Audio 101 : Comment fonctionnent les écouteurs ?
Les écouteurs sont un élément essentiel de nombreuses expériences audio. Ils vous permettent de canaliser la musique directement dans vos oreilles tout en vous détournant du monde, mais quelle est leur histoire et comment fonctionnent-ils exactement ? Si vous êtes curieux de connaître vos canettes préférées, voici une ventilation.
Une brève histoire des écouteurs
Les écouteurs sont une invention qui remonte aux années 1880. À cette époque, les opérateurs téléphoniques utilisaient de lourds haut-parleurs perchés sur leurs épaules pour les aider à connecter les lignes téléphoniques. Malheureusement, ces haut-parleurs pesaient 10 livres !
Dans les années 1890, une société de télécommunications britannique, l'Electrophone Company, a développé un ensemble d'écouteurs séminal qui pendait sous le visage, appelé électrophone. Cet appareil se composait d'écouteurs reliés à une poignée en forme de Y, un peu comme un stéthoscope moderne.
L'électrophone se brancherait directement sur une ligne téléphonique domestique à une extrémité et couvrirait les oreilles de l'utilisateur de l'autre. Avec l'appareil, les utilisateurs pouvaient écouter de la musique diffusée sur ces lignes.
Nathaniel Baldwin a inventé les premiers écouteurs d'apparence moderne en 1910. Contrairement à l'électrophone, les écouteurs de Baldwin étaient posés sur le dessus de la tête au lieu de tomber sous le visage.
Les écouteurs sont ensuite passés de grands et encombrants à plus petits et plus légers lorsque Sony a sorti le Walkman en 1979. Cependant, bien que les petits modèles intra-auriculaires soient populaires aujourd'hui, certains audiophiles préfèrent toujours les modèles plus grands et supra-auriculaires.
Le secret est dans les haut-parleurs
Les haut-parleurs sont la partie la plus importante de votre casque, et chaque haut-parleur est composé de trois composants principaux. Ce sont la bobine acoustique, l'aimant permanent et le diaphragme.
La bobine acoustique est un mince cercle de fil de cuivre. Ce fil est suspendu au milieu d'un aimant permanent, qui maintient un champ magnétique constant. Ce champ aide la bobine acoustique à vibrer.
Une fine membrane appelée diaphragme est reliée à la bobine acoustique. Ce diaphragme, également connu sous le nom de cône de haut-parleur, est la partie responsable du déplacement de l'air.
Comment les écouteurs créent-ils du son ?
Une grande partie de l'audio que vous entendez aujourd'hui commence sous forme d'informations numériques qui passent par un convertisseur numérique-analogique (DAC). Ce DAC convertit un signal numérique en un courant électrique analogique que les enceintes peuvent utiliser pour reproduire le son. Pour les appareils créés avant l'ère numérique, cependant, ces signaux électriques provenaient directement du support source analogique et passaient par un amplificateur jusqu'au haut-parleur — aucune conversion numérique requise.
Dans les écouteurs, comme tous les haut-parleurs, les courants électriques oscillants voyagent via les fils jusqu'à la bobine acoustique. Lorsque le courant traverse la bobine, il crée un champ électrique qui interagit avec le champ électromagnétique de l'aimant permanent. La variance entre les deux champs fait vibrer la bobine mobile.
Lorsque la bobine acoustique vibre, le diaphragme se déplace avec elle. Ce mouvement du diaphragme provoque des ondes de pression (ou ondes sonores) dans l'air environnant. Ces ondes sont le son que vous entendez. Pour les sons plus aigus, le diaphragme se déplace rapidement ; pour les notes plus basses, le diaphragme vibre lentement. Le volume audio global dépend de la force relative du signal électrique.
En quoi les écouteurs filaires sont-ils différents des écouteurs sans fil ?
Actuellement, il n'y a que deux principaux types d'écouteurs, filaires, qui utilisent un câble traditionnel pour se connecter à la source audio, et sans fil, qui utilisent des signaux sans fil pour reproduire l'audio. Mais il y a d'autres différences que vous devriez considérer avant de choisir votre paire parfaite.
Facilité d'utilisation
Les écouteurs filaires sont souvent plus faciles à utiliser que leurs homologues sans fil. Changer d'appareil est aussi simple que de débrancher le casque et de le brancher sur une autre source audio. D'autre part, le fil est également le principal inconvénient, car il doit être physiquement connecté à la source audio. Ce fil empêche le mouvement de l'utilisateur.
Les écouteurs sans fil gagnent des points ici pour offrir plus de commodité comparativement. Avec le sans fil, vous pouvez vous promener librement tant que vous êtes à portée de votre connexion Bluetooth. Cependant, ils nécessitent un effort supplémentaire si vous souhaitez changer d'appareil.
Qualité audio
Une autre différence clé ici est l'endroit où l'audio numérique est converti en audio analogique. Avec un casque filaire, l'audio numérique est converti en sortie analogique avec un DAC sur le périphérique audio — comme votre ordinateur — avant de l'envoyer via des fils aux haut-parleurs du casque. D'autre part, l'audio Bluetooth est généralement envoyé sous forme de données au casque d'abord, puis converti en un signal analogique par le DAC intégré du casque.
La raison de cette différence est que les écouteurs sans fil utilisent un algorithme appelé codec — qui est un portemanteau pour codeur/décodeur — pour affiner les données audio. Ces codecs sont souvent étiquetés « avec perte » car les données sont supprimées au profit d'une taille de fichier plus petite. Les écouteurs sans fil utilisent ces codecs car moins il y a de données transmises via une connexion Bluetooth, plus la connexion est fiable.
Mais la compression affecte la qualité. Contrairement aux modèles sans fil, les écouteurs filaires peuvent fournir un son sans compression avec perte. Cela signifie que vous obtiendrez une meilleure fidélité avec les modèles filaires. C'est pourquoi vous ne trouverez pas souvent de casques sans fil utilisés dans un environnement de studio professionnel. Les unités filaires ont également une latence réduite.
Contrôle audio et alimentation
Les écouteurs Bluetooth peuvent offrir un contrôle plus complet sur votre musique. Alors que certains écouteurs filaires vous permettent de lire et de mettre en pause votre contenu, de nombreux modèles Bluetooth vous permettent de régler le volume, de mettre en pause ou de lire votre musique et de sauter ou de rembobiner des pistes. Certains vous permettent même d'invoquer des assistants numériques comme Siri. Mais ce que vous gagnez en confort, vous le sacrifiez en fidélité audio.
Enfin, les écouteurs sans fil nécessitent une batterie pour fonctionner. Cela signifie que si vous manquez de jus, vos écouteurs ne fonctionneront pas. Les écouteurs filaires n'utilisent généralement pas de piles et fonctionnent donc lorsqu'ils sont connectés à une source audio.
Nouveaux écouteurs, vieille technologie
Les écouteurs sont une invention incroyable. Alors que les marques peuvent émerger avec de nouvelles cloches et de nouveaux sifflets, la technologie de base est restée largement inchangée depuis plus de 100 ans. Et bien que certains modèles puissent évoluer au fur et à mesure que cette technologie progresse, la paire d'écouteurs classique continuera probablement à être synonyme de musique pendant de nombreuses années à venir.