Jenfi Home-Studio

 

Le patchbay audio

L'art du routage dans le home-studio

Cordon de dispatch Lorsque le home-studio compte peu d'appareils, les différentes combinaisons de branchement sont limitées. Aussi, la joie de combiner le peu d'éléments à notre disposition n'est pas déplaisant. Débrancher et re-brancher ne sont pas vu comme un obstacle, au contraire. Malheureusement, au fur et à mesure des acquisitions de nouveaux matériels, les choses se compliquent. L'accès à l'arrière des racks, la table de mixage, ou bien derrière ou sous les meubles devient lassant. Sans compter sur l'apparition des problèmes de faux contacts liés à des branchements faits à tâtons : en aveugle, le bras tendu et le corps contorsionné, la main explore le froid métal à la recherche de la prise dans laquelle doit entrer le jack que vous tenez du bout des doigts… Bref, vous reconnaîtrez peut-être là une situation que vous avez vécue. Sans compter sur les câbles totalement enchevêtrés qu'il devient difficile de démeller. Les problèmes de connexions se complexifient proportionnellement au nombre de machines si on veut pouvoir profiter des multiples possibilités de branchements.

Pourquoi un patch audio ?

Platine de dispatch Signex CPJ48 Une platine de connexions (“patchbay” ou “patch bay” en anglais) centralise et facilite l'accès aux signaux de la plupart des éléments constitutifs du home-studio. Avec un patchbay, on évite — au pire on minimise — les “paquets de câbles” et on bénéficie d'une vue d'ensemble des connexions audio. Et celles-ci sont bien accessibles contrairement à celles situées à l'arrière des racks ou table de mixage. C'est pourquoi un patch audio est nécessaire à tout environnement audio comportant un certain nombre d'appareils. Si vous souhaitez utiliser votre home-studio de manière efficace, il faut un câblage sérieux qui puisse permettre pratiquement tous les routages possible entre les appareils. Cela se fait avec un patch audio.

Distribution audio

Un patchbay audio n'est pas à confondre avec un boîtier de scène ou une platine de murale pour traversée de cloison dans le studio. La fonction n'est pas du tout la même.
 

Comment est fait un patchbay ?

Le patchbay professionnel

Un patch bay audio professionnel ne comportera pas de jacks femelles à l'arrière, mais une platine de connexion avec souvent des bornes, cosses à souder, ou bien des connecteurs genre D-Sub comme en informatique ou bien Harting multipoints (DIN 41612). Les jacks à l'avant ne sont plus des classiques 6,35mm (1/4 de pouce) mais des TT : « Tiny Telephone », également appelés Bantam. Ce jack fait 4,4mm de diamètre ((0,173 pouce) et permet de placer jusqu'à 96 points sur une platine 1U. L'embout (tip) et l'anneau (ring) n'ont pas le même diamètre que le corps (sleeve). Le jack TT est installé par défaut sur les consoles SSL ou Neve, par exemple. Il y a l'autre standard appelé GPO. C'est du “TT-Bantam” en diamètre 6,35mm (1/4") qui a aussi l'embout et la bague avec une forme différente de notre classique jack audio, ce qui les rend totalement incompatibles avec nos câbles audio équipés de jack 1/4".

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Physiquement, un patch bay audio se présente sous la forme d'un rack 19" de une unité (1U). Sa face avant est couverte de 24 paires de jacks femelles alignées verticalement, idem sur la face arrière. Soit un total de 96 jacks femelles symétriques. A l'arrière arrivent les câbles des machines, sachant que pour bien faire, le patchbay devra regrouper l'ensemble des entrées et sorties des équipements du home-studio: multipiste, carte son, synthétiseurs, expandeurs, processeurs de dynamique et autres périphériques. Les sources (sorties audio) sont branchées à l'arrière du patchbay sur les prises du haut. Les destinations (entrées audio) sont branchées aussi à l'arrière sur les prises du bas. La connexion par défaut — interne au patchbay — se fait du jack du haut vers celui du bas (des prises arrières). La dérivation ou déviation s'effectuera par insertion sur les prises avant, en regard des liaisons faites à l'arrière. Jack GPO Quatre de ces connecteurs forment un canal (la paire arrière et la paire avant). Souvent, chaque canal possède un sélecteur situé sur la face arrière, supérieure, avant ou bien interne au patchbay pour permettre de choisir entre trois modes : NORMAL (normalisé), HALF NORMAL (semi-normalisé) et THRU (traversant). Les connexions “standards”, courantes, sont réalisées via les branchements arrières au patchbay. Les variations ou modifications des chemins se font grâce aux prises à l'avant. On relie les appareils les uns aux autres avec des câbles symétriques courts — appelés « cordons patch » ou bien « bretelles » — que l'on branche dans les connecteurs de la face avant du patch audio. Bien entendu, des bretelles asymétriques sont également utilisables. Ainsi, nous pouvons organiser librement notre studio et, à tout moment, modifier sa configuration facilement en routant les signaux différemment grâce aux connecteurs de la face avant du patchbay.

