Une surprise et des questions

Par contre, il y a  des notices dans toutes les langues imaginables.......

Justement, en parcourant la notice, Sony vous explique en long et en large comment enregistrer un signal vidéo et dans la page de spécification vous pouvez vérifier que le signal attendue est un signal normalisé PAL de niveau: 1V : parfait  (mais qui en aurait douté...)
Curieusement, coté audio, il est simplement indiqué que vous disposez d'un signal de 327 mV en entrée/sortie: pas un mot de plus.

C'est un peu frustrant d'autant qu'avec un enregistrement numérique ( ici au format DV) d'un signal audio analogique, toute saturation se transforme en écrétage brutal du plus mauvais effet à l'écoute.
Et lorsqu'un signal est écrété, il devient impossible de le réparer :  l'opération est irréversible.
Il convient donc de bien savoir où se situe la limite à ne pas franchir.

Deux questions peuvent alors se poser sur le comportement les entrées analogiques du GV-D:
    #  ces 327 mV représentent ils cette limite d'écrétage?
    #  un compresseur est-il installé sur l'entrée audio pour limiter les effets de saturation?  (comme je l'avais entendu dire pour les DAT portables Sony  TCD-D7 ou 8)

La recherche des réponses m'a ainsi amené à vouloir vérifier le comportement de la section audio du GV-D900. En route donc pour le......

PREMIER TEST

J'édite ce fichier00: ca parait assez abstrait comme cela mais c'est la représentation en plusieurs blocs de l'enveloppe des signaux de test, voie de gauche au dessus et voie de droite en dessous, sur 46 s d'enregistrement.
 

Fichier 00 :  lecture de la cassette de référence

Que peut on observer ?
Le premier bloc de ce fichier est un signal de 100 Hz audionumérique créé au niveau maximum de 0 dBn  (et représenté ci-dessus à -2 dBn).
La lecture de ce bloc permet de mesurer un signal de 1,12 V, soit  +1 dBV sur chaque voie de sortie audio du GV-D.
C'est beaucoup plus que les 327 mV annoncés!!!!

Les autres blocs sont la copie conforme du signal audionumérique de la  cassette de référence : il n'y a aucune déformation apparente....

Examinons par exemple trois blocs intéressants:
 

	Détail du 3ème bloc à la transition entre les 2 voies		L'enveloppe des signaux du  6ème bloc
Fichier 03		Fichier 07

Le fichier 03 est un détail du 3ème bloc: signaux alternativement 100 Hz voie de gauche à +1 dBV , silence à droite puis 800 Hz voie de droite et silence à  gauche: il n'y a pas de mélange entre les voies.

Le fichier 07 est un détail du 6ème bloc: les rampes sont trés linéaires en sortie entre les niveaux -11 et +1 dBV (et représentées ci-dessus entre -14 et -2 dBn) :  pas de déformation.
 

	Analyse spectrale sur les 2 voies du fichier 03:       bleue:  voie gauche, 100 Hz       violet:  voie droite, 800 Hz Signaux analysés au niveau maximum de -2 dBn soit  +1 dBV sur une voie  et au niveau silence sur l'autre voie
Analyse spectrale du fichier 03

J'en profite pour faire une analyse spectrale du fichier 03 pour chacune des  voies à +1 dBV(et représenté ci-dessus à -2 dBn: niveau maximum) alors que l'autre voie est au silence.

La diaphonie entre voies de sorties est inférieure à -70 dB et les harmoniques de distortion restent faibles: trés bien.
 

	L'enveloppe des signaux du  7ème bloc		Détail du 7ème bloc qui montre le début de l'impulsion au  niveau -2 dBn  soit  +1 dBV
Fichier 08		Détail de l'impulsion

Le fichier 08 est un détail du 7ème bloc: les impulsions sortent également au niveau  +1 dBV (et représenté ci-dessus à -2 dBn: niveau maximum)

Les impulsions ne sont pas du tout déformées. Tout cela est conforme à l'original.
 

