Principes et contraintes de la gravure stéréo des disques vinyles


Gravure mono :

Les cellules de lecture mono, ne détectaient que les variations horizontales du sillon , autour de la spirale parfaite et lisse d’un disque rempli de silence.

Gravure stéréo :

Ou mettre le canal gauche et le canal droit ?

D ‘autant plus que les disques stéréo doivent aussi être lisibles par un tourne disque mono.

Les cellules stéréo sont conçues pour détecter les variations horizontales du sillon, mais aussi les variations verticales. Le bras étant équilibré ( juste avec une légère pression du diamant ) et ayant une certaine inertie, la pointe va vibrer verticalement par rapport à la cellule, selon la profondeur du sillon.

Donc notre sillon est gravé dans le sens horizontal et le sens vertical.

sillon disque vinyle stéréo

Toutefois les variations verticales sont plus petites que les variations horizontales.

Au mastering , à partir de la bande mixée, on va créer deux signaux pour la machine à graver .

H = G + D

Ainsi une cellule mono, mélangera les deux canaux.

Et V = G – D, c ‘est donc la différence entre les deux canaux, qui indique l’importance de la stéréo.

Si on lit un disque mono , avec une cellule stéréo : V = 0 on a pas de stéréo.

Ce n’est pas trop gênant que les variations verticales soient plus limitées que les variations horizontales, puisque ça ne joue que sur le placement droite gauche, alors que le volume du morceau enregistré est donné par la largeur de la variation du sillon, moins limitée..

Mais on ne pourra pas avoir un placement 100 % à droite ou à gauche, comme sur les CD.

Comment séparer voie de gauche et voie de droite ?

Si on ajoute les deux signaux des bobines horizontales et verticales , on a alors :

H + V = G + D + G – D = 2 x G On récupère le double de la voie gauche.

Si on soustrait les deux voies des deux autres bobines horizontales et verticales on a :

H – V = G + D – (G – D ) = G + D – G + D = 2 x D . On récupère le double de la voie de droite.

Il y a deux jeux de bobines dans une cellule, il suffit de les mettre en série pour faire la voie gauche, et idem pour la voie droite , mais en inversant une des bobines.

Problème : si on enregistre deux sinusoïdes en opposition de phase.

A chaque instant on a D = -G

Donc H = G + D = G – G = 0, aucune déviation horizontale de la spirale

et V = G – D = G + G = 2 X G

En sortie de la cellule :

Voie de gauche = H + V = 0 + V = 2 x G

Voie de droite = H – V = 0 – V = – 2 x G

On a bien le même signal sur les deux voies et en opposition de phase, uniquement issu de la gravure verticale, puisque H = 0, pas de déviation horizontale.

On trouve celà sur des CD de test, pour diverses fréquences, les deux enceintes étant décalées, ça donne un effet de pompage, selon la fréquence , assez désagréable, entre les deux enceintes : une pousse l’air , l’autre l’aspire. Le niveau sonore au point d’écoute est atténué.

Il se passe la même chose si on croise les fils + et – d’une enceinte.

Pour illustrer des photos de disques de test :

Gravure horizontale seule :

sillon_Horizontal

Gravure verticale seule :

sillon_Vertical

Maintenant voyons les contraintes de gravage :

Je les ai découvertes dans un article de Dominique Blanc-Francart.

Sur un disque vinyle, il faut mettre la basse au centre :

Sur l’image ci dessous , réalisée avec un logiciel de CAO, j’ai représenté plusieurs sillons en coupe.

La position théorique de chaque sillon , sans aucun signal gravé est représentée par un repère d’axes X, Y.

Le diamant est censé suivre le sillon, représenté soit au repos : X=0 Y = 0 soit vers la droite ou vers la gauche, ou vers le haut et vers le bas, puis avec les deux combinés.

Les basses nécessitent des déplacements importants du brin de gravage, pour être restituées au même niveau que les médiums et aiguës.

La limite horizontale est de toucher le sillon voisin , et la limite verticale est définie par l’épaisseur du disque.

Gravage_vinyl

Gravage_vinyl

Sillons 1, 2, 3 : gravure horizontale seule

1 : H = 0 V = 0 . c’est la position de repos, pas de signal.

2 : H = -1 ( à fond à gauche ) V = 0

3 : H = + 1 ( à fond à droite ) V = 0

Sillons 4, 5, 6 : gravure verticale seule

4 : H = 0 V = 0 . c’est la position de repos, pas de signal.

5 : H= 0 V = +1 ( à fond en haut )

6 : H= 0 V = -1 ( à fond en bas )

gravage combiné vertical et horizontal

8 : a fond en haut, à fond à droite , le sillon 8 tangente le sillon 9 ( à 0,0 ), il y a un risque que le diamant sorte du sillon.

11 ( deux sillons ) à fond en bas H = -1 , celui de gauche est à fond à droite, et celui de droite , est à fond à gauche. Le sillon déborde sur l’autre sillon voisin et le diamant pourrait sauter directement dans l’autre sillon.

12 : ( deux sillons ) à fond en haut et à fond à droite pour la gauche, à fond à gauche pour le droite. Le sillon déborde sur l’autre sillon voisin et le diamant retenu par un sillon très fin pourrait sauter directement dans l’autre sillon.

On évite ces risques, pour les graves, en gravant à H = 0, c’est à dire au milieu, et donc sans effet stéréo. Cad qu’on place la basse au centre de la scène sonore.

On évite ces risques en coupant les extrêmes basses < 50 Hz

Hors phase :

Revenons au disque test gravure horizontale.

sillon_Horizontal

Examinons les trois pistes de droite de la plage la plus au centre.

Si les 3 sinusoïdes avaient été en phase, elles ne risquaient pas de se croiser, comme sur cette image.

Mais comment le prévoir pour l’éviter : la longueur de la spire sur un tour varie selon sa position, plus ou moins près du centre.

Aujourd’hui avant de graver, des logiciels spécifiques signalent le « hors phase ».

C ‘est un peu déroutant de voir dans un forum dédié à la gravure vinyle, certains novices ne savent quoi faire lorsque le logiciel signale un hors phase.

C ‘est aussi énervant d’acheter des disques vinyles neufs et chers, qui « sautent », probablement pour les raisons expliquées ci dessus.

Les gens qui connaissaient le métier ont disparu.

.

A suivre :

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2 commentaires pour Principes et contraintes de la gravure stéréo des disques vinyles

  1. Devenirriche dit :

    Sublime lecture, merci bien !!!

  2. Mahé dit :

    Le vinyle est assez bien adapté à la prise de son stéréophonique avec 2 micros relativement rapprochés (ORTF ou tête artificielle). De même que notre audition.

    donc, l’avantage de pouvoir stéréophoniser le grave en numérique n’est pas un réel avantage.
    C’est juste pratique en production, car on n’a pas besoin de s’en préoccuper.

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