Câbles et prises audio et vidéo, comment s'y retrouver ?
HDMI, USB, DVI, Composantes, Vidéo, RCA, Y/C, SCART et compagnie...
Publié le 23/11/2010 - Mis à jour le 04/12/2020 par Jean-Paul Figer
- Analogique ou numérique ?
- HDbaseT
- Thunderbolt-3 (USB Type-C)
- HDMI [High Definition Multimedia Interface]
- USB, USB mini, USB micro, USB type C
- IEEE 1394 ou Firewire (Apple) ou i.Link (Sony)
- DVI [Digital Video Interface]
- Audio numérique S/PDIF (Sony/Philips Digital InterFace)
- VGA [Video Graphics Array]
- Composantes (YPbPr)
- Connecteur numérique coaxial (coaxial digital connector)
- S-Video (Y/C)
- SCART, EURO-SCART ou Péritel
- Vidéo composite (CVBS -Chroma Video Blanking Synchro-) et Audio analogique
- Prises et câbles RCA (CINCH)
- Les prises Jack
- Pour s'y retrouver un peu dans les standards vidéo et audio
Analogique ou numérique ?
Comment s'y retrouver dans la forêt des câbles et des prises qui peuplent les équipements multimédia modernes ? Quel câble utiliser pour obtenir la meilleure qualité ? Le but de cet article est de rassembler tous les renseignements utiles éparpillés sur l'Internet. En écrivant cet article, je me suis aperçu que j'ignorais beaucoup de détails alors que je croyais m'y connaître !
Cet article donne quelques conseils simples pour bien choisir les multiples manières de connecter des équipements. J'ai ajouté une annexe technique simplifiée pour ceux qui veulent comprendre le codage des signaux audio et vidéo.
En 1970, tous les signaux -radio, télévision, disque, téléphone, photos- étaient analogiques, c'est-à-dire que l'information était transmise en modifiant l'amplitude, la fréquence ou la phase du signal. Cette méthode était simple mais très sensible aux signaux parasites. On se souvient des crachotements sur les disques 78 tours, des sifflements à la radio ou des points blancs sur les écrans de télévision. Pire, il n'était pas possible de corriger les défauts et à chaque copie ou transmission, le signal se dégradait. L'arrivée du micro processeur a permis progressivement de numériser tous les signaux : on ne transmet plus l'amplitude du signal mais sa valeur à un instant donné. Cette numérisation produit un nombre considérable de valeurs, par exemple 48000 nombres de 16 bits par seconde pour une bonne reproduction de la musique, 2 millions de nombres de 32 bits par seconde pour la TVHD . Il faut comprimer ces données à l'aide de microprocesseurs puissants avant de les stocker ou de les transmettre. C'est l'accroissement de la puissance et la baisse des prix des microprocesseurs qui a progressivement permis de remplacer tous les signaux analogiques par des signaux numériques. Le dernier acte s'est joué en 2011 avec l'arrêt en France de la télévision analogique remplacée par la TNT (Télévision Numérique Terrestre).
Cette période de transition, commencée avec le Compact Disc, dure depuis plus de 40 ans. Les entrées et les sorties en signaux analogiques et en signaux numériques coexistent sur les appareils pour ne pas obliger les utilisateurs à remplacer tous leurs équipements avec chaque nouvelle technologie. Ceci qui explique la complexité des panneaux de connexions actuels car ces équipements ont des durées de vie de plusieurs dizaines d'années.
Principe : Toujours préférer les connexions numériques aux connexions analogiques si on a le choix.
Suite à une remarque judicieuse d'un lecteur, j'ai présenté les prises dans l'ordre du meilleur choix pour privilégier la qualité.
HDbaseT
Ce nouveau standard devait sortir en 2011. Il vise à remplacer les coûteux câbles HDMI, limités en longueur par des câbles RJ45 très répandus. En 2020, il n'y a pas beaucoup d'équipements de ce genre sur le marché, assez chers (200 à 300 €) et souvent réservés à des usages professionnels.
