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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

Standard AES42
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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2. Standard AES42

En 2001, l’AES a publié un nouveau standard, sous le numéro AES42. Il est intitulé Interface numérique pour microphones et a pour base le standard AES3, qu’il complète dans le sens remontant. Il permet en effet à l’équipement qui reçoit le flux AES3 provenant du microphone numérique, de renvoyer au microphone des commandes ainsi qu’une alimentation. Bien que ce standard fasse référence à un microphone comme source du flux AES3, il peut aussi s’appliquer à d’autres équipements qui fournissent une source AES3 mais doivent d’une part être alimentés depuis l’autre extrémité du câble et d’autre part recevoir par ce biais des commandes (par exemple, pour modifier leur configuration).

2.1 Objectifs

L’emploi typique de ce standard est celui d’un microphone numérique relié à une console de mixage. Le microphone joue le rôle de source AES3 et la console joue le rôle du récepteur AES3. Cette compatibilité avec le standard AES3 a été très contraignante dans la conception du standard.

Les objectifs de ce standard sont multiples :

  • permettre au récepteur AES3 d’alimenter l’émetteur AES3 ;

  • permettre au récepteur AES3 de fournir des commandes à l’émetteur AES3 ;

  • permettre à l’émetteur AES3 d’envoyer un rapport sur son état ou sa configuration ;

  • permettre à l’émetteur AES3 de synchroniser son horloge sur celle du récepteur.

Nous allons étudier ces quatre fonctions séparément et nous verrons quelles évolutions sont souhaitables pour ce standard 2.5.

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2.2 Alimentation fantôme numérique

Résoudre le problème de la tension d’alimentation n’était pas très difficile, car une solution existe déjà dans le domaine analogique, avec l’avantage d’un consensus très large parmi les constructeurs autour de cette solution : aujourd’hui, les microphones analogiques à condensateur sont alimentés depuis une console de mixage ou depuis un enregistreur...

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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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