	L'analyse spectrale est faite sur les 2 voies    au niveau du marqueur jaune du fichier 08:      violet:  voie droite, bleue:  voie gauche      les 2 voies sont pratiquement supperposées   les signaux analysés sont au niveau    -14 dBn soit -11 dBV
Analyse spectrale du fichier 08

Je fais une analyse spectrale des signaux du fichier  08 au niveau -11 dBV c'est à dire 12 dB en dessous du niveau maximum: la distortion est trés faible.

Le résultat est trés honnête d'autant plus que je regarde la chaîne "sortie GV-D + entrée carte son" et que chacun apporte sa part de distortion....

Finalement, à la lecture d'une bande DV, les sorties analogiques ne déforment absolument pas les signaux : je suis ravi: c'est superbe.

Passons alors au......

DEUXIEME TEST

Ce calibrage va me permettre d'attaquer les entrées du GV-D avec un signal au niveau maximum de +5 dBV (créé à 0 dBn)
Un tel niveau devrait être au dessus des possibilités de l'entrée du GV-D.

En relisant la bande DV, je vais ainsi pouvoir observer  le comportement de l'étage d'entée en saturation et voir l'effet de l'écrétage sur les signaux.

Pour cela, l'idéal aurait été de pouvoir éditer le fichier audionumérique aprés transfert  de la bande vers le PC via la liaison DV.
Mais pour l'instant, je ne dispose pas encore d'une carte DV aussi je dois enregistrer cette bande sur le PC via la liaison analogique déjà utilisée dans le premier essai. Comme celle-ci s'est bien comportée, elle  restera suffisemment transparente pour cette nouvelle série de test et n'apportera pas de perturbation .

En conséquence, les sorties audio analogiques du GV-D sont enregistées sur le PC  dans le fichier 20 cette fois-ci.
Le niveau  d'enregistrement est calibré comme suit:  le palier repère 100 Hz (correspondant à celui à -15 dBn du tone 20) est ajusté en niveau aux entrées de la carte son pour être enregistrés à -15 dBn dans le fichier 20.

Il faut dire que l'éditeur audio est doté d'un magnifique Vu-mètre à ruban trés précis qui est bien pratique à utiliser pour le calibrage.....

J'édite ce fichier 20. C'est toujours aussi abstrait mais on peut observer maintenant des changements.
 

Fichier 20 :  lecture de la séquence de signaux du fichier de référence

Cette fois-ci,  les signaux semblent être passés au laminoir!!! il y a bien un compresseur qui entre en action sur les niveaux élevés.

Voyons cela en détail dans le 2ème bloc du fichier 20.....
 

	Signal d'origine		Signal relu sur la bande DV Une seule voie est représentée ici  mais les 2 voies se comportent de façon identiques
Tone 22		Fichier 22

On y voit le signal d'origine Tone 22 tel qu'il a été envoyé aux entrées du GV-D par la carte son.
C'est un signal de 800 Hz avec un palier au niveau -10 dBV, suivit d'un niveau croissant linéairement pendant 8 s jusqu'à un second palier à +5 dBV.
Cela apporte un aspect trés graphique, qui facilite l'interprétation....

Aprés lecture de la bande par le GV-D, le Fichier 22 montre ce que la carte son a récupérée.

En comparant le Fichier 22 (lecture du GV-D) au Tone 22 (enregistrement du GV-D) on peut distinguer 3 secteurs dans le comportement des entrées analogiques du GV-D.

Voyons un peu plus en détail l'allure des signaux enregistées dans ces 3 secteurs:

					Tone 22   Signaux aux entrées   analogiques du GV-D
					Fichier 22   Signaux aux sorties   analogiques du GV-D
					Analyse spectrale des secteurs    ci-dessus du fichier 22
1er secteur:  14 à 18		2ème secteur:  18 à 20		3ème secteur:  20 à 24

Dans le 1er secteur, le signal de sortie est idenrtique au signal d'entrée: c'est le secteur linéaire de fonctionnement du GV-D : pas de distorsion appréciable sur le spectre correspondant: c'est tout bon.....

Dans le 2ème secteur, le signal de sortie est plus faible que le signal d'entrée: c'est le secteur où un effet de compression, ou plutôt de limitation entre en jeu: la distorsion par harmonique commence à pointer....attention, il est grand temps d'ajuster le niveau d'entrée.