Voir si c'est simple de fabriquer son patchbay…

Fabriquer son patchbay?

NMJ6HC-SSi on met de coté la satisfaction de faire soi-même et de monter des matériels et équipements pour notre hobby favori, le coût de toutes les pièces nécessaires en les achetant au détail dépasse largement le prix d'un patchbay professionnel neuf fabriqué à un échelle industrielle avec les contrôles qualité qui vont avec. Rien que pour vous donner une idée du montant, voici les deux éléments indispensables qu'il faut pour monter un patchbay :

• 1 × coffret 19" 1U en tôle, profondeur 200 mm ou moins, panel plein (non percé) ≥ 50 €
• 96 × jack 1/4 femelle stéréo chassis avec contacts de coupure ≥ 2 € pièce
Divers : fil coaxial blindé, soudure, visserie, etc.
Outillage : fer à souder, perceuse, tournevis, pince, etc.

L'ajout de 24 commutateurs à trois positions pour définir les trois modes de jonction (Normalled, Half-Normalled, De-Normalled) ne fera que rendre plus complexe le câblage et alourdir la facture globale.

Je vous laisse faire les totaux…

NSJ12HF-1Le perçage de la façade doit être précis et bien aligné. Et 48 trous par face, ce n'est pas gagné… On peut opter pour des jacks à cosses sur lesquelles on soudera un court fil de liaison blindé. On pourra préférer le montage des jacks sur un circuit imprimé pour lequel il faudra définir le tracé des pistes. On pourra ainsi prendre des embases double jack pour circuit imprimé genre Neutrik NSJ12H* (7 € pièce). Dans ce cas il n'en faut plus que 48, 24 paires devant et derrière. Les soudures de liaisons des jacks doivent être exempt de collage.

Le premier prix d'un patchbay Neutrik en jack 6,35 symétrique est à environ 50 €…

Utiliser un patchbay

Un patch audio, suivant son mode, permet de faire effectuer tous les trajets usuels d'un signal audio. Il existe trois modes qui apportent chacun une solution sur la déviation ou la dérivation du signal arrivant à l'arrière, sur la connexion haute. Par défaut, le signal est ininterrompu entre les deux prises arrières (la paire verticale de jacks), sauf dans le cas du mode "Thru". Lorsque le canal est réglé sur THRU le signal arrivant sur le jack arrière en haut est acheminé au jack du haut sur l'avant; pareil pour le bas. Cette configuration peut être utilisée pour brancher la sortie stéréo d'un lecteur CD, par exemple.

Mode NORMAL (Normalled Mode)

En mode Normal (déviation, aiguillage), les connecteurs arrières haut et bas d'un même canal sont reliés ensemble. La liaison entre les deux connecteurs arrières est interrompue dès qu'un câble est branché à l'embase supérieure ou inférieure de la face avant. Si nous raccordons un câble à l'embase supérieure, le signal de la source est dévié vers l'extérieur et le lien vers l'embase inférieure arrière est interrompu. Ceci permet par exemple de faire entrer le signal dans un compresseur. Si nous branchons, dans notre exemple, un câble sur le jack inférieur, nous y acheminons un signal source venant de notre compresseur vers la carte son ou la table de mixage.

