S/PDIF, HDCP, EDID, HDMI ARC et eARC… comprendre la connectique des barres de son

Si, côté face, les barres de son arborent un look épuré, presque sans aucun bouton, c’est parfois une forêt de connecteurs qui se cachent côté pile. HDMI, optique Toslink, coaxiale S/PDIF, USB, Ethernet, sortie pour caisson de basses… il n’est pas simple de savoir quelle prise utiliser pour profiter du son en Dolby Atmos de son téléviseur. Voici quelques explications pour mieux naviguer dans nos tests de barres de son.

À quoi sert un câble HDMI ?

La prise HDMI est incontournable sur les appareils vidéo électroniques. Elle sert à transmettre les signaux audio et vidéo numériques entre des appareils tels que les téléviseurs, les ordinateurs, les lecteurs Blu-ray, les lecteurs multimédia ou les consoles de jeux vidéo. L’interface HDMI offre tout simplement la meilleure image et le meilleur son possibles, en transmettant les données sans la moindre compression. Certaines barres de son disposent d’une seule prise HDMI pour récupérer le son d’un téléviseur, tandis que d’autres sont aussi équipées d’une ou plusieurs entrées, afin de brancher un lecteur Blu-ray ou un stick TV (Amazon Fire TV, Apple TV, Google Chromecast…).

On distingue ainsi :

• Les barres de son avec connecteur HDMI unique, qui récupèrent le son du téléviseur et des sources connectées à celui-ci
• Les barres de son avec multiples connecteurs HDMI, qui récupèrent le son du téléviseur de la même manière que les premières, mais auxquelles on peut connecter des sources HDMI pour en décoder le son et transmettre l’image telle quelle au téléviseur (les signaux vidéo HDR nécessitent des prises HDMI 2.0 et supérieures)

Introduite il y a vingt ans, la norme HDMI a connu plusieurs révisions, pour suivre l’évolution technologique de l’image et du son. Voici les principales :

• HDMI 1.0 : c’est la première version de la norme HDMI, introduite en 2002. Elle est de fait supportée par absolument tous les appareils disposant d’une prise HDMI, mais n’est plus utilisée, car elle ne permet que la transmission de signaux vidéo 1080p, avec une colorimétrie limitée.
• HDMI 1.2 : après une révision mineure (1.1), la norme 1.2 introduit le protocole de contrôle CEC, qui permet de contrôler plusieurs appareils interconnectés avec une seule télécommande. On y reviendra
• HDMI 1.3 : la version 1.3 apporte la synchronisation automatique de l’image et du son (aléatoire auparavant), l’audio multicanal HD lossless (DTS-HD et Dolby True-HD 7.1) et une colorimétrie étendue.
• HDMI 1.4 : c’est une révision majeure, avec le support de la 3D, de la 4 K (30 Hz max) et l’Audio Return Channel (ARC), qui permet aux téléviseurs d’envoyer via HDMI le son du programme visionné aux barres de son et amplis compatibles. La qualité du son est toutefois limitée au Dolby Digital et DTS classiques (et pas HD lossless).
• HDMI 2.0 : passage à la vitesse supérieure en 2013, la révision 2.0 apporte la compatibilité avec la 4K à 60 Hz et même la 8 K à 30 Hz. Avec l’avènement du HDR au cinéma, la norme évolue rapidement en version 2.0a avec la prise en charge des vidéos HDR10. Vient ensuite la version 2.0 b qui supporte le HDR10+, le HLG et le Dolby Vision.
• HDMI 2.1 : lancée en 2017, cette ultime révision porte le taux de rafraîchissement à 120 Hz en 4K pour les consoles de jeux vidéo et introduit également l’eARC (Enhanced Audio Return Channel).

L’importance des câbles

Le signal HDMI a beau être numérique, la qualité des câbles utilisés peut impacter le bon fonctionnement des appareils connectés, avec des ruptures de transmission sporadiques, voire un écran tout simplement noir en utilisant un câble de mauvaise qualité. C’est d’autant plus vrai avec les câbles de grandes longueurs, lorsque la vidéo est transmise en 4K, avec une colorimétrie étendue (HDR) et un taux de rafraîchissement élevé (60 Hz et plus).

Pour jouer en 4K HDR à 120 images /secondes, il est conseillé d’utiliser un câble HDMI certifié, car la bande passante du signal, qui n’est pas compressé, atteint plusieurs dizaines de Gigabits par seconde (les meilleurs offrent 48 Gbps).