Dans le 3ème secteur, le signal de sortie est franchement écrété: c'est le secteur de saturation: la distorsion est massive, attention aux oreilles et aux tweeters des enceintes hi-fi: on entre dans une zone inutilisable pour enregistrer un signal audio!!!!!!!!

Voila un petit tableau qui résume la situation et les niveaux aux limites des 3 secteurs:
 

DES REPONSES

Et voici les réponses aux questions du début sur le comportement des entrées analogiques du GV-D:

   #   les 327 mV ne représentent pas la limite d'écrétage: en fait, ils correspondent:

         - aux entrées, à un signal de -9,7 dBV soit sensiblement le niveau nominal de -10 dBV des équipements grand public

         - sur la bande DV, à un signal codé à -10.7 dBnseulement, donc sensiblement 11 dB en dessous du niveau maximum de codage

   #   il y a bien un compresseur et les entrées analogiques:

         - acceptent un signal audio sans déformation jusqu'à un niveau de -1,5 dBV (soit l'équivalent d'un niveau de -2,7 dBn sur la bande DV) sur une dynamique de 90 dB environ......

         - le limite pour des niveaux d'entrée de -1,5 à +1,2 dBV sur une dynamique de 3 db seulement (pour un niveau constant de -2,7 dBn sur la bande DV): la plage est trés faible

         - la saturation apparait ensuite brutalement pour un signal supérieur à +1,2 dBV.

En résumé, au dessus du niveau nominal de -10 dBV,  les entrées analogiques du GV-D offrent  une marge de 8 dB environ sans distorsion .
Au dela,  une petite plage de limitation intervient sur 3 dB si on s'est fait surprendre et ensuite c'est le massacre qui commence ! ! ! !

Eh oui, l'enregistrement numérique n'offre pas que des avantages: ici apparaît un inconvénient du procédé par la brutalité de l'effet de saturation alors qu'en enregistrement analogique, la saturation se manifeste généralement de façon trés progressive (un effet qui est parfois utilisé pour colorer un son....)

CALIBRAGE des VU-METRES

Afin d'éviter la saturation en audio lors d'un enregistrement via les entrées analogiques, il y a intérêt à surveiller les niveaux d'entrée...... pour cela, 2 méthodes sont utilisables:

    1-  utiliser les vu-mètres analogiques d'un mélangeur ou d'une table audio analogique (qui va permettre aussi d'ajuster le niveau d'enregistrement).
En principe, le  0 dB des Vu-mètres des équipements grand public (qui sortent sur prises cinch/RCA) correspond au  niveau nominal de -10 dBV soit l'équivalent de -11 dBn sur la bande DV.
On peut donc dépasser le 0 dB des vu-mètres avec une marge de  8 dB environ sans distorsion: c'est confortable.....

    2-  utiliser les vu-mètres numériques (de carte DV par exemple) puisque le signal enregistré est disponible simultanément sur la prise DV du GV-D.
En principe, le 0 dB des Vu-mètres correspond au  niveau maximum de 0 dBn sur la bande DV: il faut donc pas  que le signal audio atteigne la zone des vu-mètres située entre  -3 dBn et 0 dBn. Le comportement de ces vu-mètres qui sont en fait des crète-mètres facilite l'observation.

   Si on compare alors le résultat d'un enregistrement sur bande DV à l'aide du GV-D:

    - via les entrées analogiques, un signal audionumérique sera linéaire sur une plage de 90 dB et les 6 dB supérieurs seront compressés puis saturés

    - via l'entrée DV (I-link), un signal audionumérique sera linéaire sur la totalité des 96 dB de la dynamique de codage d'un signal audio sur 16 bit.

QUELQUES COMPLEMENTS

L'édition du fichier 20 permet de faire quelques autres observations sur le comportement des entrées analogiques du GV-D.
Voyons cela en détail dans les autres blocs de ce fichier 20.....
 

				Le 3ème bloc dont une voie est représentée ici est similaire au 2ème mais monte plus rapidement en entrée (-10 à +5 dBV en 200 ms au lieu de 8s)
Tone 23		Fichier 23

Aprés lecture de la bande, le fichier 23 montre un comportement identique au fichier 22 avec les 3 secteurs.....

