compandor

Un compandeur est un dispositif apparié qui compresse l'amplitude audio ou du signal à l'extrémité émettrice d'une ligne de communication et la ramène aux niveaux d'origine à l'extrémité réceptrice. Le nom, un mot-valise de « compresser » et « étendre », décrit sa fonction principale : réduire la plage dynamique d'un signal avant la transmission, puis la restaurer par la suite. Cette technique était essentielle dans les systèmes téléphoniques et électriques où les longs câbles introduisaient du bruit et une atténuation qui, autrement, dégraderaient les signaux faibles ou amplifieraient les signaux forts de manière imprévisible.

L'étage de compression réduit le rapport entre les parties les plus fortes et les plus faibles d'un signal, mappant généralement une large plage d'entrée sur une plage de sortie plus étroite à l'aide d'une fonction de transfert non linéaire. À l'autre extrémité, l'expanseur applique la fonction inverse pour restaurer la dynamique d'origine. Cette asymétrie est délibérée : le bruit capté pendant la transmission affecte moins sévèrement le signal déjà compressé, car l'expanseur amplifie les portions plus silencieuses, mais le plancher de bruit reste relativement bas en termes absolus.

Variantes et applications

Les compandeurs sont apparus sous plusieurs formes dans le secteur des services publics. Dans les systèmes téléphoniques, ils étaient intégrés aux boucles d'abonnés pour protéger la qualité de la voix sur des distances de plusieurs kilomètres. Les systèmes électriques utilisaient des compandeurs dans la signalisation par tonalité pilote, où un petit signal alternatif circulant sur la ligne principale contrôlait les relais et l'équipement de protection dans les sous-stations éloignées. Les courbes de compression et d'expansion pouvaient être linéaires, logarithmiques ou segmentées, selon la bande passante du signal et l'environnement de bruit. Les conceptions à tubes à vide ont cédé la place aux versions à transistors dans les années 1960 et 1970, puis aux circuits intégrés dans les systèmes numériques.

Les applications modernes sont moins courantes sous forme analogique, mais le principe persiste dans le traitement numérique du signal. Les implémentations logicielles utilisent des algorithmes similaires pour gérer la plage dynamique dans les canaux bruyants. Cependant, le plus grand héritage du compandeur est peut-être les normes de compression mu-law et A-law adoptées dans les systèmes téléphoniques du monde entier, qui continuent de définir la manière dont les échantillons audio 16 bits sont convertis en signaux numériques 8 bits pour une transmission efficace.

Les défaillances des compandeurs se manifestent généralement par une distorsion aux deux extrêmes : les signaux faibles disparaissant dans le bruit, ou les signaux forts écrêtant malgré la compression. Des courbes de compression et d'expansion mal adaptées (souvent dues au vieillissement des composants ou à la dérive thermique) dégradent la fidélité sur toute la plage. Dans les systèmes de tonalité pilote des services publics, une défaillance du compandeur pouvait empêcher les commandes de déclenchement à distance d'atteindre les disjoncteurs, une panne critique pour la sécurité. Les tests nécessitaient un équipement audio spécialisé et des signaux de test connus pour vérifier la courbe de compression et le temps de réponse, qui variait généralement de dizaines à des centaines de millisecondes.