Distorsion harmonique

Les harmoniques sont des manifestations naturelles des ondes. Quand une note est jouée sur un instrument ou par une voix, c’est la fréquence fondamentale qui est émise. 

Mais, de par sa nature physique, une onde fait apparaître des harmoniques qui sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale. 

Par exemple, si une fréquence de 500 Hz est émise, les harmoniques de 1000 Hz (2 fois la fréquence fondamentale), 1500 Hz (3 fois), 2000 Hz (4 fois), etc., l’accompagneront. 

Ces harmoniques ont des amplitudes (niveaux) inférieures à la fréquence fondamentale et qui diminuent à mesure qu’augmentent les fréquences harmoniques. 

Ces harmoniques définissent le timbre des instruments. Une même note jouée par un piano ne sonne pas de la même manière si elle est jouée par un saxophone. 

Cette richesse harmonique donne le caractère des instruments. 

Les signaux électriques dans les appareils hifis ont également une nature ondulatoire. 

Inévitablement, les harmoniques apparaissent avec les signaux électriques. 

Si les harmoniques des instruments enrichissent la musique, celles des matériels de reproduction sont indésirables, car elles colorent les sons perçus d’harmoniques initialement non présentes dans la musique. On parle alors de distorsion harmonique. 

S’agissant d’une propriété intrinsèque des ondes, les harmoniques apparaitront. À défaut de pouvoir les éliminer, les dispositifs électroniques visent à abaisser leur amplitude ou leur niveau pour en limiter, voire éliminer, leur perception par l’auditeur. 

Correctement traitée, la distorsion peut être abaissée au niveau du bruit de fond et même en dessous. La communication faite sur un produit peut alors évoquer une distorsion harmonique totale + le bruit ou l’acronyme anglais THD+N. 

Les amplis, dont l’objectif est de donner du gain à l’amplitude des signaux audio, se voient fortement contraints par la distorsion harmonique. 

Mais, les circuits de contre-réaction négative diminuent grandement l’amplitude des distorsions harmoniques. Les fabricants communiquent alors volontiers sur leur THD. 

Dans une chaîne hifi, les enceintes qui mettent en œuvre des transducteurs transformant l’énergie électrique en énergie mécanique sont les composants qui subissent le plus la distorsion harmonique. 

En effet, les ondes sonores sont des ondes émettant elles aussi des harmoniques qui ne peuvent être traitées avant de parvenir aux oreilles.