Jack (prise)

En électronique, un jack est normalement une connexion électrique coaxiale, ou bien l'embase, l'élément femelle recevant la prise. Dans certains cas, « jack » désigne alternativement l'un ou l'autre des éléments : fiche « mâle » ou prise « femelle », dans un ensemble de connecteurs appairés.

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De gauche à droite : jack 2,5 mm, 3,5 mm et 6,35 mm.

Historique

Fiches de connexion d'un ancien commutateur téléphonique allemand, basées sur une connectique légèrement différente des fiches jack standard.

L'invention du connecteur d'un quart de pouce (1/4”), le jack de 6,35 mm, remonte à 1877 et à la mise au point des premiers centraux téléphoniques par Tivadar Puskas. Ce connecteur s'impose progressivement comme un standard pour établir une connexion sur une ligne téléphonique. Le contact se fait par deux ressorts métalliques qui pincent le cylindre de la prise. Derrière la pointe, un rétrécissement et un isolant permettent de garder le jack en position dans la prise, et de le ressortir aisément[1].

Aujourd'hui, ce format de 6,35 mm est encore utilisé pour, notamment, les casques audiophiles et de studio, les guitares et autres instruments électriques, les amplificateurs et une multitude de matériels audio professionnels, en parallèle avec les prises au format XLR. Un perfectionnement a été conçu, avec un deuxième anneau d'isolant permettant d'avoir trois points de contacts et ainsi de pouvoir soit transmettre un signal stéréophonique[1], soit un signal symétrique monophonique.

Sony Walkman : le premier baladeur, en 1979, avec une fiche jack 3,5 mm.

Le jack de 3,5 mm apparaît dans les années 1960. C'est Sony qui est le premier à installer une telle prise sur un de ses produits avec la radio portable EFM-117J, en 1964. Mais ce connecteur s'impose vraiment pour les écouteurs sur les appareils mobiles, avec le premier Walkman en 1979, introduit à nouveau par Sony[1]. Plus tard, la majorité des cartes son utiliseront ce connecteur qui sera standardisé par Intel et Microsoft via la norme PC 99.

Cette prise jack, dans ce format mini, connaît une nouvelle évolution avec les premières caméras numériques, puis avec les smartphones, où son emploi se généralise : la mise en place de quatre zones de contact différentes sur le même cylindre de 3,5 mm de diamètre, permet de faire passer, en plus du son en stéréo, un signal vidéo, celui d'un micro ou d'une télécommande[1].

En avril 2016, LeEco présente trois smartphones (Le 2, Le 2 Pro, Le Max 2) sans prise mini-jack 3,5 mm, remplacée par un branchement USB Type-C. LeEco considère que l'USB Type-C permet une meilleure qualité audio.

En , Apple annonce à son tour un smartphone sans prise mini-jack 3,5 mm : l'iPhone 7. Ce type de connecteur est considéré par Apple comme obsolète, 138 ans après sa création[1]. La marque propose pour les casques et écouteurs une alternative sans fil, les AirPods fonctionnant au Bluetooth[2]. Les réactions sont très divisées sur ce choix brutal[3],[4], elle fournit néanmoins jusqu'en un adaptateur Lightning vers mini-jack 3,5 mm[5].

En , Samsung fait le choix de supprimer la prise jack du Note 10 et devient un des derniers smartphones haut de gamme à supprimer la prise jack après OnePlus, Huawei, Google et Apple

Types de connecteurs

L'appellation jack est utilisée pour désigner plusieurs types de connecteurs, notamment :

Par abus de langage, l'ensemble {fiche + câble} se nomme aussi « jack ». Notamment utilisée dans le monde musical, cette appellation est incorrecte bien qu'entrée dans le langage courant.

Tailles

Fiches jack par taille : 2,5 mm mono ; 3,5 mm mono ; 3,5 mm stéréo et 6,35 mm stéréo.

Utilisé avec une taille, le jack est alors normalement la prise qui est appairée à la fiche jack de même dimension :

  • jack ¹⁄₄ (soit 6,35 mm) ;
  • jack 0.206 " (soit 5,23 mm) ; (norme PJ-068 spécifique pour les micros des casques d'aviation)
  • jack 3,5 mm (miniature) ;
  • jack 2,5 mm (subminiature).

Un jack de casque ou d'écouteur fait généralement partie de l'une de ces trois tailles standard de jack (le plus souvent de 3,5 mm), mais l'appellation peut recouvrir d'autres prises utilisées pour cet usage.