Mode HALF NORMAL (Half-Normalled Mode)

En mode Semi-Normalisé (dérivation, prélèvement sans interrompre), les deux connecteurs arrières sont pontés (shuntés). Contrairement au mode Normal, lorsqu'un jack est branché dans l'embase supérieure de la face avant, la liaison entre les deux connecteurs du panneau arrière n'est pas interrompue. Ce n'est que lorsque l'embase inférieure de la face avant est occupée que la liaison entre les connecteurs arrières est interrompue. Les deux embases supérieures sont alors reliées ensemble, tout comme les deux embases inférieures. Nous nous retrouvons dans le même cas que le mode normal. Si nous branchons un câble à l'embase supérieure, le signal de la source est dévié vers l'extérieur et le lien vers l'embase inférieure n'est pas interrompu. Cette situation permet de dériver le signal de la source pour le faire entrer dans une carte son parallèlement au départ normal vers la console de monitoring, par exemple.

Mode THRU (Thru Mode ou De-Normalled Mode)

Le mode THRU (passant) sert au câblage de générateurs sonores ou de lecteurs (une platine CD par exemple) ne possédant pas d'entrées. Pour ne pas perdre de place, on peut relier leurs sorties gauche et droite à un unique canal du patchbay (sortie gauche en haut et sortie droite en bas) ou même câbler deux appareils l'un au dessus de l'autre. Dans cette configuration, les processeurs d'effets, compresseurs et égaliseurs peuvent être disposés de telle sorte que les entrées et sorties soient les unes au-dessus des autres.

Voici la représentation du parcours du signal dans un patchbay dbx PB-48 suivant les différents modes.
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Pas de règle, mais un usage

Avec un patchbay, l'usage veut que l'on connecte les sorties à la rangée de connecteurs supérieure et les entrées à la rangée d'embases inférieure.

Le câblage d'un studio est un art en soi auquel il faut accorder une attention toute particulière. Tout d'abord, évitez les boucles de masse. Une boucle de câble agit comme une antenne qui capte les perturbations électromagnétiques. Ne supprimez jamais la mise à la terre d'un cordon d'alimentation pour supprimer un ronflement à 50 Hz mais séparez plutôt la masse d'un ou plusieurs câbles audio.

Assurez-vous que le patch audio ne nuît pas à la mise à la masse correcte de votre studio. Utilisez systématiquement des raccords de patch aussi courts que possible dont le blindage n'est interrompu à aucune extrémité. Aussi, le placement des câbles a son importance. Il faut absolument éviter de faire se cotoyer les câbles audio avec les cordons d'alimentation. Le secteur 220V est le générateur du 50Hz qui fait un gentil bruit de fond ("Hum" ou "Buzz") qu'on entend très bien lorsqu'il n'y a pas de modulation dans les écoutes.


Je branche quoi sur mon patchbay ?

Avant d'organiser le câblage de votre home-studio, je vous conseille donc de vous poser les questions suivantes : quelles sont les liaisons les plus souvent utilisées et quelle doit être la place de chacune d'elles dans le patch bay. Il ne faut pas perdre de vue que l'usage d'un patch audio doit apporter une grande souplesse dans le câblage sans y réfléchir pendant des heures pour faire une nouvelle configuration adaptée au besoin.

crayon Avant tout achat d'un ou plusieurs patchbays, il faut commencer par tout comptabiliser dans votre home-studio. Sortez une feuille et un crayon (aussi une gomme pour modifier…). Recensez le nombre d'entrées et de sorties audio de vos appareils : synthés, expandeurs, sampleurs, BAR, multi-effets, préamplis, compresseurs, EQ, carte son, table de mixage, lecteur CD, etc. Comptez les entrées et sorties que vous utilisez. Vous pouvez même y ajouter les sorties auxiliaires dont sont équipés bon nombre de synthés et expandeurs, même si vous ne les utilisez pas actuellement. Ça vous servira peut-être un jour… Par contre, faire entrer un micro dans un patch audio n'a pas beaucoup d'intérêt… Demandez-vous d'où vient le signal et vers quel(s) appareil(s) il peut aller. Les “jusqu'au-boutistes” iront jusquà patcher les points d'insertions et les sorties audio “Main” et “Control Room” de la console, les entrées d'amplis, de monitoring, etc. Aidez-vous en dessinant un schéma de ces connexions, ça permet d'y voir plus clair.