Thunderbolt-3 (USB Type-C)
USB-C Thunderbolt-3
HDMI [High Definition Multimedia Interface]
HDMI est devenu le standard pour échanger des signaux entre entrées/sorties vidéo et audio numériques. C'est, avec le Thunderbolt 3, la meilleure qualité possible avec un seul câble pour la vidéo, l'audio et les signaux de télécommande. Le HDMI est standard depuis 2010 sur tous les nouveaux équipements TV et lecteurs DVD/Blu-ray. Exigez-la aussi pour les vidéoprojecteurs, PC, caméscope ou autres équipements multimédia. Le prix très élevé des câbles est devenu plus raisonnable. Attention, le standard évolue en permanence pour supporter des débits de plus en plus élevés (vidéo 4K voire 10K). On est passé de 1.3 à 1.4 puis maintenant 2.1 depuis novembre 2017. Voir ici pour plus de détails techniques. Il existe aussi des prises mini HDMI et micro HDMI pour les équipements de petite taille comme les caméscopes ou les ultra PC. Achetez plutôt un adaptateur mini HDMI Mâle-HDMI Femelle qui vous permettra d'utiliser tous les câbles HDMI standard de la taille voulue. La longueur maximum recommandée des câbles HDMI est de 10 à 15 mètres. Pour de plus grandes distances, il faut utiliser des adaptateurs HDMI sur câble RJ45 comme celui-ci.
HDMI Femelle
HDMI Mâle
USB, USB mini, USB micro, USB type C
L'USB [Universal Serial Bus] est une norme de bus informatique créée en 1996 pour connecter à un ordinateur jusqu'à 127 équipements périphériques. Il est progressivement devenu la norme pour connecter tous les matériels portables à un PC. Ses principales caractéristiques sont les suivantes :
- Connexion et déconnexion à chaud
- Équipements prêts à fonctionner [Plug and Play] par simple connexion.
- Alimentation des périphériques en énergie
USB 1.0 ou 1.1 fournit des débits de 1.5 à 12 Mbit/s. Depuis 2000, l'USB 2.0 permet des connexions jusqu'à 480 Mbit/s. En 2010 une nouvelle version USB 3.0 autorise des débits jusqu'à 5 Gbit/s. Cette nouvelle version est juxtaposée à l'ancienne et les prises et câbles sont légèrement différents (8 fils au lieu de 4 fils). Attention, les câbles sont différents et les prises femelle sont de couleur bleu. Depuis août 2014 la version 3.1 autorise des débits jusqu'à 10 Gbit/s, ce qui en fait le protocole le plus performant du monde PC. Le nouveau connecteur de type-C n'impose plus de sens de branchement
Depuis 2011, la prise micro USB est devenue le standard européen pour les téléphones portables. La longueur des câbles USB est limitée à 5 mètres.
Vers 2015, un nouveau type de connecteur universel est apparu : L'USB Type-C. Pour l'utilisateur, ce connecteur (24 broches) peut se brancher dans les deux sens et peut fournir une alimentation 5V de 60 à 100 Watts. Tous les détails sur les spécifications ici.
Micro-B, mini-B, USB type B, USB type A
Câblage prises USB
Mâle USB 3.1 vers femelle-Type C
IEEE 1394 ou Firewire (Apple) ou i.Link (Sony)
IEEE 1394 était depuis 1995, le standard pour relier entre eux des équipements Audio-Vidéo pour échanger des données et des commandes avec un seul câble. Ce standard est progressivement concurrencé soit par l'USB soit par le HDMI. Il reste néanmoins très utile pour tout ce qui touche à la manipulation du format caméscope DV.
IEEE 1394 Femelle 6p
IEEE 1394 Mâle 4p et 6p
DVI [Digital Video Interface]
DVI est une prise vidéo numérique et analogique assez répandue sur les DVD et les PCs pour relier un équipement à un écran. Elle est conçue pour faciliter la transition entre l'ancien standard VGA analogique et le numérique. En voie de disparition. Il existe trois modèles
- DVI-A pour Analogique qui est l'ancienne norme VGA
- DVI-D pour Digital qui est la nouvelle norme numérique compatible HDMI
- DVI-I pour Integrated qui transmet simultanément les normes analogiques et numériques
Les deux modèles numériques DVI-I et DVI-D ont deux variantes Single Link ou Dual Link (deux fois plus de débit). Single Link permet des images de résolution 1920x1200 et Dual Link 2560x1600.
La longueur maximale théorique des câbles est de 5 mètres. Certains fournisseurs proposent des câbles de 10 mètres mais le fonctionnement n'est pas garanti. Il existe des adaptateurs DVI - VGA et DVI - HDMI mais ils ne convertissent pas le signal. C'est le signal analogique ou numérique qui est transmis.
