Les câbles, apprenons à les comprendre.

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Câbles Blueberry Hill Audio, série Live (fait au Canada)

Même si je suis un fervent partisan de l’acoustique, j’ai aussi écrit à propos des câbles pour le magazine Sciences et Vie High-Tech: N°21 juin-juillet 1996.

Les chaînes Haute-Fidélité mettent en œuvre quatre types de câbles:

  • Les câbles numériques,
  • Les câbles de modulation,
  • Les câbles de haut-parleurs,
  • Les cordons d’alimentation électrique.

Les deux premiers véhiculent des tensions, les deux derniers des tensions et des courants.

Les câbles de modulation transmettent le signal.

Les courants ne sont pas les mêmes dans les deux sens , c’est la tresse de blindage qui joue ce rôle d’équilibrage du potentiel de masse

C’est la raison pour laquelle le section retenue pour les conducteurs de masse est parfois doublée par rapport à celle transmettant le signal.

Câble et Puissance :

Plus l’ampli est puissant, plus celui-ci délivre un fort courant. Il est donc impératif que le câble soit en mesure de supporter ce courant sans chauffer. Les connecteurs doivent eux aussi être calibrés en conséquence.

cordon AC Furutech FI-50-NCF(R) et IEC
AC power inovaudio, connecteurs NCF by Furutech

Exemple :

La section de câble minimale pour un ampli de 150 Watts est de 1,5mm(2) pour chaque conducteur.

Câble et Impédance :

Impédance résistive. Plus le câble est fin et long, plus la résistance est grande, donc plus il y aura de perte de puissance dans le câble.

Si l’impédance d’une enceinte est de 8 ohms et que le câble représente une résistance de 1 ohm la perte théorique dans le câble est de 1/8 eme de la puissance délivrée par l’ampli.

Les effets parasites :

Prenons deux conducteurs, isolés l’un par rapport à l’autre et constitués chacun de plusieurs fils tressés. Ils introduisent une capacité et une bobine parasite.
Sur une très grande longueur, un fil de forte section (2x4mm(2) et + ) permettra une faible perte de puissance, mais l’effet parasite entraînera une chute des aigus plus rapidement qu’un fil de plus petite section. Il est donc conseillé de bien choisir la section du câble en fonction de la puissance et de la longueur.

Câbles blindés :

Une tresse métallique ou Shield (blindage) entoure un ou deux petits conducteurs permettant des liaisons en asymétriques ou symétriques. Le câble blindé est réservé pour des liaisons de petits signaux, mais il arrive que l’on retrouve ce type de montage sur des câbles Haut Parleurs et d’alimentation électrique.

Câble de conception Asymétrique :

Constitué d’un conducteur (point chaud) et de la tresse pour la masse, nous les retrouvons sur les liaisons de faibles longueurs (platines CD, Drive, Convertisseur/ Ampli, préamp, …) ou sur des appareils avec des hauts niveaux de sorties.

Câble RCA de marque Onda (made in Canada)

Afin d’éviter tout Humm ou ronronnement, le blindage permet de faire écran aux effets parasites extérieur (ondes électromagnétiques, électricité statique) et permet aussi une mise à la masse à moindre résistance des appareils entre eux.

Retenez que la prise de terre reliée à votre installation électrique doit être de bonne qualité… il en va de votre sécurité et de votre sérénité … c.q.f.d

Câble de conception Symétrique :

Le matériel est connecté par un +volt et un -volt symétrique par rapport au 0 volt. la masse audio (0 volt) est connectée à la tresse du câble et permet de faire écran de protection.

Le materiel dispose de liaisons à impédances identiques pour le + et le -.
Réservée pour les liaisons les plus délicates ou pour des grandes distances, la liaison symétrique est recommandée.

C’est ce que nous préconisons quand, pour des raisons d’ordre … féminins : Madame a dit que … (humour) … une partie du système est éloigné, du style, un drive dans le coin Droit et le reste dans le coin Gauche à une distance de plus de 4 mètres.

Asymétrie et symétrie comment ça fonctionne ? :

Pour avoir une liaison entre deux appareils, il faut que le circuit soit fermé entre ces deux appareils. Comme une ampoule électrique à filament.

Dans le cas d’une liaison Asymétrique, il y a deux conducteurs. Le câble utilisé est de type blindé et comporte un conducteur central isolé par une enveloppe généralement en plastique autour duquel une tresse métallique fait office de second conducteur et aussi d’écran contre les parasites.

Le fil au centre sert à relier les + des deux appareils ( Le point chaud ), soit la sortie d’une source à l’entrée d’un récepteur.
La tresse qui relie les masses ( o volt) ferme le circuit.

Si la source envoie un signal sinusoïdal, en plaçant un appareil de mesure entre le point chaud et la masse nous verrons sur le point chaud une tension variable de positif à négatif par rapport à la masse.

Blueberry Hill Audio Figaro cables
Câbles XLR Blueberry Hill Audio Figaro carbone série, modèle unique

Dans le cas d’une liaison symétrique, nous avons trois conducteurs.
Le point chaud (+) le point froid (-) et la masse.

Si la tresse sert toujours à relier la masse des appareils le circuit se referme entre le (+) et le (-).

En prenant le même signal que précédemment, nous aurons entre le point chaud et la masse le même signal alors que entre point froid et masse le signal identique en forme sera déphasé de 180°.

