Test de produit
Que vaut vraiment un casque à 2200 francs?
par Aurel Stevens
L'astuce du volume : Pourquoi les écouteurs hi-fi sonnent-ils toujours si bas sur un smartphone ?
31/10/2016
Traduction: traduction automatique
Pourquoi les appareils mobiles avec une impédance de 32 ohms jouent-ils beaucoup plus fort sur un smartphone que les gros casques hi-fi avec des convertisseurs de 300 ohms ? Sont-ils intrinsèquement plus bruyants ? Pas en principe - la cause se trouve ailleurs.
Tous ceux qui ont déjà essayé de brancher un gros casque hi-fi sur leur smartphone connaissent l'effet : le son est superbe, mais même avec le bouton de volume au maximum, le volume n'est pas suffisant - alors qu'avec le casque à boutons fourni, il vous explose presque les oreilles dans cette position.
Cependant, il n'est pas tout à fait exact de dire que les écouteurs hi-fi sont moins bruyants en raison de leur impédance plus élevée. En effet, pour établir une comparaison équitable, il faut d'abord déterminer la quantité d'énergie électrique fournie par l'appareil que le casque convertit en son. C'est ce qu'on appelle la sensibilité de coupure : elle indique le niveau de pression sonore (exprimé en décibels dB) qu'un casque produit lorsqu'on lui fournit une puissance électrique de 1 milliwatt (mW) (la fréquence de test est généralement de 500 Hertz).
Cela se lit par exemple comme suit : Sensibilité du casque modèle B&W P7 Wireless = 95 dB/mW. Le modèle plus petit B&W P5 Wireless a une sensibilité de 92 dB/mW. En comparaison, le P7 Wireless a donc un niveau de pression acoustique caractéristique supérieur de 3 dB à celui du P5 Wireless - ce qui signifie tout simplement qu'il dispose d'un meilleur rendement : le P7 convertit donc la puissance électrique fournie en puissance acoustique (rendement doublé) de 3 décibels, soit deux fois plus que le P5.
Par définition, le rendement exprime toujours le rapport entre la puissance délivrée et la puissance fournie. Le rendement d'un casque est donc uniquement déterminé par l'efficacité du transducteur, qui dépend principalement de la puissance des aimants utilisés et de la densité du flux magnétique dans l'entrefer dans lequel se déplace la bobine mobile lors de l'entraînement du diaphragme.
Si ce n'est pas l'impédance, alors à quoi est-elle due ?
Le rendement, et donc la sensibilité d'un casque, est donc totalement indépendant de son impédance. Il reste cependant une question à résoudre : Pourquoi les casques de 32 ohms sont-ils plus bruyants sur un smartphone que les casques hi-fi de 300 ohms ? Le problème est que la sensibilité est une donnée liée à la puissance, car la valeur de référence est 1 milliwatt.
A ce stade, nous ne pouvons pas nous empêcher d'utiliser la calculatrice pour un petit exemple de calcul. Supposons que nous ayons deux casques (A et B) avec la même sensibilité (donc le même rendement) de 102 dB/mW - mais une impédance différente : 300 ohms pour le casque A, 32 ohms pour le casque B.
C'est là qu'intervient la question cruciale : Quelle est la tension électrique nécessaire pour alimenter les deux casques avec une puissance de 1 milliwatt afin qu'ils produisent des niveaux de pression sonore identiques de 102 décibels ?
C'est parti :
Donné : la puissance P (1 milliwatt = 0,001 watt)
ainsi que les impédances (casque A = 300 ohms ; casque B = 32 ohms)
On cherche la tension électrique U (en volts, V) pour les écouteurs A et B
.
Selon la loi d'Ohm, on a :
P = U2/R
D'où il résulte que : √(P x R) = U
Casque A :
√(0,001W x 300 ohms) = 0,548 V
Casque B
√(0,001W x 32 ohms) = 0,179 V
Nous constatons que le casque A de 300 ohms nécessite une tension de signal plus de 3 fois supérieure à celle du casque B pour extraire 1 milliwatt de puissance de l'amplificateur (donc du smartphone). Inversement, cela signifie aussi que le casque B de 32 ohms n'a besoin que d'un tiers de la tension pour obtenir 1 milliwatt de puissance (et donc le même volume que l'écouteur A).
Le cas est donc clair : pour le même réglage de volume, l'écouteur B de 32 ohms joue assez exactement deux fois plus fort (environ 10 dB) que l'écouteur A de 300 ohms.
Les smartphones manquent de puissance
Retenons donc qu'une comparaison de volume techniquement correcte entre différents casques n'est possible que si la puissance électrique appliquée est identique (mot-clé : niveau de pression acoustique caractéristique). Dans la pratique, les écouteurs mobiles de 32 ohms sont toujours beaucoup plus bruyants que leurs homologues de 300 ohms, car leur faible impédance leur permet d'obtenir plus de puissance pour une tension de sortie donnée - et c'est là que réside l'astuce. Pour compenser cet effet et donc jouer aussi fort que le casque B pour un réglage de volume donné, le casque A de 300 ohms de notre exemple devrait avoir un niveau de pression acoustique caractéristique supérieur de 10 décibels.
En résumé, les casques hi-fi, avec leur impédance de capsule généralement élevée, nécessitent des tensions de sortie de l'amplificateur nettement plus élevées que les casques mobiles à faible impédance pour atteindre des volumes sonores suffisants. C'est pourquoi les casques à haute impédance ne sont pas adaptés à l'utilisation avec les smartphones et autres, car ces derniers ne peuvent généralement pas fournir la tension de sortie requise.
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Ma carrière audio a commencé comme ingénieur du son en direct pour des artistes de renom tels que Franz Josef Degenhardt, Hannes Wader, Lydie Auvray et Abdullah Ibrahim. C'est à la table de mixage du studio que j'ai trouvé ma vraie "maison" - en tant que musicien devant et en tant qu'ingénieur du son derrière. Aujourd'hui, j'ai le privilège de pouvoir vivre les deux : l'ingénieur du son dans la maîtrise des supports sonores et de la profondeur technique, le musicien dans le jeu créatif. Chez Lowbeats, je suis responsable des domaines de la fidélité professionnelle, du numérique et de la technologie d'enregistrement.
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