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Le pur son Neumann, dans le domaine numérique, au format AES/EBU ou AES 42. Le signal est converti immédiatement, au niveau de la capsule. Les questions difficiles à propos du préampli et du convertisseur A/N optimaux pour un micro Neumann font donc désormais partie du passé.
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Un nouvel accomplissement dans le domaine de la technologie des microphones
La société Georg Neumann GmbH a toujours joué un rôle de précurseur dans le domaine des technologies de microphones analogiques. Le premier microphone statique, les premières directivités commutables, le premier microphone stéréophonique, l'alimentation fantôme 48 Volts : autant d'inventions développées par Neumann, qui ont ouvert de nouvelles possibilités dans le domaine des technologies de microphones et des techniques d'enregistrement.

Avec le système Solution-D, Neumann a réussi à développer un microphone numérique dont la gamme dynamique et la fidélité sont au même niveau que les meilleurs microphones de studio analogiques. Le dernier maillon de la chaîne de production audionumérique !

Grâce à un nouveau processus de conversion A/N de haute qualité, une méthode de synchronisation spécifiquement développée, la télécommande des paramètres standard du microphone et l'intégration de diverses fonctions de traitement de signal, le système Solution-D satisfait les demandes des professionnels les plus exigeants dans le domaine de la production audio.

Les nombreuses fonctions du système Solution-D lui permettent d'obtenir un excellent niveau de qualité même dans des productions de petites tailles, en n'utilisant que les microphones et un enregistreur numérique. Une fois de plus, Neumann joue un rôle de précurseur dans le domaine de la technologie des microphones et des techniques d'enregistrement.

Le système numérique Solution-D comprend trois éléments : le microphone numérique D-01, l'interface numérique pour microphone DMI-2, et le logiciel de contrôle RCS, qui permet de faire fonctionner et de télécommander le microphone. Le signal du microphone et la transmission de ses données sont conformes au nouveau standard AES 42-2001 régissant la transmission des signaux de sortie, l'alimentation et la télécommande des microphones pourvus de sorties numériques. Neumann s'est fortement impliqué dans la conception de ce nouveau standard, qui constitue une étape préalable indispensable au développement de la technologie des microphones numériques.

Tout ingénieur du son familiarisé avec les technologies d'enregistrement numérique peut commencer à travailler immédiatement avec le système Solution-D, sans formation particulière. Les mêmes principes d'acoustique et d'enregistrement que ceux en vigueur avec les microphones analogiques s'appliquent. Toutefois, les fonctionnalités supplémentaires propres aux microphones numériques ouvrent de nouvelles possibilités en cours de production.
Contrôle distant des paramètres standard du microphone
Le système Solution-D permet de contrôler à distance les paramètres standard du microphone : directivité, pré-atténuation, filtre passe-haut. Modifier les valeurs des paramètres du microphone est beaucoup plus facile, ce qui simplifie les essais rapides de différents paramétrages afin d'obtenir une qualité sonore optimale. Il n'est plus nécessaire de noter par écrit les valeurs de tous les paramètres.
Traitement numérique de signal audio intégré
Un convertisseur A/N développé par Neumann, optimisé spécifiquement en fonction des particularités du signal de la capsule, reçoit directement le signal de sortie de ladite capsule. Les réglages de gain nécessaires aux appareils suivants sont effectués dans le domaine numérique, dans le microphone lui-même. Les maillons analogiques, tels que les préamplificateurs micro et les convertisseurs A/N, ne sont plus nécessaires, ce qui représente des économies appréciables.

La conversion immédiate du signal analogique, dès sa sortie de la capsule, se traduit par une amélioration notable de la gamme dynamique. Elle est perceptible à travers toute la chaîne du signal, et rend les réglages de niveau moins critiques.

Selon le même principe, les fonctions intégrées aux consoles de mixage, telles que le Mute ou l'inversion de phase, qui affectent le signal micro, sont désormais intégrées dans le microphone. Même des commandes comme “On Air” (rouge micro) sont implémentées, par le biais de LED télécommandées sur le microphone. Une fonction bien particulière est le limiteur de transitoires. C'est la première fois que cette fonction peut être appliquée à l'endroit le plus approprié, c'est-à-dire au niveau du signal source lui-même, afin de mieux respecter ces transitoires, signaux très courts mais de niveau élevé. Les microphones analogiques exigent une gamme dynamique extrêmement grande au niveau du chemin de signal ultérieur pour respecter ces signaux.
Données transmises par le microphone
Les informations envoyées par le microphone sont les suivantes : nom du fabricant, modèle, numéro de série, version de logiciel et liste de toutes les fonctions télécommandées implémentées. Des drapeaux de statut du microphone, comme par exemple certains signaux d'avertissement et le statut Ready, sont également transmis.