Récap E/S
MatérielEntréesSorties
MR-Rack - 2
JV-1080 - 2
Wavestation - 2
K5000R - 2
FS1R - 2
Audity 2000 - 2
QSR - 2
DR-670 - 2
VFX - 2
Matrix6 - 1
Yam 03D 24 6
Scarlett 18i20 8 8

 

Ensuite, dans votre tableur préféré, numérotez 24 colonnes de 1 à 24, et 24 autres colonnes de 25 à 48. Certains designers-concepteurs mettent de 1 à 48 en ligne… Dessous, vous y mettrez alternativement en ligne les sorties (prises du haut) et les entrées (prise du bas) de vos appareils. Groupez les blocs de prises par catégorie de matériel. Les cases seront sensées représenter les prises arrières du patchbay.


Vous pouvez ainsi visualiser immédiatement les interconnexions possibles. Le routage normal, sans brancher un jack à l'avant, relie les sorties du MR-RACK sur les tranches 1 et 2 de la table de mix 03D, les sorties du JV-1080 sur les tranches 3 et 4 de la 03D, ainsi de suite… Sans qu'il y ait de cordon Patch de branché, tous mes instruments sont routés vers la table de mixage. Je peux ainsi jouer sans allumer l'ordi. En séance d'enregistrement, je patche les sorties des instruments en branchant des cordons sur la rangée du haut — devant bien sûr — sur les entrées de la Scarlett 18i20. Je peux ainsi enregistrer 8 canaux audio, soit 4 paires stéréo. Tenez compte du mode "Normal", "Semi-normal" et "Passant" de chaque canal pour établir vos jonctions en fonction des besoins.


Par commodité, j'ai fait un patchbay “maison” afin de faire un report des combo XRL/jacks TRS à l'arrière de ma carte son vers un panneau "1 U" comportant 16 connecteurs combo XLR-jack TRS. Les broches entre XLR et TRS sont pontées (branchées en parallèle) afin d'accepter les deux types de connexion.

Patchbay Combo XLR/TRS "montage maison"

Les 16 combo XLR/TRS sont branchées de la façon suivante : les 6 entrées situées à l'arrière de la Scarlett 18i20, les 8 sorties analogiques de l'interface ADAT Behringer ADA8200 les 2 sorties "MAIN" analogiques de la Scarlett.


Lorsque vous avez défini le nombre de points de connexions nécessaires, vous pouvez aller acheter votre ou vos patchbays. Il y a une offre “Home-Studio” dont le prix moyen est d'environ 150 € pour des appareils symétrisés munis de jack TRS. N'oubliez-pas de prendre des multipaires jack-jack TRS à la bonne longueur ainsi que des cordons patch TRS (bretelle)…

Samson S•Patch Plus

L'utilisation de bretelles en couleur facilite le repérage. Evitez l'enchevêtrement des câbles devant le ou les patchbays, sinon vous ne vous y retrouverez plus.

Cordons Patch

Symétriques ou asymétriques ?

Un patchbay audio étant passif, le mélange des signaux symétriques et asymétriques sur le même jack (canal) ne devrait pas causer plus de problèmes que la connexion des équipements directement entre eux.

Lorsqu'on relie un appareil asymétrique à un autre symétrique, on a tout intérêt à utiliser un câble symétrique car les entrées symétriques ont la particularité de compenser partiellement les boucles de masses. D'autre part, il ne sera pas nécessaire de changer le câblage le jour ou l'appareil asymétrique sera remplacé par un autre symétrique.

▶ L'usage de câbles de qualité avec un blindage efficace réduira les bruits parasites.

sheckmark Voir la page sur mon schéma général.

sheckmark Voir la page sur le mixage ITB avec périphériques externes (Outboard).

Et le dispatch en audio-numérique ?