Le mode VRR pour les consoles de jeux

Certains téléviseurs avec entrées HDMI 2.1 sont également compatibles avec les modes VRR et ALLM. Optionnels, ceux-ci permettent d’ajuster dynamiquement le rafraîchissement de l’image pour le VRR (Variable Refresh Rate) et d’abaisser la latence pour l’ALLM (Auto Low Latence Mode). Combinés, ces deux modes rendent les jeux vidéo plus fluides et éliminent les décalages entre image et son.

Qu’est-ce que le HDCP ?

Les flux audio et vidéo transmis par HDMI sont protégés contre la copie par le système HDCP (High-Bandwidth Digital Content Protection). Pour profiter des contenus en 4K HDR et du son en Dolby Atmos, il est impératif d’utiliser un téléviseur, un vidéoprojecteur ou une source compatible HDCP 2.2. Sans quoi le programme ne sera affiché au mieux qu’en HD et avec un son 5.1 ou stéréo.

L’EDID c’est quoi ?

Lorsqu’on branche deux appareils par le biais de leurs connecteurs HDMI, chacun transmet à l’autre son EDID (Extended Display Identification Data), sa carte de visite en quelque sorte. Y figurent notamment les définitions vidéo, les plages dynamiques supportées, le codage de couleur, le taux de rafraîchissement, les formats audio supportés, les valeurs de pics lumineux HDR…

Tout cela permet à la source d’envoyer au diffuseur un flux audio-vidéo adapté à ses caractéristiques, sans risquer l’écran noir ou l’absence de son. Grâce à cet échange d’EDID, un Google TV Chromecast n’enverra pas de vidéo en Dolby Vision à un téléviseur qui ne supporterait pas ce format HDR.

Quelle différence entre ARC et eARC ?

L’Audio Return Channel (ARC) et l’Enhanced Audio Return Channel (eARC) sont des modes de sortie audio, qui permettent à un téléviseur d’envoyer à une barre de son, ou à un ampli, le signal audio du programme visionné. Pour que cela fonctionne, il faut relier les prises HDMI labellisées ARC/eARC du téléviseur et de la barre de son. Un coup d’œil suffit donc pour les repérer. La plupart du temps, aucune configuration n’est requise et chaque appareil communique automatiquement avec l’autre. La différence entre ARC et eARC repose sur les formats audio qui peuvent être transmis.

L’ARC, plus ancien, est limité aux signaux PCM stéréo, Dolby Digital et DTS jusqu’à 5.1, tandis que l’eARC ajoute le Dolby Digital Plus avec Atmos, le Dolby True-HD avec Atmos, le DTS-HD, le DTS:X et le PCM 24 bits multicanal lossless.

Attention, pour profiter du son HD lossless, téléviseur et récepteur (barre de son, ampli home-cinéma) doivent être compatibles eARC. Si l’un des deux ne supporte pas l’eARC, la chaîne audio fonctionnera en ARC, avec une qualité sonore inférieure.

HDMI CEC : pilotage automatique

Le Consumer Electronics Control (CEC) est une fonction de l’interface HDMI qui permet de contrôler avec la télécommande d’un appareil, les fonctions de ceux qui y sont connectés. Ainsi, la télécommande d’un téléviseur peut piloter un lecteur multimédia externe (navigation dans l’interface, extinction…) ou ajuster le volume d’une barre de son. En théorie, la télécommande chaque maillon de la chaîne HDMI peut gérer, au moins partiellement, les fonctions de chaque appareil.

Les points clés de l’interface HDMI :

• Transmission audio et vidéo dans un seul câble
• Résolution SD, HD 1080p, 4K et 8 K HDR
• Retour audio ARC et eARC vers les barres de son et amplis home-cinéma
• Tous formats audio supportés (HD lossless)
• Synchronisation image et son automatique
• Contrôle de plusieurs appareils avec une seule télécommande

L’interface optique Toslink

Inventée par Toshiba pour transmettre les données audio numériques d’une platine CD à un décodeur externe (DAC), la prise optique Toslink (Toshiba Link) est toujours présente sur de nombreux téléviseurs, barres de son et amplis home-cinéma pour assurer une rétrocompatibilité avec les sources d’ancienne génération. Ainsi, l’entrée optique d’une barre de son permet de connecter facilement une platine CD ou bien un lecteur DVD.

Avec l’interface Toslink, le son est transmis sous forme d’impulsions lumineuses dans le respect de la norme S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface Format). Celle-ci est compatible avec les flux audio stéréo jusqu’à 24 bits et 192 kHz. Cependant, assez peu de contrôleurs optiques intégrés aux téléviseurs et barres de son permettent d’atteindre cette très haute résolution sonore et la plupart se limitent à 24 bits et 96 kHz. En ce qui concerne les programmes audio multicanaux, la norme S/PDIF autorise la transmission des signaux Dolby Digital et DTS jusqu’à 5.1. Ainsi, les formats audio lossless et immersifs (Dolby Atmos, DTS-HD…) ne sont pas pris en charge.