Les trois formats continuent à coexister car leurs avantages sont variés : le jack ¹⁄₄, quoique encombrant, est suffisamment robuste pour un usage sur scène (au bout d'une guitare, notamment) et garantit un meilleur contact électrique ; les deux autres sont moins coûteux et moins encombrants, au détriment de la robustesse et de la qualité.

Points de contact

Contacts des prises jack. Au-dessus : deux voies stéréo, au-dessous mono.
Type 1 2 3
mono masse absent (ou alimentation) signal
mono symétrique masse point froid point chaud
stéréo masse canal droit canal gauche
insert masse return/retour send/envoyer

4 : Anneaux isolants

Contacts en 2 points

Le contact 2 points est utilisé pour le transport d'un son monophonique mono »), il comporte alors deux contacts : une référence (sur le corps du jack) et un signal (sur la pointe).

Ces prises jack sont aussi appelées des connecteurs « TS » pour « Tip, Sleeve » (« Pointe, Manchon ») qui sont les deux points d'un jack mono.

Contacts en 3 points

Les utilisations les plus courantes du connecteur jack 3 points sont :

  • un son stéréophonique stéréo »), qui sépare le canal gauche et le canal droit (Pointe : Canal gauche ; Anneau : Canal droit ; Manchon : masse);
  • une liaison symétrique monophonique comme en XLR (Pointe : Point chaud ; Anneau : Point froid ; Manchon : masse) ;
  • pour la fonction « Insert » des tables de mixage professionnelles (Pointe : Send ; Anneau : Return ; Manchon : masse).

Ces prises jack sont aussi appelées des connecteurs « TRS » pour « Tip, Ring, Sleeve » (« Pointe, Anneau, Manchon ») qui sont les trois points d'un jack stéréo. La lettre R sert à retenir le rôle du connecteur central grâce à l'initiale R des mots anglais « ring », « right » et « return ».

Ce connecteur omniprésent et relativement peu encombrant est néanmoins utilisé dans d'autres situations, par exemple pour connecter des appareils MIDI (cet usage est normalisé par le MMA depuis )[6],[7].

Contacts en 4 points

Fiche jack stéréo + vidéo, stéréo + microphone ou stéréo + contrôle (4 contacts), utilisée principalement dans les caméras, les enregistreurs ou les baladeurs.

Les fabricants ont proposé d'ajouter un quatrième point de contact sur ce connecteur. Ils ont alors subdivisé le manchon en deux parties.

Ce quatrième contact peut véhiculer de la vidéo dans le cadre d'un câble audio-vidéo[8], ou le signal d'un micro dans le cadre de micro-casques utilisés notamment dans les téléphones portables.

La connectique produite permet de réduire le nombre de connecteurs dans des produits de plus en plus compacts, voire de véhiculer des données supplémentaires en conservant une compatibilité avec des casques stéréo « standards ».

Cependant, les constructeurs ont effectué des choix différents dans le placement de leurs broches, limitant la compatibilité des appareils et des accessoires entre eux sans adaptateurs. En 2012, le site web LesNumeriques indique que « le câble de ces connecteurs est beaucoup moins standard selon les constructeurs, et on obtient à l'écoute toutes sortes de résultats forts disgracieux. D'où l'apparition d'adaptateurs. »[9]

Ces prises jack sont aussi appelées des connecteurs « TRRS » pour « Tip, Ring, Ring, Sleeve » (« Pointe, Anneau, Anneau, Manchon ») qui sont les quatre points d'un jack 4 contacts.

Contacts en 5 points

TRRRS (Tip-Ring-Ring-Ring-Sleeve) 4,4mm

Le connecteur TRRRS est utilisé dans le rare connecteur Pentaconn 4,4 mm.

Cette prise / prise casque spécialisée transporte une stéréo symétrique vers des écouteurs compatibles et est câblée comme suit:

  • Pointe : audio du canal gauche (polarité positive)
  • Anneau : audio du canal gauche (polarité négative)
  • Anneau : canal audio droit (polarité positive)
  • Anneau : canal audio droit (polarité négative)
  • Gaine : terre


Si nous rappelons la description de l'audio équilibré, nous savons qu'il n'y a pas besoin de fil de retour puisque nous avons un fil de polarité positive et de polarité négative pour se connecter au pilote du casque.

