Hard du Hard • Le gros son des mobales

Bientôt la fin des vacances, la rentrée des classes pour les enfants - et les parents - mais surtout l'arrivée très proche des cartes mamans en Z390. Et pour rester dans le même fil que le dernier Hard du Hard, nous allons parler des composants qui fâchent avec aujourd'hui les cartes sons embarquées. Mais plutôt que de parler des différences entre chaque chipset, nous allons surtout nous attarder sur un sujet peu discuté :

Pourquoi, à puces audio équivalentes, les mobales ne sonnent pas pareil ?

Quand le digital ne passe pas, il faut passer par l'analogique

Souvent quand les fabricants nous parlent de son, ils déballent les bonnes spécifications numériques fournies par le fabricant. Mais quand les puces sont les mêmes, ça devient plus difficile. En fait, c'est normal : si 2 contrôleurs ALC1220 sont jumeaux, il n'est pas dit que l'environnement autour d'eux est le même. Et c'est là que malgré toutes les corrections numériques possibles, nous faisons face à un mur immense : l'analogique audio. Car oui, il faut bien rajouter de nombreux composants autour de ces puces pour adapter, transformer et alimenter le signal qui va vers nos casques gaming - on de parlera pas des enceintes, nous vous gardons ça pour le prochain épisode.

Voilà un système survendu classique : condensateurs chimiques de petite taille, réétiquetage de puce ACL1220 et faire croire que le numérique corrige le tout. Pipotron...

Encore et toujours un problème de taille

Les blagues les plus courtes sont les meilleures. Pourtant, les fabricants ont toujours tendance par optimisation des coûts à réduire la taille des composants. En effet, comme énoncé lors de notre dernier épisode, les condensateurs d'alimentations doivent être suffisamment performants si l'on veut avoir une stabilité (presque) parfaite, sinon à chaque variation trop forte de courant, la tension d'alimentation variera. Et comme le son varie en permanence; la moindre fluctuation de tension au niveau de la puce audio conduit à l’apparition d’artefacts sonores et à un effet mémoire. Ces effets donnent des impressions d'échos ou de son de cloche qui se rajoutent. Ils rendent à terme la musique brouillonne. 

L'autre point noir fréquent des cartes sons : le découplage. Cette méthode consiste à éliminer le courant continu entre chaque étage d'amplification du son et d'éviter les tensions continues aux sorties sonores - sauf si les écouteurs grillés sont votre petit déjeuner favori. En gros, le découplage peut être vu comme une protection et une isolation électrique entre les composants. On peut tout simplement mettre un condensateur en sortie pour découpler, mais on a deux soucis :

• Si on veut être sûr d'avoir de bonnes graves jusqu'à 20Hz, on obtient avec les casques/écouteurs un filtre passe-haut. Si on prend la charge minimum de 32 ohms et une coupure à 20Hz, ça nous fait un condensateur de C = 1/(2*pi*fc*Rhp) = 1/(2*pi*20*32) = 248µF ce qui est déjà élevé (ça vous donne un condensateur de 10 mm de large environ sur une mobale)
• Les condensateurs chimiques ne sont pas linéaires sur toute leur bande de fréquence et sont peu efficaces sur les très basses tensions. Cela amène à rajouter des distorsions temporelles atroces pour nos chères p’tites oreilles. Ça veut aussi dire que les petits malins qui vous vendent mieux leur son parce qu'ils ont mis du japonais ou une surdose se moquent de vous. Seule l'utilisation de condensateurs à film plastiques est adaptée à l'audio.

Schéma simple, mais expliquant la problématique : à gauche, une chaîne dite symétrique qui ne nécessite pas de découplage, à droite une chaîne asymétrique avec découplage.

Il y a bien la solution d'avoir un amplificateur rail-to-rail autrement dit qui est alimenté en positif et négatif, éliminant le risque de composante continue, mais c'est une solution "onéreuse". La symétrie de l'alimentation demande de générer une tension négative supplémentaire et un condensateur d'alimentation plutôt costaud, ce qui est beaucoup plus cher que la solution asymétrique. De plus, les alimentations ATX fournissent une tension négative par nature mais pas suffisamment régulée, il faudrait donc mettre en oeuvre un regulateur, un filtre de grande taille et tout le bordel, bref pas très intéressant. Il existe bien des amplificateurs à alimentation asymétriques sans avoir de besoin en découplage, mais ils sont souvent trop chers aux yeux des fabricants.

Dans son système Purity Sound, Asrock utilise la technique du rail-to-rail, un bon point pour un son de qualité

Derniers petits points : les connectiques qui sont parfois hasardeuses, que ce soit sur la mobale ou sur le boitier. Si celle-ci n'est pas adaptée, elle vient bouffer une partie du son sur certaines fréquences, rendant le son étouffé en général. A savoir : l'or ne sert pas à grand-chose en audio, les fils les plus gros sont meilleurs, le blindage ne sert à rien pour des sorties audio, mais peut être utile pour les entrées micro et il faut toujours que la masse des entrées soit reliée uniquement sur la mobale au plus près du module son et surtout pas ailleurs pour éviter les parasites. On ne détaillera pas plus, ça sera pour un prochain épisode.

OK c'est joli et inoxydable, mais n'y croyez pas : ça ne sublimera pas votre son !

Et dans la pratique doc, comment on soigne tout ça ?

Ne paniquons pas, il existe bien entendu des solutions simples chez certains fabricants sans casser le porte-monnaie. Déjà, on identifiera les condensateurs d'alimentations (si déjà il y en a) dédiés au système son. Cette fois, on s'intéresse aux modèles réputés à faible distorsion en fréquence/temps. On retrouve certains fabricants à mettre des séries japonaises de qualité pour remplir ce rôle. De même, une bonne mobale sépare son PCB et doit avoir des pistes dédiées au son et ses pistes de masse. Pas question que votre OC de bourrin perturbe vos oreilles.

Voici un bon élève : combinaison de 2 technos de condensateurs pour de meilleures sensations

Enfin, il y a le champion du domaine grand public : GIGABYTE, historiquement plus soigné sur l'implémentation des circuits audio. Plus malin que ses concurrents - sur le son, nous ne débattrons pas sur le reste - ce fabricant a tout simplement couplé des gros condensateurs chimiques avec des petits condensateurs à film plastique de chez Wima dans sa gamme AORUS - on nous souffle que MSI s'y mettrait aussi, mais seulement sur ses Godlike vendues à prix d'or. Ces condensateurs permettent de traiter les petits signaux et les hautes fréquences en parallèle afin de réduire les distorsions. Certes, ce n'est pas le messie de l'audiophile, mais cette simple astuce permet d'améliorer la dynamique et le rendu des hautes fréquences... pour seulement 2$. Et vous découvrirez que certaines musiques agressives peuvent s'avérer beaucoup plus douces. Bon par contre pour ce qui est du mioche de 12 ans qui hurle dans le chat PUBG, ça, il n'y a pas de solutions miracles !

Et les cartes sons dédiées dans tout ça ? Rendez-vous dans un prochain épisode !