Rétroaction audio

Le larsen audio (également appelé larsen acoustique , simplement larsen ) est une situation de larsen positif qui peut se produire lorsqu'un chemin acoustique existe entre une sortie audio (par exemple, un haut-parleur ) et son entrée audio (par exemple, un microphone ou un micro de guitare ). Dans cet exemple, un signal reçu par le microphone est amplifié et transmis par le haut-parleur. Le son du haut-parleur peut alors être à nouveau reçu par le microphone, amplifié davantage, puis transmis à nouveau par le haut-parleur. La fréquence du hurlement résultant est déterminée par les fréquences de résonance dans le microphone, l'amplificateur et le haut-parleur, l'acoustique de la pièce, les schémas de captation et d'émission directionnels du microphone et du haut-parleur, et la distance entre eux. Les principes du larsen audio ont été découverts pour la première fois par le scientifique danois Søren Absalon Larsen , d'où son nom d' effet Larsen .

Le Larsen est presque toujours considéré comme indésirable lorsqu'il se produit avec le microphone d'un chanteur ou d'un orateur public lors d'un événement utilisant un système de sonorisation ou un système de sonorisation . Les ingénieurs du son utilisent généralement des microphones directionnels avec des diagrammes de captation cardioïdes et divers appareils électroniques, tels que des égaliseurs et, depuis les années 1990, des suppresseurs de Larsen automatiques , pour éviter le Larsen, qui nuit au plaisir du public lors de l'événement et peut endommager l'équipement ou l'audition .

Depuis les années 1960, les guitaristes électriques des groupes de rock utilisent des amplificateurs de guitare puissants , des enceintes et des effets de distorsion pour créer intentionnellement des retours de guitare afin de créer différents sons, notamment des sons soutenus et longs qui ne peuvent pas être produits à l'aide de techniques de jeu standard. Le son du retour de guitare est considéré comme un effet musical souhaitable dans la musique heavy metal , le punk hardcore et le grunge . Jimi Hendrix a été un innovateur dans l'utilisation intentionnelle du retour de guitare dans ses solos de guitare pour créer des sons musicaux uniques.

Les conditions de la rétroaction suivent le critère de stabilité de Barkhausen , à savoir qu'avec un gain suffisamment élevé, une oscillation stable peut se produire (et se produira généralement) dans une boucle de rétroaction dont la fréquence est telle que le retard de phase est un multiple entier de 360 ​​degrés et le gain à cette fréquence est égal à 1. Si le gain du petit signal est supérieur à 1 pour une fréquence donnée, le système commencera à osciller à cette fréquence car le bruit à cette fréquence sera amplifié. Le son sera produit sans que personne ne joue réellement. Le niveau sonore augmentera jusqu'à ce que la sortie commence à écrêter , réduisant le gain de la boucle à exactement l'unité. C'est le principe sur lequel sont basés les oscillateurs électroniques ; dans ce cas, bien que la boucle de rétroaction soit purement électronique, le principe est le même. Si le gain est important mais légèrement inférieur à 1, alors une sonnerie sera introduite, mais seulement lorsqu'au moins une partie du son d'entrée est déjà envoyée à travers le système.

Les premiers travaux universitaires sur le feedback acoustique ont été réalisés par le Dr C. Paul Boner. Boner a été responsable de l'établissement des théories de base du feedback acoustique, des modes de sonnerie de pièce et des techniques d'égalisation du système sonore de pièce. Boner a estimé que lorsque le feedback se produisait, il le faisait à une fréquence précise. Il a également estimé qu'il pouvait être arrêté en insérant un filtre coupe-bande très étroit à cette fréquence dans la chaîne de signal du haut-parleur . Il a travaillé avec Gifford White, fondateur de White Instruments, pour fabriquer à la main des filtres coupe-bande pour des fréquences de feedback spécifiques dans des pièces spécifiques.

Pour maximiser le gain avant larsen , la quantité d'énergie sonore renvoyée vers les microphones doit être réduite autant que possible. Comme la pression sonore diminue de 1/r par rapport à la distance r dans l'espace libre, ou jusqu'à une distance appelée distance de réverbération dans les espaces clos (et la densité énergétique de 1/r²), il est important de maintenir les microphones à une distance suffisamment grande des systèmes de haut-parleurs. De plus, les microphones ne doivent pas être placés devant les enceintes et les personnes utilisant des micros doivent être priées d'éviter de pointer le microphone vers les enceintes.

De plus, les haut-parleurs et les microphones doivent avoir une directivité non uniforme et ne pas être dans la zone de sensibilité maximale de l'un ou l'autre, idéalement dans une direction d'annulation. Les haut-parleurs de sonorisation publique atteignent souvent une directivité dans la région des médiums et des aigus (et une bonne efficacité ) grâce à des systèmes à pavillon. Parfois, les woofers ont une caractéristique cardioïde .