Connectique micro-casque

Les différences portent notamment sur l'emplacement de la masse et du signal du micro[10],[11],[12].

Ces accessoires disposent parfois de petites télécommandes sur le câble du casque de quelques boutons, parfois même un seul bouton servant à décrocher ou raccrocher le téléphone. Cette télécommande ne requiert pas de broche supplémentaire sur le connecteur, mais peut, dans le cas du bouton unique être effectué par shuntage du micro[12], lorsque la télécommande comprend plusieurs boutons (par exemple augmenter ou baisser le volume), les boutons shuntent le micro en alignant des résistances de valeurs différentes (par exemple 220 et 600 ohms pour les deux boutons du HTC Hero[11]).

Les appareils proposant des prises femelles à quatre contacts pour les micro-casques peuvent le plus souvent accueillir des casques sans micro n'exploitant que des prises mâles à 3 contacts. Les téléphones tels que le Samsung Galaxy S ou l'iPhone détectent la présence ou non d'un micro sur le casque en mesurant l'impédance aux bornes du connecteur du supposé micro et considèrent le micro présent au-delà de 1 600 ohms[11].

Il existe deux grandes normes CTIA (The Wireless Association) et OMTP (Open Mobile Terminal Platform). La différence se situe au niveau des emplacements de la masse (GND) et du microphone (AUX) qui sont inversés. La norme CTIA est devenue la plus utilisée. En partant de la pointe on a les signaux suivants : Audio Gauche, Audio Droite, Masse, Microphone[13].

Connectique audio-vidéo

Les différences portent notamment sur l'emplacement de la masse et du signal vidéo[8].

Code couleur

Le connecteur jack 3,5 mm est devenu un standard pour les cartes son de PC, la norme PC 99 a donc instauré un code couleur servant a différencier le rôle des connecteurs notamment des connecteur jack.

CouleurFonctionConnecteurSymbole
rose Entrée audio analogique amplifiée pour microphone (Mic). Jack 3,5 mm Un microphone
bleu Entrée audio analogique stéréo auxiliaire (Line-In). Une flèche vers un cercle
vert Sortie audio analogique stéréo pour haut-parleur ou casque (Line-Out ou Frontal). Une flèche sortant d'un cercle vers une vague de son
gris Sortie audio analogique stéréo pour les enceintes panoramiques (Panning ou Latéral). deux flèches sortant horizontalement de deux vagues dos-à-dos
noir Sortie audio analogique stéréo pour les enceintes arrière (Surround ou Arrière). deux flèches sortant horizontalement
orange Sortie audio analogique pour l'enceinte frontale et le caisson de basse (Central/Subwoofer) deux flèche sortant verticalement

Notes et références

  1. Vanlerberghe 2016, Le Figaro.
  2. « iPhone 7 : sans prise jack, comment écouter sa musique ? », sur Les Échos,
  3. « J'ai vécu un an sans prise jack et je ne veux surtout pas revenir en arrière », sur Numerama,
  4. « Pourquoi Apple a raison de supprimer la prise jack de son iPhone 7 », sur 01 Net,
  5. « Apple enterre définitivement la prise jack de l'iPhone », sur RTL,
  6. (en) Rounik Sethi, « MIDI Manufacturers Association (MMA) Releases TRS Adapter Specification for MIDI Devices », sur Ask Audio,
  7. (en) « Specification for TRS Adapters Adopted and Released », sur midi.org
  8. Zen Vision :M Video Cable & Other 4-Pole 3.5mm Pinouts, sur le site anythingbutipod.com du 4 avril 2006
  9. « Philips Citiscape Uptown », LesNumeriques, (consulté le )
  10. (en) « Universal 4-pole Cell Phone headset pinout », sur www.pinoutsguide.com, (consulté le )
  11. (en) « Universal Headset/Earphone 3.5mm Jack pinout », sur pinoutsguide.com, (consulté le )
  12. (en) « Nokia headset / handsfree HDB-5 connector and schematics pinout », sur pinouts.ru, (consulté le )
  13. Pierre Dandumont, « Oreillettes : pourquoi une différence entre iOS et Android ? », sur Le journal du lapin, (consulté le )

Voir aussi

Bibliographie

  • Cyrille Vanlerberghe, « Sans prise jack, l'iPhone 7 met à la poubelle 138 ans d'histoire », Le Figaro, (lire en ligne).

Articles connexes

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