Les considérations électriques sont de trois ordres:

  1. La qualité des contacts,
  2. L’impédance,
  3. La conduction ou le pouvoir de transmission ou conductivité.

La qualité des contacts est essentielle:
Nous parlons de la quantité de surface du connecteur :

RCA, BNC, EAS/EBU, XLR, … sur le connecteur idoine de l’appareil .
Plus cette surface est grande, plus le contact est fiable.

Ceci pour éviter les risques de déplacement intempestif sous une contrainte mécanique, et ce typiquement de façon intermittente.

De plus, un contact de surface plus faible en permanence ou de façon intermittente que la section de l’un des câbles (amont ou aval) risque de créer une discontinuité d’impédance nuisant à la propagation du signal.

câbles numériques essayés avec le Relay.
Les trois modèles de câbles numériques essayés avec le Relay.

L’impédance nominale doit être respectée pour certaines liaisons: Les liaisons vidéo doivent se faire en 75 Ohms, comme les liaisons numériques pour les formats encodés (DD, DTS, PCM).
Seul le format AES/EBU est à 120 Ohms.

La conductivité doit être maximum. Les supraconducteurs n’étant pas encore accessibles, on se contente du bon vieux cuivre ou/et argent.
Plus le câble est court et de forte section, plus il est conducteur.
Cela dit, plus il est de forte section par conducteur isolé, plus l’effet de peau en augmente l’impédance à haute fréquence.

L’effet de peau consiste à ce que pour chaque conducteur, le centre devient de moins en moins conducteur à mesure que la fréquence augmente, seule la périphérie reste passante.
Comme la périphérie conductrice présente une section qui ne cesse de se réduire quand cette fréquence augmente, le câble devient de plus en plus résistif.

Or, l’effet de peau se manifeste à une fréquence inversement proportionnelle à la section du conducteur.

Pour avoir un câble de bonne section sans effet de peau atténuant les hautes fréquences, on utilisera un câble mettant en parallèle une quantité de brins conducteurs très fins, isolés individuellement.

L’autre avantage d’un câble fait de nombreux brins fins est qu’il est mécaniquement beaucoup plus souple que ceux qui sont constitués de brins massifs plus gros.

Si Les signaux qui alimentent les haut-parleurs, sont faits de tensions relativement élevées se propageant sur des distances relativement courtes, il n’y a pas de problème.

Pour des signaux de ligne audio ou vidéo, atteignant au maximum 1volt pour la plupart, c’est une autre affaire.

Certains fabricants proposent dans leur catalogue des câbles archi-blindés coûtant une fortune et aux propriétés mécaniques douteuses.

comparatif de cables
Blueberry Hill Audio cables de la série Live

Un câble d’enceinte plus gros est il meilleur?

Plus la section du câble est importante, plus la résistance est faible.
Cependant, d’autres effets apparaissent comme les micro-décharges entre conducteurs qui peuvent influencer la réponse impulsionnelle.
En général, on essaie de rester dans des tailles raisonnables (2 à 5mm2).

Un câble a 2 principales sources d’altération du signal :

Une atténuation du niveau.
Dont dépend la résistance du câble qui est liée à sa section.

La limitation de la bande passante qui est principalement dû à la capacité entre le conducteur, l’isolant et le blindage.

La construction d’un câble va donc consister à associer un conducteur ayant la bonne résistance, c’est-à-dire la plus basse possible, la capacité la plus faible qui dépend de très nombreux paramètres, comme le diamètre ou la matière de l’isolant, et un blindage performant pour éviter de laisser passer des perturbations extérieures.

Le connecteur joue également un rôle déterminant car il peut ruiner tous les efforts d’optimisation mis dans le câble.
Il doit assurer un contact franc avec l’autre connecteur.
La nature du métal (alliage de zinc, acier, nickel, or, argent, rhodium….) doit garantir le meilleur contact dans le temps, malgré de nombreux branchements et débranchements.

La forme de la découpe de la prise a aussi son influence. Le placage de surface n’est pas destiné à réduire la résistance mais plutôt à éviter l’oxydation du métal au contact de l’air qui pourrait provoquer des effets de micro-étincelles

En interne, le connecteur doit avoir une soudure de qualité parfaite, tout en maintenant un blindage complet, voire utiliser un contact à vis, ce que, personnellement je préfère.

Il est facile de comprendre pourquoi les câbles déclenchent autant de passions.

Dire que notre système audio dépend des câbles serait présomptueux, mais il y contribue, seul son rôle de transmetteur du signal final vers les électroniques et haut parleurs n’est pas contesté.
On peut considérer qu’un câblage réussi, c’est d’arriver à trouver le meilleur “match” d’impédance entres les appareils, ça demande de la patience, des essais, un peu de chance et d’expérience.
Le reste n’est qu’affaire de choix personnel, de goût, de couleur et … d’argent ($, €, …)

Silver Triton et Furutech FI-50
Silver Triton et Furutech FI-50

Cet article a été rédigé par Marc PHILIP rédacteur indépendant, tous droits réservés, copyright 2006, les textes et photos sont la propriété de l’auteur, sous licence creative commons : http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ca/

Bonne journée et bonnes écoutes à tous, au plaisir de vous lire.