L'opérateur peut contrôler tous ses microphones depuis un point central en cabine, grâce au logiciel RCS (Remote Control Software), basé sur une interface utilisateur graphique, tournant sur un ordinateur de bureau ou portable.

En cours de production, l'ingénieur du son peut surveiller en permanence tous les microphones utilisés, puisque tous les paramètres importants, y compris les niveaux de signal, sont visualisés sur l'écran de l'ordinateur. De surcroît, un champ texte permet d'assigner un nom à chaque canal de micro – par exemple la source sonore. Tous les paramètres du microphone peuvent être enregistrés dans des fichiers de configuration, et rappelés à volonté.
Pourquoi utiliser un traitement numérique de signal audio ?
La numérisation des données audio a commencé voici plus de 30 ans dans le domaine de l'enregistrement professionnel, qui plus est par la fin de la chaîne de traitement du signal : l'enregistreur numérique PCM. Aujourd'hui, des versions numériques de pratiquement tous les appareils de traitement de signal audio sont disponibles.

Il est bien connu que les signaux numériques constituent une base solide pour des calculs mathématiques et des traitements d'une grande précision : on peut les modifier, les copier, les transmettre et les archiver facilement, sans aucune perte de qualité.

À l'inverse, les traitements de signal analogiques se caractérisent par une précision limitée, des accumulations d'erreurs et une absence d'informations de redondance de signal et de procédures de correction d'erreur. Chaque stade de traitement numérique apporte une dégradation à la qualité originale du signal. Il en résulte une réduction progressive de la gamme dynamique, due au cumul de bruits de fond et à l'apparition de distorsions non linéaires.

De plus, les traitements numériques permettent d'accéder à des fonctions difficiles ou impossibles à implémenter avec des technologies analogiques – notamment les fonctions nécessitant un stockage intermédiaire des données.
Conversion A/N
En dépit d'améliorations permanentes, les circuits intégrés disponibles sur le marché aujourd'hui constituent toujours un facteur limitatif dans le domaine de la conversion A/N du signal audio.

Par exemple, les meilleurs convertisseurs A/N de type delta-sigma existant sous forme de circuits intégrés offrent une gamme dynamique de 115 à 120 dB (pondérés A) pour une résolution théorique de 24 bits (en fait, 22 voire 21 "réels").

En comparaison, un microphone statique analogique de haute qualité possède une gamme dynamique supérieure à 130 dB. Un convertisseur A/N de hautes performances est donc indispensable si on veut éviter d'ajouter du bruit de fond au signal audio. De plus, le processus de conversion doit être adapté de façon optimale aux niveaux de signal et à l'impédance de sortie à l'intérieur du microphone.

Dans le cas d'une conversion A/N dans une console de mixage ou tout autre appareil, de façon générale, il faut s'attendre à une détérioration de la qualité du signal, puisque la conversion ne s'effectue qu'après adaptation du niveau. Résultat : la dynamique pâtit de la réserve dynamique et des caractéristiques du préampli micro et du convertisseur A/N.

Par conséquent, les ingénieurs de chez Neumann ont cherché à développer une méthode pour effectuer une numérisation de haute qualité directement à la sortie due la capsule, à l'intérieur du microphone lui-même. Cette approche permet de procéder aux réglages de niveau et aux autres traitements dans le domaine numérique, ce qui assure que la qualité du signal issu du microphone n'est pas compromise par des traitements ultérieurs.
Synchronisation
Le flux de données audionumériques transmis par le microphone doit être synchronisé afin de permettre un traitement par la console de mixage. Ce qui a nécessité de développer une méthode de synchronisation fiable, pouvant fonctionner indépendamment de la longueur du câble micro.

La société Neumann a apporté une contribution décisive dans ce domaine, en développant un processus qui fait désormais partie du standard AES 42-2001 :

Côté réception du signal issu du microphone, une comparaison fréquence-phase est effectuée par une horloge maîtresse, et un signal de réinjection, assez lent, est généré afin de contrôler un oscillateur à quartz commandé en tension (VCXO) intégré au microphone. Ce qui constitue une boucle de réinjection fermée, ressemblant à une boucle à verrouillage de phase (PLL). Après égalisation et conversion A/N, ce signal réinjecté est transmis au microphone, faisant partie du flux de données à distance, conformément au standard AES 42-2001. Cette procédure est non seulement très fiable, mais permet aussi de bénéficier d'amplitudes de jitter très réduites.
Microphone numérique D-01
Au premier coup d'oeil, le D-01 ressemble beaucoup à un microphone analogique conventionnel. Toutefois, immédiatement derrière sa capsule se trouve un convertisseur A/N développé par Neumann, spécifiquement optimisé en fonction des caractéristiques propres de la capsule du microphone. Cette conversion immédiate donne un signal d'une résolution de 28 bits, offrant une gamme dynamique de plus de 130 dB (pondéré A, capsule microphone incluse).