Connecteurs DVI
Prise DVI mâle
Adaptateur DVI- VGA
Audio numérique S/PDIF (Sony/Philips Digital InterFace)
C'est un standard audio numérique qui est une déclinaison grand public du standard professionnel AES/EBU. Les connecteurs existent sous 3 formats différents en fonction de la manière dont est transmis le signal sous format électronique ou optique
- Connecteur RCA utilisant un câble coaxial 75 Ω standard
- Connecteur Toslink créé par TOSHIBA en 1983 utilisant la fibre optique. Le principal avantage de ce format réside dans son immunité totale face aux perturbations électromagnétiques.
- Connecteur Mini-Toslink utilisant la fibre optique. Seul le connecteur change, il ressemble à un minijack 3,5mm standard ( 0,5 mm plus court pour empêcher de se tromper et de toucher la diode lumineuse).
Toslink femelle
Toslink et mini-toslink mâle
VGA [Video Graphics Array]
Lancée par IBM en 1987, c'est sans doute la prise de sortie vidéo analogique la plus utilisée. Elle est en voie de remplacement par les prises DVI et HDMI. La version ancienne noire n'est plus utilisée. La version bleue VGA DDC avec 15 broches qui est standard. Cette prise fournit le signal vidéo analogique sous la forme RGBHV c'est-à-dire sous les 3 composantes Rouge Vert Bleu et les signaux de synchronisation Horizontaux et Verticaux.
VGA femelle
VGA mâle
Composantes (YPbPr)
C'est la meilleure qualité pour un signal vidéo analogique. On transmet séparément les 3 signaux couleur sous une forme améliorée par rapport au RVB. On transmet un signal de luminance Y qui est une composition de R et V et B, puis deux signaux couleur B-Y et R-Y. L'intérêt de ce codage est de réduire la bande passante nécessaire pour transmettre les signaux. C'est le seul standard de vidéo analogique capable de transmettre des résolutions au-delà des 480i/p et de transmettre de la vidéo non entrelacée. On le trouve souvent sur les DVD ou les équipements de bonne qualité. On peut utiliser des câbles RCA standard jaune blanc rouge.
YPbPr Femelle
YPbPr mâle
Connecteur numérique coaxial (coaxial digital connector)
C'est un connecteur femelle RCA souvent orange ou noir et étiquetté digital-out ou digital-in. Il sert à translettre le son stéréo en numérique avec un seul câble. On le trouve souvent sur les DVD.
Connecteur numérique coaxial
S-Video (Y/C)
C'est une amélioration (modeste) de la prise vidéo composite analogique. Le signal de luminance (Y) c'est à dire l'image noir et blanc est transmise séparément du signal couleur C dit de chrominance. Ce standard n'existe qu'en deux versions PAL et NTSC. L'audio analogique est transmise comme dans le cas précédent par les câbles audio RCA.
S-Video ou Y/C Femelle
S-Video ou Y/C mâle
SCART, EURO-SCART ou Péritel
C'est une prise audio et vidéo analogique créée en 1980 et toujours utilisée en 2010. Le passage de la télévision au tout numérique va entraîner son remplacement par les prises HDMI et DVI. Elle fournit des signaux analogiques vidéo en RVB, en format composite ou Y/C et des signaux audio analogiques stéréo.
SCART Femelle
SCART mâle
Câblage SCART RCA
Vidéo composite (CVBS -Chroma Video Blanking Synchro-) et Audio analogique
C'est le signal vidéo composite analogique de base de la télévision couleur. Il existe dans les 3 standards de la vidéo couleur PAL, SECAM et NTSC. Il est habituellement affecté à des prises RCA jaunes. Les signaux audio analogiques sont transmis par des câbles séparées munies de prises RCA (blanche ou noire pour le canal gauche et rouge pour le canal de droite). Bien qu'il n'y ait pas de véritable limitation dans la fréquence des signaux transmis, le mélange des 3 composantes de la télévision couleur entraine une image de qualité moyenne. C'est donc la plus mauvaise qualité de transmission de la vidéo et c'est l'option à utiliser en dernier recours. A noter que les prises SCART utilisent souvent ces signaux codés (1.3.19) ce qui fournit la même mauvaise qualité.
RCA Femelle
RCA Mâle
Prises et câbles RCA (CINCH)
C'est la prise à tout faire qui existe depuis 1940. Elle présente cependant de nombreux défauts. En particulier, on établit le contact d'abord par le plot central avant la masse ce qui provoque des bruits parasites qui peuvent être violents et endommager les amplificateurs et les hauts-parleurs.