Les points clés de l’interface Toslink :

• Transmission audio uniquement
• Limitée au Dolby Digital et DTS 5.1 et PCM stéréo
• Pas de synchronisation audio-vidéo (décalage image/son possible avec les lecteurs DVD/BD)
• Transmission optique insensible aux perturbation électriques

L’interface coaxiale numérique

Concurrente de Toslink, l’interface coaxiale s’en différencie par le transport du signal audio numérique, non pas sous forme lumineuse, mais électrique (comme en HDMI).

La norme de transmission est la même, le S/PDIF. De fait, l’audio multicanal est supporté, mais seulement les formats Dolby Digital et DTS jusqu’à 5.1. Pour la stéréo, les signaux PCM sont transmis jusqu’à 24 bits et 192 kHz, voire 32 bits / 384 kHz sur quelques appareils audiophiles (DAC, amplis haut de gamme).

Les points clés de l’interface coaxiale numérique :

• Identiques à l’interface Toslink
• Connecteur RCA mâle avec code couleur généralement orange ou noir
• Câble RCA-RCA spécifique (impédance de 75 Ohms), souvent onéreux au catalogue des marques hi-fi
• Sensibilité aux perturbations électriques

La sortie caisson (LFE)

Parfois présente sur les barres de son — mais systématiquement sur les amplis home-cinéma — la sortie pour caisson de basses se présente sous la forme d’un connecteur RCA/Cinch et parfois mini-jack. Il permet de transmettre à un caisson de basses actif les sons les plus graves, au format analogique.

Étant donné que la plupart des caissons de basses pour le home-cinéma sont équipés d’entrées et de sorties, il est possible d’en chaîner plusieurs pour produire un plus fort volume sonore.

La prise Ethernet

Les barres de son les plus évoluées sont équipées d’une prise réseau Ethernet RJ-45 qui ouvre plusieurs possibilités. Outre le contrôle des fonctions avancées de la barre depuis un smartphone, le streaming musical en qualité CD et HD est possible, sans risque de coupure comme c’est parfois le cas en Wi-Fi.

Le port USB-A

La plupart des barres de son disposent d’un port USB de type A, utile pour alimenter les lecteurs multimédias de type « clé HDMI ». Attention, ces ports USB ont très souvent une puissance limitée à 5 Watts (5V/1A). Ils ne permettent donc pas d’alimenter les sticks TV les plus gourmands. Les Amazon Fire TV Stick Lite et 4K Max, ainsi que le Google TV avec Chromecast HD nécessitent moins de 5 W pour fonctionner et peuvent être utilisés avec la plupart des barres de son à entrées HDMI.

L’entrée ligne analogique

De moins en moins répandue, l’entrée audio analogique permet de connecter les sources analogiques stéréo, telles que les lecteurs CD, DVD ou les baladeurs audio. Cette entrée est souvent au format RCA et parfois mini-jack. La barre de son Sennheiser Ambeo Soundbar Plus, excellente en écoute musicale, en est équipée.

Les branchements recommandés pour votre box TV, votre console de jeux, votre lecteur Blu-Ray ou votre clé HDMI

Pour conclure, voici quelques conseils de branchement des sources audio et vidéo.

Si vous souhaitez conserver une qualité d’image optimale, depuis un lecteur Blu-ray 4K ou une console de jeu par exemple, l’idéal est de connecter ces sources directement au diffuseur (téléviseur, vidéoprojecteur) et d’utiliser son canal de retour audio ARC/eARC pour transmettre l’audio à votre barre de son. Ce conseil vaut même avec les barres de son équipées d’entrées HDMI, car vous éviterez ainsi de faire transiter le signal vidéo au travers d’un câble HDMI supplémentaire, ainsi que par l’électronique de la barre.

Si vous souhaitez profiter d’un son de qualité optimale, il est conseillé de réduire le trajet du signal audio de la source à la barre de son, et par conséquent de brancher vos différents lecteurs, décodeurs TV ou consoles de jeu aux entrées HDMI de votre barre de son. À défaut d’entrées HDMI, il est conseillé de connecter vos sources au téléviseur, mais d’en adresser le signal audio directement à la barre au moyen d’un câble optique ou coaxial S/PDIF. La liaison audio analogique, même si proposée par la barre de son, est à éviter, car vous perdrez les bénéfices du son multicanal (surround, verticalité, précision).