Le traitement ultérieur du signal numérique dans le microphone est assuré par FPGA (Field Programmable Gate Array). Des paramètres tels que la directivité, la pré-atténuation, le filtrage passe-haut, le gain et diverses commutations, peuvent être assurés en numérique et contrôlés à distance. Par conséquent, les périphériques externes tels que préamplificateurs analogiques et convertisseurs A/N, ne sont plus nécessaires.

Pour identification, le microphone transmet au récepteur des informations telles que le nom de son fabricant, son modèle, son numéro de série et la version de son logiciel interne.

Le microphone est équipé d'un connecteur de sortie de type XLR 3 points. Il émet un signal bidirectionnel, conforme au standard AES 42-2001, transportant le signal numérique de sortie (symétrique) du microphone, l'alimentation fantôme et un flux de données de commande à distance. Ce flux de données inclut également un signal assurant la synchronisation du microphone avec une horloge maîtresse.
Interface pour microphone numérique DMI-2
Les appareils compatibles avec le nouveau standard AES 42-2001 peuvent traiter directement le signal de sortie issu du système Solution-D. Dans les autres cas, il faut utiliser l'interface pour microphone numérique Neumann DMI-2 Digital Microphone Interface : il s'agit d'un appareil séparé, deux canaux, assurant la conversion des données au format AES 42-2001 issues du microphone en signal AES/EBU.

La DMI-2 est gérée par le logiciel Neumann Remote Control Software (RCS), qui tourne sur un ordinateur de bureau ou portable. L'ordinateur et la DMI-2 sont reliés via un port USB et un convertisseur d'interface (USB vers RS-485). Si vous utilisez un grand nombre de magnétophones, vous pouvez cascader plusieurs DMI-2, chaque interface étant adressable séparément.

Outre une entrée/sortie wordclock, la DMI-2 intègre également un générateur de wordclock maître. Si aucun signal de wordclock maître n'est détecté en entrée, le générateur interne de la DMI-2 est utilisé automatiquement pour synchroniser les deux canaux de microphones, et il envoie également son signal sur la sortie wordclock. Un port utilisateur sur connecteur Sub-D 9 points permet de commander, par exemple, un signal de rouge studio “On Air”.
Logiciel RCS Remote Control Software
Le microphone numérique est contrôlé par le logiciel Remote Control Software, une des composantes du système Solution-D, qui tourne, sous la forme d'un logiciel autonome, sur ordinateur de bureau ou portable.

Tous les paramètres importants apparaissent à l'écran et peuvent être modifiés à tout moment. En cours de production, l'ingénieur du son exerce ainsi un contrôle intégral sur le statut et les paramètres de tous les microphones, et peut modifier les valeurs rapidement et commodément si nécessaire.

Voici la liste des paramètres ainsi visualisés : directivité, pré-atténuation, filtre passe-haut, gain, indicateurs de statut des microphones, indicateurs de commandes, fonctions Mute et inversion de phase. Vous pouvez également visualiser les niveaux audio à l'écran.

Les informations transmises par le microphone, comme le nom du fabricant, le modèle et le numéro de série, sont également affichés et servent à identifier le microphone. De surcroît, vous pouvez entrer des informations supplémentaires, comme par exemple le nom de la source sonore. Les paramètres concernant la configuration globale des microphones peuvent bien sûr être sauvegardés et rappelés à volonté.
Points forts
Communication via port USB (sous Windows XP, Me, 2000, 98SE, Mac OS version 8.6 ou ultérieure)
Visualisation d'un maximum de 8 canaux à l'écran
Crête-mètre avec fonction de gel des niveaux (Peak Hold)
Visualisation sur bargraph de la réduction de gain appliquée par le limiteur intégré
Sauvegarde des configurations
Repérage individuel des différents canaux
Fonctions contrôlables : directivité, filtre passe-haut, pré-atténuation, gain, limiteur (dé-esseur), soft Muting, inversion de phase, fréquence d'échantillonnage, mode de synchronisation, signaux de test, indicateur lumineux
Affichage : fabricant, modèle, numéro de série, versions des micrologiciels internes (microphone et DMI), temps de latence interne, signaux de statut (Overload [surcharge], Limiter Active [limiteur actif], Data Valid [données valides], Sync Locked [synchronisation verrouillée], Power On [alimentation sous tension])
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