Les patchbays en numérique (digital patchbay)

Patchbay XLRPour l'audio numérique, il existe des baies de brassage pour le S/PDIF, l'AES/EBU (AES3) et l'ADAT™. Les platines et cordons de brassage ont des connecteurs différents : XLR (connecteur Cannon), RCA (connecteur phono), TOSlink™ (fibre optique) ou BNC (connecteur à baïonnette). Les patch bays équipés de BNC sont généralement destinés au routage vidéo. Des platines de brassage équipées de connexion XLR permettent de faire un routage physique et visualisable pour le format numérique AES/EBU. Les baies équipées d'électronique effectuent un routage sans cordon patch. Les liaisons sont faites par des circuits internes, bien souvent programmables et mémorisables. Ces baies ont du matériel actif, contrairement au brassage audio analogique qui est totalement passif. En effet, les signaux numériques ont quelques contraintes : remise en forme des fronts montants (trigger), élévation du signal à un niveau électrique normé, voire conversion pour un changement de format (protocole) numérique. Dans les liaisons "cuivre", l'impédance du câble devra respecter la norme audionumérique utilisée : 110 ohms pour l'AES3 et 75 ohms pour le S/PDIF ou l'AES3id.

Quelques patchbays numériques :

Frontier Design ApacheLe Frontier Design Apache est un patchbay numérique optique à 12 ports qui permet d'envoyer et de recevoir des signaux dans les deux ADAT (8 canaux) ou S/PDIF (2 canaux) en TOSlink. Chacune des 12 entrées optiques peuvent être orientée indépendamment à une ou plusieurs de ses 12 sorties optiques, de sorte que vous pouvez assigner un signal d'un appareil à un autre, ou de distribuer un signal à plusieurs périphériques.

M-Audio DigiPatch 12x6Le M-Audio (Midiman) DigiPatch 12x6 est un patchbay audio numérique pour signal S/PDIF et ADAT. Il a 12 entrées totalement indépendantes appelées sources, et 6 paires de sorties appelées cibles (target). Les connexions sont établies dans le sens source vers destination cible. En d'autres termes, vous devez d'abord choisir la cible à atteindre, puis choisissez la source pour cette cible. Une fois que vous avez sélectionné les sources pour les objectifs souhaités, vous pouvez enregistrer cette configuration dans un programme pour le rappeler ultérieurement. Le DigiPatch est une matrice de commutation simple. Il achemine les niveaux numériques (les zéros et les uns) d'un connecteur à un autre. Il peut être utilisé pour convertir le signal optique en électrique (coaxial), et réciproquement. Le DigiPatch ne décode et rencode pas les signaux audio numériques. En particulier, il ne sait pas faire la différence entre un signal S/PDIF et un signal ADAT. Il ne fait que lier les entrées aux sorties.

tc.electronic Digital Konnekt X32Le TC Electronic Digital Konnekt x32 est — selon elle — le chaînon manquant de chaque studio intégrant des équipements numériques avec des configurations d'enregistrement sur ordinateur. Digital Konnekt x32 est le produit utile correspondant aux besoins des project-studios et autres configurations numériques qui ont besoin d'un « couteau suisse » dans la gestion des signaux numériques. Il dispose d'une interface 32 canaux audio (8x AES/SPDIF IO/6x TOS IN, 4x TOS OUT, 8x ADAT (up to 96 kHz SMUX), synchro Word Clock), d'une connexion FireWire™ (16 canaux) vers et depuis votre DAW et elle permet un routage efficace et conversion entre plusieurs formats numériques et fréquences d'échantillonnage, ainsi que de proposer des fonctionnalités supplémentaires telles que des sorties analogiques, mémorisation de configurations et rappel de scène.

D'autres marques font aussi des appareils de routage audio-numériques…


Les textes de cette page sont une compilation d'articles parus dans la presse spécialisée ou sur Internet sous la plume ou la souris de Christian Braut, Franck Ernould, Hugh Robjohns, Roger Roland; des sites Behringer, dbx, Frontier Design Group, Furman, Hosa, Neutrik, Samson, SCV Audio, Signex, Sound On Sound, Switchcraft, Tascam, TC electronic. Si j'ai oublié une personne, qu'elle se manifeste et je l'ajouterai ici.

Pour plus d'informations sur les patchbays, allez sur les sites web des constructeurs suivants (liste non exhaustive) :

ART (Applied Research & Technologies), Behringer, dbx, Frontier Design, Furman, Hosa, Neutrik, Samson, Signex, Switchcraft, Tascam. tc electronic.

sheckmark Voir la page sur les câbles et prises audio.

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