En effet, les courants de masse du signal ne sont pas présents dans le blindage et le système a une impédance relativement faible, ce qui nuit aux aspects capacitifs et inductifs du câble. Les câbles asymétriques n'ont pas cet avantage ! 

Les cartouches phono et les têtes de bande sont essentiellement une bobine qui flotte dans l'espace. C'est la source équilibrée idéale, puisque chaque côté de la bobine a une impédance égale à la terre. La raison pour laquelle une prise centrale n'est pas utilisée dans ces sources (et aussi dans les transformateurs de ligne équilibrés) est que la prise centrale ne peut pas être placée parfaitement au centre de la bobine. Si la prise centrale n'est que très légèrement décalée, le rapport de rejet en mode commun (CMRR, une mesure de la capacité du système à rejeter les signaux communs aux deux côtés de la ligne équilibrée) sera fortement dégradé. C'est pourquoi aucune prise centrale n'est utilisée. Au lieu de cela, chaque côté du signal est référencé par rapport à son opposé. Dans une cartouche, cela signifie que la sortie plus est référencée par rapport à la sortie moins et qu'aucun des deux côtés n'est mis à la masse. Là encore, la masse n'est utilisée que pour le blindage : dans une cartouche, le bras de tonalité ainsi que le blindage du câble. 

Avantages d'un système entièrement symétrique 

L'équipement symétrique est souvent aussi entièrement différentiel, comme nos amplis et préamplis. Un amplificateur différentiel possède deux entrées et, en théorie, n'amplifie que ce qui est différent entre ces deux entrées ; tout signal commun aux deux entrées est rejeté. Cette capacité à rejeter les signaux communs est appelée "rapport de rejet en mode commun" (CMRR), et est mesurée en décibels. Nos circuits différentiels ont tendance à avoir des valeurs en décibels CMRR allant de 90 à 100. Un tel aspect n'existe pas dans les circuits asymétriques, le bruit qui entre dans le signal est simplement amplifié.

Un circuit différentiel n'est pas le double d'un circuit asymétrique, bien qu'il en comporte davantage. Souvent, il compte environ 50% de parties en plus, mais le chemin du signal peut très bien comporter moins d'étages de gain. Les circuits différentiels peuvent avoir jusqu'à 6 dB de bruit en moins par rapport à leurs homologues asymétriques, et cet avantage s'additionne par rapport aux étages de gain successifs. Par exemple, nos préamplis n'ont que 3 niveaux de gain entre l'entrée de la bobine mobile à faible sortie (LOMC) et la sortie principale du préampli. C'est moins que n'importe quel préampli asymétrique. Lorsque vous avez moins de bruit, vous n'avez pas besoin d'autant de gain. Avec moins d'étages de gain, il y a moins de distorsion et la possibilité d'obtenir une bande passante plus large.

Les alimentations des équipements audio symétriques voient une charge plus constante avec moins de bruit. De plus, chaque étage de gain est moins sensible au bruit des alimentations. Plus chaque étage de gain est différentiel, mieux il rejette le bruit de l'alimentation et plus le bruit de l'alimentation est faible. 

Les équipements qui sont symétriques et différentiels en interne ont une signature de distorsion basée sur la 3ème harmonique plutôt que sur la seconde. L'oreille traite ces harmoniques de manière très similaire, mais un circuit qui a une 3e harmonique comme produit de distorsion fondamental est également un circuit qui a globalement une distorsion plus faible, indépendamment des harmoniques. Moins de distorsion se traduit par un circuit plus soyeux et plus détaillé, ce dernier étant dû au principe de masquage de l'oreille, ce qui signifie que la distorsion peut masquer les informations de bas niveau. Comme l'oreille convertit toute la distorsion en une forme de tonalité, le fait d'avoir des niveaux inférieurs d'harmoniques supérieures ordonnées signifie qu'il y aura moins de dureté et de brillance perçues. En suivant cette voie, on obtient donc plus de détails tout en étant plus doux et plus détendu, un peu comme de la vraie musique.

Ralph Karsten