Les configurations professionnelles permettent d'éviter les retours en plaçant les enceintes principales loin du groupe ou de l'artiste, puis en disposant plusieurs enceintes plus petites appelées moniteurs pointant vers chaque membre du groupe, mais dans la direction opposée à celle vers laquelle pointent les microphones, en tirant parti des microphones à directivité cardioïde , courants dans les applications de sonorisation. Cette configuration réduit les risques de retours et permet un contrôle indépendant des niveaux de pression sonore pour le public et les artistes.

La réponse en fréquence naturelle d'un système de sonorisation n'est presque jamais parfaitement plate, car cela entraîne un retour acoustique à la fréquence avec le gain de boucle le plus élevé, ce qui peut être une résonance avec un gain bien supérieur au gain moyen sur toutes les fréquences. Il est donc utile d'appliquer une certaine forme d' égalisation pour réduire le gain à cette fréquence.

Le Larsen peut être réduit manuellement en faisant sonner un système de sonorisation avant une représentation. L'ingénieur du son peut augmenter le niveau d'un microphone jusqu'à ce que le Larsen se produise. L'ingénieur peut ensuite atténuer la fréquence concernée sur un égaliseur empêchant le Larsen à cette fréquence mais permettant un volume suffisant à d'autres fréquences. De nombreux ingénieurs du son professionnels peuvent identifier les fréquences de Larsen à l'oreille, mais d'autres utilisent un analyseur en temps réel pour identifier la fréquence de sonnerie.

Pour éviter le Larsen, il est possible d'utiliser un suppresseur de Larsen automatique . Certains d'entre eux fonctionnent en décalant légèrement la fréquence, ce qui produit un son strident au lieu d'un son hurlant de Larsen non traité. D'autres appareils utilisent des filtres coupe-bande pointus pour filtrer les fréquences gênantes. Des algorithmes adaptatifs sont souvent utilisés pour régler automatiquement ces filtres coupe-bande.

Pour créer intentionnellement un feedback, un guitariste électrique a besoin d'un amplificateur de guitare à très haut gain (amplification) ou de rapprocher la guitare du haut-parleur. Le guitariste laisse alors les cordes vibrer librement et rapproche la guitare du haut-parleur de l'ampli de guitare. L'utilisation d' unités d'effets de distorsion ajoute un gain supplémentaire et facilite la création d'un feedback intentionnel.

L'utilisation délibérée du feedback acoustique a été lancée par des guitaristes de blues et de rock and roll tels que Willie Johnson , Johnny Watson et Link Wray . Selon Richie Unterberger d' AllMusic , la toute première utilisation du feedback sur un disque de rock commercial est l'introduction de la chanson " I Feel Fine " des Beatles , enregistrée en 1964. Jay Hodgson convient que ce feedback créé par John Lennon appuyant une guitare semi-acoustique contre un amplificateur a été le premier titre à présenter une distorsion par feedback. Les tubes de 1965 de The Who " Anyway, Anyhow, Anywhere " et " My Generation " présentaient une manipulation du feedback par Pete Townshend , avec un solo prolongé dans le premier et le tremblement de sa guitare devant l'amplificateur pour créer un bruit lancinant dans le second. Le morceau « Fried Hockey Boogie » de Canned Heat comportait également un feedback de guitare produit par Henry Vestine pendant son solo pour créer un feedback de style boogie distordu hautement amplifié. En 1963, l'adolescent Brian May et son père ont fabriqué sur mesure sa guitare signature Red Special , qui a été spécialement conçue pour le feedback.

Le feedback a été largement utilisé après 1965 par les Monks , Jefferson Airplane , le Velvet Underground et les Grateful Dead , qui ont inclus dans plusieurs de leurs concerts un segment appelé Feedback , une improvisation de plusieurs minutes basée sur le feedback. Le feedback est depuis devenu une caractéristique frappante de la musique rock, car des guitaristes électriques tels que Jeff Beck , Pete Townshend, Dave Davies , Steve Marriott et Jimi Hendrix ont délibérément provoqué un feedback en tenant leur guitare près du haut-parleur de l'amplificateur . Un exemple de feedback peut être entendu sur la performance de Hendrix de Can You See Me? au Monterey Pop Festival . L'intégralité du solo de guitare a été créée à l'aide du feedback de l'amplificateur. Le guitariste de jazz Gábor Szabó a été l'un des premiers musiciens de jazz à utiliser le feedback contrôlé dans sa musique, ce qui est particulièrement visible sur son album live The Sorcerer (1967). La méthode de Szabó comprenait l'utilisation d'une guitare acoustique à table plate avec un micro magnétique. Lou Reed a créé son album Metal Machine Music (1975) entièrement à partir de boucles de feedback jouées à différentes vitesses.

