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Article

1 - INTERFACE AUDIONUMÉRIQUE AES3

2 - STANDARD AES42

3 - SPÉCIFICATIONS ÉLECTRIQUES

4 - SYNCHRONISATION ET HORLOGES

5 - INSERTION AUDIO EN VIDÉO

6 - CONCLUSION ET REPÈRES

Article de référence | Réf : TE5420 v1

Spécifications électriques
Interfaces audionumériques AES/EBU

Auteur(s) : Yves GRENIER

Date de publication : 10 août 2005

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RÉSUMÉ

Afin de faciliter la transmission de signaux audio entre équipements de studio, divers formats de transfert des flux numériques de données ont été préconisés par des organismes de normalisation et de standardisation. Mais ces normes sont nombreuses et enchevêtrées. Le standard dit AES/EBU correspond à une interface audionumérique à deux canaux, monodirectionnelle, qui définit une liaison entre un émetteur et un récepteur. Ce standard est régi par les normes AES3, une variante existe appelée AES-3id dédiée plus spécifiquement à la télédiffusion, ainsi qu’une autre sous la référence AES42 qui concerne le transport d’un signal audionumérique issu d’un microphone.

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Auteur(s)

  • Yves GRENIER : Ingénieur de l’École Centrale, docteur en sciences physiques - Professeur à l’École nationale supérieure des télécommunications (ENST), Paris - Département traitement du signal et des images

INTRODUCTION

Les signaux audio sous forme numérique, quand ils ne sont pas compressés, sont transmis sous forme de flux binaire continu (par opposition à une transmission par paquets) entre deux équipements. Afin de faciliter l’interconnexion des équipements, plusieurs organismes de normalisation et de standardisation ont préconisé divers formats de transfert des flux numériques de données audio. Parmi ces organismes de normalisation, on trouve les suivants : Audio Engineering Society (AES), European Broadcasting Union (EBU ou Union européenne de radio-télévision : UER), International Telecommunication Union (ITU ou Union internationale des télécommunications : UIT), Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE), International Electrotechnical Commission (IEC ou Commission électrotechnique internationale : CEI).

À ces organismes, il conviendrait d’ajouter des organismes nationaux (par exemple ANSI, DIN). Certaines normes existent sous plusieurs versions quasiment identiques lorsqu’elles ont été adoptées simultanément ou successivement par plusieurs de ces organismes.

En premier lieu, nous nous intéressons ici au standard dit AES/EBU qui correspond à une interface audionumérique à deux canaux. Cette interface est monodirectionnelle ; elle définit une liaison entre un émetteur et un récepteur. Nous présentons d’abord sa version symétrique (au sens électrique) utilisant une paire de conducteurs. Cette version correspond au standard AES3.

Une variante importante de ce standard porte le numéro AES-3id ; elle correspond au même type de liaison, mais sur câble coaxial, et donc non symétrique. Cette variante concerne essentiellement le contexte de la télédiffusion. Dans le même contexte, le signal audio est naturellement véhiculé conjointement au signal vidéo. Nous étudions les standards qui précisent l’insertion du signal audio AES/EBU dans un flux vidéo numérique. La norme a été éditée par l’UIT-R sous la référence BT.1305.

Un troisième type de liaison dérivé du modèle AES/EBU a été normalisé par l’AES sous la référence AES42 ; ce standard concerne le transport d’un signal audionumérique issu d’un microphone. Par rapport au standard AES3, le standard AES42 ajoute principalement la possibilité d’envoyer depuis le récepteur AES/EBU vers l’émetteur (c’est‐à‐dire vers le microphone) une alimentation électrique sous forme d’une tension continue fantôme. Elle ajoute également la possibilité d’envoyer depuis le récepteur (qui peut par exemple être une table de mixage) des commandes destinées à modifier le comportement du microphone (ou de toute autre source numérique).

Nous couvrons ainsi les techniques permettant de véhiculer le signal sonore seul, et celles permettant d’associer le signal audionumérique à la vidéo numérique. À l’inverse, nous excluons les techniques de télécommunications permettant de véhiculer ces signaux sur des réseaux. De même, nous ne traitons pas les différents formats de fichiers audio utilisés dans le stockage sur support informatique, ni dans des liaisons avec ordinateurs (par exemple USB, FireWire). Ce document se veut une introduction aux diverses normes, un panorama donc, mais pas un résumé de ces normes. L’ingénieur ayant à les implanter doit se reporter aux textes originaux des normes (voir ).