Ici, un bloc supplémentaire de signal 800 Hz au niveau -10 dBV a été ajouté à la fin et le fichier 23 montre l'effet de compression.
 

			Le 5ème bloc ressemble à rateau d'antenne télé!  C'est un bloc avec 10 impulsions dont le niveau varie régulièrement de -4 à +5 dBV et qui sont superposées à un signal de base de -10 dBV en entrée
Tone 25		Fichier 25

Ici, le fichier 25 montre l'effet de limitation sur les impulsions de 0 à + 2 dBV alors que la compression se manifeste par la décroissance du signal de -10 dBV qui, en final, se retrouve à un niveau équivalent à celui d'un signal à -14 dBV.
 

			Le 6ème bloc comporte 1 impulsion à +5 dBV supperposé à un signal de base de -10 dBV en entrée
Tone 26		Fichier 26

Ici, aprés l'impulsion à niveau élevé (+5 dBV), on voit que le signal de base est atténué par le compresseur à un niveau équivalent à un signal de -14 dBV en entrée puis que le signal remonte progressivement vers le niveau initial de -10 dBV.

La constante de temps de retour du compresseur est d'environ de 3,5 s (temps nécessaire pour retrouver les 2/3 du niveau initial).
 

			Le 7ème bloc comporte 1 impulsion  à +2 dBV supperposé uniquement sur la voie de gauche à un signal de base  à -10 dBV
Tone 27		Fichier 27

Ici, aprés l'impulsion à niveau élevé (+2 dBV) sur la voie de gauche seule, on peut observer une compression similaire des signaux sur les 2 voies.

La compression est donc mise en oeuvre par un signal à niveau élevé apparaissant sur n'importe laquelle des 2 voies.
 

					Détail du 7ème bloc
Fichier 27-1		Fichier 27-2		Fichier 27-3

Le fichier 27-1 fait apparaître une constante de temps d'établissement de la compression de 6 ms environ (ce sont des millisecondes).

Le fichier 27-2 montre le début de l'écrétage du signal qui s'élimine au bout de quelques ms: nous sommes ici à la limite du secteur de saturation.

Le fichier 27-3 montre le même effet mais à partir d'une impulsion sur  la voie de droite.....

QUELQUES PRECISIONS

Pour les courageux qui ne seraient pas encore lassés, voici quelques précisions sur la méthode d'évaluation employée....

Cassette de référence

Le but était de pouvoir lire une cassette dont le signal audio enregistré était un signal synthétisé: ainsi  les niveaux et les caractéristiques étaient  connues trés précisemment.
Ce signal synthétisé a été créé en 48 khz 16 bit stéréo à l'aide de CoolEdit96 (éditeur de signal audio) sous forme d'un ensemble de fichiers wav.
Ces fichiers ont été importés directement dans Première (éditeur vidéo) pour en assembler un fichier DV.
Ce fichier a été ensuite lu avec une carte DV (ici une DV Master).
Le signal DV a été alors enregistré via la liaison IEEE-1394 sur la cassette de référence à l'aide d'un enregistreur DV.

L'enveloppe de ce signal est constitué de plusieurs blocs séparés par des silences. Que représent ces blocs?

Tone 00

Le 1er bloc de ce fichier est un signal de 100 Hz audionumérique créé au niveau maximum de 0 dBn.
Le 2ème bloc de ce fichier est un signal de 800 Hz audionumérique créé à des niveaux décroissants par palier de 0, -6, -12, -18 et -24 dBn.
Le 3ème bloc de ce fichier est un signal de 100 Hz audionumérique voie de gauche avec silence voie de droite suivi d'un signal de 800 Hz audionumérique voie de droite avec silence voie de gauche.
Le 4ème bloc de ce fichier est un signal de 800 Hz audionumérique créé à des niveaux décroissants en glissant de 0 à -12 dBn.
Le 5ème bloc de ce fichier est un signal de 800 Hz audionumérique créé à des niveaux croissants en glissant de -12 à 0 dBn.
Le 6ème bloc de ce fichier est un signal de 800 Hz audionumérique créé à un niveau  de -12 dBn avec une impulsion à 0 dBn.
Le 7ème bloc de ce fichier est un signal de 800 Hz audionumérique créé à un niveau  de -12 dBn avec 6 impulsions échelonnées de -10 à 0 dBn.

