X/Y Stereo Recording

Pourquoi l'enregistrement stéréo XY ?

L'enregistrement avec de véritables microphones stéréo XY présente plusieurs avantages, notamment :

Une image stéréo naturelle
Une reproduction fidèle de la largeur et de la profondeur gauche/droite
La capacité de capturer clairement les sons provenant de l’avant
Une conversion facile en mono pour la diffusion

Le facteur clé est l’absence TOTALE de déphasage entre les sons captés par les microphones gauche et droit. Cet article explore la manière dont cette différence de phase affecte la qualité du son en comparant l'enregistrement stéréo en véritable XY avec la méthode stéréo AB conventionnelle.

Technique stéréo XY

Cette photo montre une configuration stéréo XY avec deux microphones appairés. Leurs membranes sont alignées sur le même axe et tournées à 90° vers la source sonore. Les deux microphones étant placés à égale distance, les ondes sonores les atteignent simultanément, ce qui évite tout retard de signal et élimine les déphasages.

Mais quelle est la relation exacte entre retard du signal et différence de phase ?

Pour en savoir plus, comparons enregistrement stéréo XY et enregistrement stéréo AB.

Stéréo XY contre stéréo AB

Les ondes sonores provenant d'une source centrale (guitare marron) atteignent simultanément les microphones gauche et droit, quelle que soit la technique de prise de son stéréo utilisée.

En revanche, les ondes sonores provenant d'une source décentrée (guitare verte) arrivent aux microphones gauche et droit avec un léger décalage dans le temps lorsque l'on utilise la configuration AB. Dans le schéma ci-dessus, ce retard est représenté par la flèche verte, qui indique qu’il faut un peu plus de temps au son pour atteindre le microphone gauche.

Quel est le retard exact du signal décentré indiqué par la flèche verte ?

Supposons que les microphones de la configuration AB soient distants de 48 mm. Lorsqu’on enregistre une source sonore située à 45° vers la droite, le microphone gauche est environ 34 mm plus loin de la source que le microphone droit. Le son se propageant à 340 mètres par seconde, l'onde sonore atteint le microphone gauche environ 0,1 milliseconde après avoir atteint le droit.

Comment ce retard de 0,1 milliseconde affecte-t-il les caractéristiques du son ?

The delay caused by distance is constant, but its effect varies with frequency, this is known as phase difference. Each frequency corresponds to a specific wavelength; for example, a 1 kHz tone has a wavelength of 340 mm. Higher frequencies have shorter wavelengths: 5 kHz equals 68 mm, and 10 kHz just 34 mm.

When a delayed left mic signal combines with an undelayed right mic signal during playback, the interaction affects sound perception. For instance, a 1 kHz tone may be slightly amplified by a ~40° phase shift, while at 5 kHz a 180° shift causes cancellation. At 10 kHz, a 360° shift can double the sound. This illustrates how mic placement and phase shifts greatly influence the final sound.

Imaginez la lecture simultanée du signal retardé du microphone gauche et du signal sans retard du microphone droit sur des enceintes. Comme les sons des deux enceintes se mélangent dans l'espace d'écoute et atteignent les deux oreilles, les différences de phase affectent fortement ce que vous entendez.

Par exemple, le son d’une onde sinusoïdale de 1 kHz avec un déphasage d’environ 40° peut sembler légèrement plus fort. À 5 kHz, les ondes s'annulent complètement l’une l’autre en cas de déphasage de 180°, comme le fait un système d'annulation du bruit, ce qui fait disparaître le son. En revanche, à 10 kHz, un déphasage complet de 360° double l'amplitude du son.

Cela montre à quel point le placement des microphones et les déphasages qui en résultent peuvent modifier le son de manière spectaculaire et inattendue.

La figure ci-dessus illustre comment les retards de phase entre les canaux gauche et droit influencent le timbre selon les fréquences. Le graphique, appelé courbe de réponse fréquence-amplitude, révèle comment un retard de 0,125 ms entraîne l'annulation de certaines fréquences (4 kHz, 12 kHz, 20 kHz), tandis que d'autres (8 kHz, 16 kHz) sont renforcées, créant ainsi un effet de filtrage en peigne. Il en résulte un timbre très différent du son d’origine.

Même dans des configurations professionnelles, la distorsion de phase reste un problème majeur en enregistrement stéréo. La comparaison des méthodes en véritable XY et AB le montre : le véritable XY préserve fidèlement la structure harmonique des ondes en dents de scie, très sensibles à la distorsion de phase, tandis que la méthode AB, en particulier avec un écartement plus important des micros, introduit des interférences de phase qui déforment l'onde.

Cet effet de filtrage en peigne est clairement visible dans le spectre harmonique produit par la configuration AB, donnant un son nasillard et soulignant l'importance du contrôle des relations de phase en stéréo.

Même dans un environnement professionnel, la distorsion de phase reste un problème critique en enregistrement stéréo.

Idéalement, lorsque la fréquence fondamentale de 500 Hz a une amplitude de 1, ses harmoniques devraient proportionnellement décroître : 1/2 pour la deuxième harmonique (1 kHz), 1/3 pour la troisième (1,5 kHz), et ainsi de suite. La méthode en véritable XY préserve fidèlement cet équilibre harmonique, alors que la méthode AB introduit des interférences de phase qui déforment l'onde composite.

Cette distorsion se manifeste par un fort effet de filtrage en peigne dans le spectre harmonique, produisant un son nasillard et artificiel.

Une configuration de microphones stéréo en véritable XY élimine les différences de phase entre les canaux gauche et droit, ce qui garantit des enregistrements clairs et stables, sans coloration tonale, même lorsque les sons se mélangent. Cette cohérence de phase permet d'obtenir une image stéréo naturelle, une localisation précise et une sensation d’espace réaliste.

C'est pourquoi la série H de ZOOM, des modèles les plus compacts à ceux de qualité studio, offre avec ses microphones en véritable configuration XY un moyen simple d’obtenir un son professionnel.