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-te5420


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3. Spécifications électriques

Nous étudions ici les couches physiques de la liaison de type AES/EBU, c’est‐à‐dire les caractéristiques électriques de l’émetteur, du câble et du récepteur. Jusqu’alors, nous avons vu que les diverses interfaces audio (AES3, SPDIF, CEI 60958, AES42) utilisent finalement le même protocole logique, avec les mêmes blocs, trames et sous-trames, la même modulation biphase mark et les mêmes canaux C (channel status ) dans les deux modes, professionnel et consommateur. En revanche, au niveau électrique, les spécifications divergent. Trois situations se présentent. La première correspond au standard AES3, dans une liaison de type professionnel, principalement dans le contexte purement audio. La seconde est la variante consommateur de ce standard, ce qui correspond à une liaison SPDIF ou CEI 60958-3. La troisième variante est, comme la première, destinée à une liaison en mode professionnel, mais intéresse surtout les utilisateurs dans le domaine de la télévision ; elle repose sur la recommandation AES-3id. Convenons dans ce qui suit de désigner les trois situations respectivement par AudioPro, Conso et VidéoPro (tableau 2).

3.1 Tensions, impédances et connectique

La tension électrique du signal numérique varie de 2 à 7 V dans le standard AES3, mais elle est plus basse dans les autres situations, de l’ordre du volt en VidéoPro et de la moitié dans le contexte Conso. Ces rapports sont conformes à ceux que l’on observe en moyenne pour les signaux analogiques dans ces domaines d’application.

Les impédances et les types de câbles varient tout autant. Dans le contexte AudioPro, le signal transite par une paire torsadée, de manière symétrique (si un conducteur transmet un signal +s, l’autre transmet le signal –s). Dans les deux autres contextes, le signal est transmis de manière asymétrique entre un conducteur à la tension nulle et le conducteur véhiculant le signal. L’impédance est de 110 Ω dans la transmission symétrique, mais de 75 Ω dans la transmission asymétrique.

La connectique, qui est la partie la plus visible du standard, montre la plus grande dispersion. Le monde AudioPro est habitué au connecteur trois broches XLR, aussi ce connecteur a été repris, pour le moment, dans les standards AES3 comme AES42. Cela n’a pas vraiment de quoi réjouir les utilisateurs, car le technicien doit à chaque fois être attentif à ne pas insérer un signal analogique...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - WATKINSON (J.) -   The Art of Digital Audio.  -  Focal Press (1991).

  • (2) - BALLOU (G.M.) (éd.) -   Handbook of Sound Engineers : The New Audio Cyclopedia.  -  Butterworth-Heinemann (1998).

NORMES

  • AES Recommended practice for digital audio engineering – Serial transmission format for two-channel linearly represented digital audio data - AES3-2003 -

  • Specification of the digital audio interface (the AES/EBU interface) - EBU Tech. 3250-E - 2004

  • Interface audionumérique pour les studios de radiodiffusion - UIT-R BS.647-2 - 03-92

  • AES information document for digital audio engineering – Transmission of AES3 formatted data by unbalanced coaxial cable - AES-3id-2001 -

  • AES information document for digital audio engineering – Guidelines for the use of the AES3 interface - AES-2id-1996 (r2001) -

  • AES Recommended practice for digital audio engineering – Synchronization of digital audio equipment in studio operations - AES11-2003 -

  • Synchronization of digital audio signals in a television environment - EBU R83-1996 -

  • ...

ANNEXES

  1. 1 Organismes

    1 Organismes

    Audio Engineering Society (AES) http://www.aes.org

    American National Standard Institute (ANSI) http://www.ansi.org

    European Broadcasting Union (EBU)

    Union européenne de radio-télévision (UER) http://www.ebu.ch

    Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) http://www.smpte.org

    International Electrotechnical Commission (IEC)

    Commission électrotechnique internationale (CEI) http://www.iec.ch

    International Telecommunication Union (ITU)

    Union internationale des télécommunications (UIT) http://www.itu.int

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