Fichier de référence

Le but était de pouvoir lire une cassette dont le signal audio enregistré était un signal synthétisé où les niveaux et les caractéristiques sont connus précisemment.
Ce signal synthétisé a été créé cette fois-ci en 44,1 khz 16 bit stéréo à l'aide de CoolEdit96 sous forme d'un ensemble de fichiers wav.
Ce fichier a été ensuite lu avec la carte son.
Le signal analogique a été alors enregistré via les entrées audio analogiques du GV-D sur une cassette DV.

L'enveloppe de ce signal est constitué de plusieurs blocs séparés par un silence. Que représent ces blocs?

Tone 20

Le 1er bloc de ce fichier est un signal de 100 Hz audionumérique créé au niveau  -15 dBn.
Le 2ème bloc de ce fichier est un signal de 800 Hz audionumérique créé à des niveaux croissants de -15 à 0 dB en 8 s.
Le 3ème bloc de ce fichier est un signal de 800 Hz audionumérique créé à des niveaux croissants de -15 à 0 dB en 200 ms.
Le 4ème bloc de ce fichier est un signal de 800 Hz audionumérique créé à des niveaux décroissants  de 0 à -15 dBn en 200 ms.
Le 5ème bloc de ce fichier est un signal de 800 Hz audionumérique créé à un niveau  de -15 dBn avec 10 impulsions échelonnées de -9 à 0 dBn.
Le 6ème bloc de ce fichier est un signal de 800 Hz audionumérique créé à un niveau  de -15 dBn avec une impulsion à 0 dBn.
Le 7ème bloc de ce fichier est un signal de 800 Hz audionumérique créé à un niveau  de -15 dBn avec une impulsion à 3 dBn superposée sur une voie puis l'autre et enfin sur les 2 voies.

Les niveaux

Comment sont définis les niveaux d'enregistrement ou de lecture dont il est question ici pour ces tests? Il y en a 4 sortes:

niveau de signal audionumérique: qui est mesuré dans le fichier numérique source dont la copie sur bande DV constitue la cassette de référence
C'est un niveau exprimé en dBn par rapport à un niveau maximum de 0 dB.
Ce niveau max de 0 dBn correspondant à la création d'un signal utilisant la pleine capacité de codage sur 16 bit (au dela, c'est l'écrétage)
L'enveloppe d'un signal de 0 dBn remplit donc complètement en hauteur la fenêtre de visualisation dans l'éditeur.
Cet éditeur dispose d'un outil d'analyse qui permet de déterminer le niveau moyen d'un signal dans une fenêtre (que peut définir l'utilisateur à la souris...)

niveau de signal audionumérique qui est ici estimé.
C'est ce qui aurait été mesuré dans un fichier numérique si j'avais pu faire une copie de la bande DV via la liaison DV.
C'est un niveau qui aurait été mesuré également en dBn de la même façon que le précédent.

niveau de signal analogique : qui est mesuré à l'entrée du GV-D
C'est un niveau mesuré en dBV par rapport à un niveau de référence de 0 dBV qui correspond à un signal de 1 V efficace (rms)
C'est généralement la référence utilisée pour les entrée/sortie asymétriques sur prise cinch/RCA (pour matériel grand public)
:Ce signal est mesurable avec un voltmètre à condition que le signal soit stable et que le volmètre dispose de la bande passante correspondante.

niveau de signal analogique: qui est mesuré à la sortie du GV-D
C'est un niveau mesuré également en dBV de la même façon que le précédent.

