Bande passante et dynamique des enregistrements

Les méthodes et les performances techniques de l'enregistrement sur disque 78 tours varient extraordinairement au cours du temps et, pour une même époque, selon la production et le fabricant. Des courbes d'égalisation variées sont appliquées, des excursions du sillon sont tolérées selon des règles propres à chaque ingénieur du son, et des normes communes ne sont élaborées qu'à la fin de la période des 78 tours ; entre 1941 et 1953, ils choisissaient entre neuf procédés recommandés différents, plus ceux particuliers aux stations de radio

Enregistrement mécanique

Initialement, la bande passante des enregistrements mécaniques était comparable à celle du téléphone, de 250 Hz à 2 500 Hz, favorisant les fréquences médiums, tandis que les basses et les aiguës restent très limitées.

Enregistrement électrique

L'apparition de l'enregistrement électrique vers 1925 permet d'étendre la bande passante jusqu'à 60 Hz dans les basses et 6 000 Hz dans les aiguës.

L'amplification du signal électrique du microphone permet de mieux piloter le burin de gravure et de filtrer le signal pour tirer le meilleur parti de l'espace permet pour le déplacement latéral du sillon, améliorant la dynamique sonore. À la lecture, les têtes électromagnétiques, munies de pointes saphir, suivent aussi plus fidèlement le sillon, y prélèvent beaucoup moins d'énergie mécanique et usent moins le disque. Au cours du temps, la forme du sillon change : de section plutôt arrondie à l'origine, la taille en V s'est progressivement imposée à partir de 1936.

Améliorations techniques

Vers 1934 en France, les nouveaux microphones à ruban permettent la suppression des effets nasillards inhérents aux enregistrements acoustiques qui avaient subsisté en studio avec les microphones à charbon utilisés auparavant. L'industrie électronique se développe à cette époque, améliorant ses produits. Le remplacement des triodes par des pentodes produites en 1926 par de grands industriels comme Philips améliore la linéarité des amplificateurs, diminuant la distorsion. Les résistances à couche, les condensateurs électrochimiques, la meilleure conception électronique affinent la reproduction.

Le développement de la théorie des circuits et des filtres électroniques permet aux techniciens de choisir des courbes de compensation de fréquences à l'enregistrement, puis de pratiquer automatiquement un traitement dynamique du son en fonction du volume momentané de l'enregistrement afin de pouvoir limiter les crêtes fortes en douceur sans engendrer de distorsions, tout en ne diminuant pas l'ensemble général du volume du reste de l'enregistrement. La théorie de l'asservissement électronique par contre-réaction permet un contrôle plus précis du burin graveur. Les progrès techniques permirent une prise de son optimale d'un niveau de volume supérieur à celui obtenu quelques années auparavant, émergeant mieux par-dessus le bruit de fond dû à la relative rugosité de la surface du disque s'ajoutant à celle de la matrice servant à presser les disques du commerce. Cependant, les différences entre compagnies empêche d'en tirer pleinement parti, en adoptant, par exemple, une courbe d'égalisation commune. La norme d'enregistrement des disques 78 tours ne sera publiée qu'après le lancement du microsillon.

Restitution des fines aiguës

À la fin de la période d'exploitation du 78 tours dans les années 1950, les techniques de microphone et d'enregistrement de plus en plus élaborées permettent d'augmenter encore la finesse des aiguës amenant à une bande passante de 30 Hz à 10 000 Hz.

La technologie s'améliorant à la suite des recherches menées par les entreprises et administrations de télécommunication, suivies par les grandes maisons de disques, notamment en France par la Columbia Française sous la présidence de Jean Bérard la qualité des enregistrements devient un argument de vente. Il suffit de comparer la qualité d'enregistrement des disques Columbia fabriqués dans les années 1933-1939 aux productions des autres maisons de disques, y compris les disques Pathé pourtant fabriqués par la même usine pour se rendre compte de la finesse des aiguës, de l'audibilité possible des reprises de respiration des artistes des disques Columbia de cette époque, comparée à la qualité des autres disques : ceci tenant au fait que dès 1931, la Columbia Française reçut de sa maison mère de Grande-Bretagne ses propres machines qui étaient pourvues de technologies améliorées par rapport à ce qu'il se fabriquait alors dans le reste de l'Europe.

Techniques d'enregistrement

Des 78 tours de test avec plusieurs pistes de fréquences différentes existaient déjà dès les années 1930. Ils servent à tester la bande passante de son pick-up électrique et de sa chaîne d'amplification.

La nature du sillon limite les possibilités de reproduction. Le pas du sillon détermine le volume maximal. Un son aigu à fort volume produit un sillon très sinueux sur les disques. Lus sur des gramophones à tête lourde, il en résulte une usure rapide ; avec une tête légère, l'aiguille peut sauter du sillon. Nous parlons alors de compliance dynamique insuffisante..

Il faut donc limiter volontairement le niveau des fréquences élevées. Comme à l'époque des 78 tours, il n'existait pas de norme pour la courbe de réponse, telle que la courbe RIAA pour le microsillon, permettant de compenser à la lecture l'affaiblissement effectué à l'enregistrement, les ajustements relevaient de l'art des ingénieurs du son

Lecture - Force d'appui du bras de lecture

L'aiguille d'acier s'émoussant très rapidement, ce gramophone a son compartiment pour les aiguilles de rechange. Les gramophones tirent l'énergie vibratoire nécessaire à la reproduction directement du mouvement latéral de l'aiguille dans le sillon. Une membrane et un pavillon acoustique, pouvant prendre des formes diverses, assurent la transmission de la vibration mécanique à l'air et l'amplifient.Il faut donc extraire du mouvement latéral de l'aiguille suffisamment de puissance, ce qui impose des têtes assez lourdes pour ne pas vibrer et des forces d'appui de l'aiguille dans le sillon assez importantes pour qu'elle n'en sorte pas malgré les courbures. Les forces d'appui des bras de lecture atteignent 100 à 200 grammes.

Le matériau du disque doit résister à l'usure, tout en étant suffisamment lisse pour limiter le bruit de frottement. Les disques souffrent cependant de l'usure, tout comme les aiguilles métalliques, qu'il faut changer à chaque audition à moins d'utiliser des aiguilles en bambou ou en épine de cactus retaillables pour allonger la durée de vie des disques. Souvent, pourtant par économie ou facilité, les utilisateurs utilisaient souvent la même aiguille pour plusieurs lectures, s'émoussant à l'usure et déformant à la longue les deux flancs du sillon en l'élargissant. Le signal est en conséquence distordu notamment dans les notes fortes, et le disque irrémédiablement dégradé.