Français En plus de "I Feel Fine", le feedback a été utilisé sur l'introduction de chansons comme " Foxy Lady " de Jimi Hendrix , " It's All Too Much " des Beatles , " Crosstown Traffic " de Hendrix, " Little Wonder " de David Bowie , "New York City Cops" des Strokes , "Fair" de Ben Folds Five , "Road to Recovery" de Midnight Juggernauts , "Radio Friendly Unit Shifter" de Nirvana , "Tumbledown" et " Catchfire " de Jesus and Mary Chain , " Waterfall " des Stone Roses , "Tahitian Moon" de Porno for Pyros , " Stinkfist " de Tool et "Prayer For Rain" de The Cure . Des exemples de feedback combinés avec une augmentation rapide du volume utilisés comme transition incluent " My Name Is Jonas " et " Say It Ain't So " de Weezer ; « Reptilia », « New York City Cops » et « Juicebox » des Strokes ; « As I Am » de Dream Theater ; ainsi que de nombreux morceaux de Meshuggah et Tool.

Les fondus cacophoniques en fin de chanson sont le plus souvent utilisés pour générer plutôt que pour soulager la tension, souvent également fondus enchaînés après une sortie thématique et musicale. Les exemples incluent le remix de Modwheelmood de "The Great Destroyer" de Nine Inch Nail ; et "Teenage Lust", "Tumbledown", " Catchfire ", "Sundown" et "Frequency" de Jesus and Mary Chain .

Bien que le feedback en circuit fermé ait été une caractéristique importante dans de nombreuses premières compositions de musique électronique expérimentale , le feedback acoustique intentionnel en tant que matériau sonore a gagné en importance avec des compositions telles que Variations II de John Cage (1961) interprétée par David Tudor et The Wolfman de Robert Ashley (1964). Steve Reich fait un usage intensif du feedback audio dans son œuvre Pendulum Music (1968) en balançant une série de microphones d'avant en arrière devant leurs amplificateurs correspondants. Hugh Davies et Alvin Lucier utilisent tous deux le feedback dans leurs œuvres. Roland Kayn a basé une grande partie de son œuvre compositionnelle, qu'il a qualifiée de « musique cybernétique », sur des systèmes audio incorporant du feedback. Des exemples plus récents peuvent être trouvés dans les travaux de, par exemple, Lara Stanic, Paul Craenen, Anne Wellmer, Adam Basanta , Lesley Flanigan, Ronald Boersen et Erfan Abdi.

Les mélodies à hauteur de ton peuvent être créées entièrement à partir de la rétroaction en changeant l'angle entre une guitare et un amplificateur après avoir établi une boucle de rétroaction. Les exemples incluent « Jambi » de Tool , la guitare de Robert Fripp sur « Heroes » de David Bowie (version album), et « Third Stone from the Sun » de Jimi Hendrix et sa performance live de « Wild Thing » au Monterey Pop Festival .

Concernant le travail de Fripp sur « Heroes » :

Fripp se tenait au bon endroit, le volume au bon niveau et recevait un feedback... Fripp avait une technique à l'époque où il mesurait la distance entre la guitare et le haut-parleur à laquelle chaque note allait être renvoyée. Par exemple, un « La » allait être renvoyé à environ 1,20 m du haut-parleur, tandis qu'un « Sol » allait être renvoyé à environ 1,10 m du haut-parleur. Il avait une bande qu'ils posaient sur le sol et lorsqu'il jouait la note « Fa » dièse, il se tenait sur la pointe du Fa dièse de la bande et le Fa dièse était mieux renvoyé. Il a vraiment fait ça avec une grande précision, et nous jouions cela à un niveau formidable en studio également.

—Tony  Visconti

Le feedback audio est devenu une caractéristique distinctive de nombreux groupes de rock underground au cours des années 1980. Les noise-rockers américains Sonic Youth ont fusionné la tradition du rock-feedback avec une approche compositionnelle et classique (notamment en reprenant « Pendulum Music » de Reich), et le groupe Big Black du guitariste/producteur Steve Albini a également intégré le feedback contrôlé dans la composition de leurs chansons. Avec le mouvement rock alternatif des années 1990, le feedback a de nouveau connu une forte utilisation populaire par des groupes soudainement devenus grand public comme Nirvana , les Red Hot Chili Peppers , Rage Against the Machine et les Smashing Pumpkins . L'utilisation de la méthode du « mixeur sans entrée » pour la génération de son en alimentant une console de mixage en elle-même a été adoptée dans la musique électronique expérimentale et la musique noise par des praticiens tels que Toshimaru Nakamura .

Le principe de la rétroaction est utilisé dans de nombreux dispositifs de sustain pour guitare. On peut citer comme exemples les appareils portables comme l' EBow , les micros de guitare intégrés qui augmentent le sustain sonore de l'instrument et les transducteurs sonores montés sur la tête d'une guitare. La rétroaction en circuit fermé voulue peut également être créée par une unité d'effets , comme une pédale de delay ou un effet renvoyé dans une console de mixage . La rétroaction peut être contrôlée en utilisant le fader pour déterminer un niveau de volume. La pédale Boss DF-2 Super Feedbacker and Distortion est une unité d'effets électroniques qui aide les guitaristes électriques à créer des effets de rétroaction. Le halldorophone est un instrument à cordes électroacoustique spécialement conçu pour fonctionner avec un feedback basé sur les cordes.