Outils utilisés pour ce test

Carte son: c'est une AWE64 SoundBlaster
Editeur audio: j'utilise CoolEdit96, un shareware trés pratique qui permet:
    de créer des signaux audio synthétiques
    d'éditer un fichiers wav avec un copier-coller comme dans un traitement de texte
        - plusieurs instances de l'éditeur peuvent être ouvertes simultanément pour travailler sur plusieurs fichiers: extra
        - des mesures de niveaux et une analyse spectrale peuvent être réalisées sur une fenêtre définie à la souris par l'utilisateur
        - des filtrages (en temps différé) peuvent être mis en oeuvre sur un fichier pour le nettoyer par exemple
    d'enregistrer ou de lire des fichiers wave avec une carte son.
    de monitorer le niveaux des voies en dBn à l'aide d'un magnifique Vu-mètre à ruban trés précis (pratique pour le calibrage)

Voltmètre:  j'utilise un multimètre à affichage numérique dont la bande passante est limité à 200 Hz (c'est ce qui m'a obligé à effectuer les mesures de calibrage à 100 Hz au lieu de 800 Hz)

QUELQUES LIMITATIONS

Le GV-D900, doté d'un écran, ne propose pas de vu-mètre pour les entrées audio analogiques alors que l'on peut faire apparaître sur l'écran intégré le time code et l'autonomie restante de la batterie!!!!

C'est un oubli vraiment fâcheux pour un enregistreur numérique (c'etait pourtant assez facile à réaliser...même s'il n'était pas utilisable sur le GV-D300)

Attention donc lors d'un enregistrement: il faut surveiller le niveau d'entrée avec un vu-mètre extérieur et vous disposez alors d'une marge de 8 dB environ au dessus du niveau nominal de -10 dBV.

Le GV-D  ne dispose d'aucun réglage de niveau d'enregistrement: les signaux audio (ainsi que vidéo d'ailleurs) sont enregistrés brut de fonderie!

Pour palier à ces limitations, on peut raccorder les entrées analogiques d'un GV-D derrière une table de mixage audio par exemple pour bénéficier :
    - des vu-mètres de celle-ci (vérifier le calibrage des vu-mètres)
    - des réglages de niveau de la table.

Pour compléter l'installation, on peut raccorder le GV-D derrière une table de mélange vidéo par exemple et obtenir ainsi une petite régie multi caméra avec enregistrement en DV.....

CONCLUSION :

Pour ce test, le GV-D900 était paramétré en audio sur une seule voie stéréo 44,1 kHz 16 bit.
Je n'ai pas testé les voies stéréo 32 kHz 12 bit mais l'étage analogique étant le même, il est trés probable qu'elles se comporteraient de la même manière (la dynamique est cependant limitée à 72 dB dans ce cas).

Côté audio, on observe une transparence excellente dans l'utilisation des entrée/sortie analogiques:
    en sortie, les 96 dB de dynamique sont utilisables, sans déformation jusqu'au niveau maximum de codage de 0 dBn soit  +1 dBV
    en entrée,  une petite restriction: il ne faut pas dépasser le niveau de  -1,5 dBV: au dela, le signal audio va être compressé puis trés vite, écrété: votre belle bande audio sera massacrée. Il faut donc surveiller les niveaux d'enregistrement analogiques.

Côté vidéo, les signaux sont normalisés et l'on retrouve en sortie Y/C ou composite une belle image, comme sur d'autres enregistreurs DV.
L'écran intégré du GD-V900 est contrasté et les couleurs sont assez fidèles: trés agréable à utiliser.
Mais bien sur, on ne bénéficie pas de la définition  autorisé par la bande DV: taille d'écran oblige....

Le GV-D ne prend pas beaucoup de place, peut se télécommander via une commande infra-rouge ou Lan-C et utilise les batteries Info-lithium standards communes aux camescopes Sony  (excepté le PC1E).
Une batterie NP-F 750 par exemple autorise 100 mn de lecture, écran ouvert et allumé et 200 mn, écran fermé.

Peut-être verra-t-on apparaître plus tard un modèle équipé d'une platine d'enregistrement digital D8 utilisant une cassette Hi-8: il y a la place en effet car le GV-D utilise le boitier du premier walkman analogique Sony: le GV-A500 qui utilisait déjà une mécanique à cassette Hi-8; la boucle serait ainsi bouclée.....

Tout cela fait que cet enregistreur DV est un excellent appareil, malgré quelques détails.

Remerciments:  l'assemblage des fichiers numériques, l'édition sous Première et l'enregistrement de la cassette de référence a été réalisé par  Michel Richard grâce à sa bienveillante complicité:  un  grand  merci  Michel !

Guy de Bergh
guydebergh@noos.fr

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