RCA CINCH mâles
RCA CINCH femelles
Voici un tableau résumé de son utilisation extrait de Wikipedia. Toutes les prises et câbles sont identiques et seul le code couleur permet de s'y retrouver un peu
| Vidéo Analogique composite | Composite | Jaune |
| Audio Analogique | Gauche/Mono | Blanc ou noir |
| Droit | Rouge | |
| Centre | Vert | |
| Ambiance gauche | Bleu | |
| Ambiance droit | Gris | |
| Ambiance arrière gauche | Brun | |
| Ambiance arrière droit | Tan | |
| Caisson de basse | Mauve | |
| Audio numérique | S/PDIF | Orange |
| Vidéo Composante analogique (YPbPr) | Y | Vert |
| PB | Bleu | |
| PR | Rouge | |
| Component analog video/VGA (RGB/HV) | R | Rouge |
| G | Vert | |
| B | Bleu | |
| H(Horizontal sync)/S(Composite Sync) | Jaune | |
| V(Vertical sync) | Blanc |
Les prises Jack
La prise Jack audio 6,5mm utilisée pour le téléphone depuis 1920 est l'ancêtre de toutes les prises audio analogique. On ne la retrouve plus guère que dans les amplis audios professionnels et dans l'aviation pour les casques. En revanche, la prise mini-jack 3,5mm est très largement utilisée pour les signaux audio analogiques pour les PCs et pour les écouteurs et micro grand public. Elle permet de transmettre un signal stéréo audio. Il existe aussi une version 2,5mm moins répandue.
Mini-jack 3.5mm mâle et femelle
En 1999, Microsoft et Intel ont standardisé les couleurs pour les connexions audio sur les PC
| vert 3.5 mm | sortie stéréo, canaux avant ou écouteurs |
| noir 3.5 mm | sortie stéréo, canaux arrières |
| gris 3.5 mm | sortie stéréo, canaux latéraux |
| or 3.5 mm | sorties centrale et caisson de basses |
| Bleu 3.5 mm | entrée stéréo, niveau ligne |
| rose 3.5 mm |
entrée mono ou stéréo niveau microphone |
Pour s'y retrouver un peu dans les standards vidéo et audio
Vidéo
La vidéo numérique remplace progressivement la vidéo analogique. Pour permettre une transition en douceur, la vidéo numérique a hérité la plupart de ses caractéristiques de celles de la vidéo analogique qu'il faut donc bien connaître.
Il existe deux formats d'image pour la télévision analogique : 4:3 et 16:9. Les formats d'image de la télévision numérique sont plus nombreux comme 720x576, 640x480, 1080x720, 1920x1080 etc. Le plus étrange est qu'aucun de ces formats n'a exactement comme rapport 4:3 ou 16:9 !
Le standard européen de télévision (PAL ou SECAM) a été construit autour de la méthode de restitution des images sur un tube cathodique. On transmet 625 lignes et 25 images par seconde. Le standard américain (NTSC) transmet 525 lignes et 30 images par seconde mais pour éviter de compliquer l'exposé, je ne détaillerai que le standard européen. En fait, on transmet deux demi images de 312.5 lignes 50 fois par seconde qui sont affichées successivement sur l'écran pour améliorer la fluidité de l'image et réduire le scintillement. C'est ce qu'on appelle une image entrelacée par opposition à une image progressive qui affiche toutes les lignes successivement comme sur un écran de PC. La cohabitation de ces deux modes entraîne de nombreuses complications dans le traitement de la vidéo qui sont bien expliquées ici (en anglais).
Les nuances de gris d'une image noir et blanc sont représentées en analogique par l'amplitude du signal. Tout se complique avec une image couleur. Il faudrait en principe transmettre 3 images, une en rouge R, une en vert V et une en bleu B. En fait, on a choisi une autre méthode qui permet la compatibilité avec l'image noir et blanc et qui réduit la bande passante nécessaire. On transmet un signal appelé luminance (Y) qui représente l'ancienne image noir et blanc avec la formule suivante Y= 0,30 R + 0,59 V + 0,11 B. Les deux autres informations nécessaires appelées chrominance (ou chroma) sont transmises sous la forme C1 = B-Y et C2 = R-Y. Il est facile de reconstituer R V et B à partir des 3 signaux Y, C1 et C2 précédents.
Tout se complique pour transmettre les deux signaux C1 et C2 avec le signal de luminance. Il existe 3 méthodes incompatibles NTSC, PAL et SECAM. Le signal vidéo composite existe donc dans ces 3 standards. En revanche les signaux composantes qui transmettent les 3 composantes (Y, PB, PR) séparément sont indépendants du standard utilisé.
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