Maison Médicale De Garde Valmy, Filtre Passe Bande De Rauch

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Friday, 30 August 2024
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L'étude est ici faite en régime harmonique en considérant les impédances complexes des différents composants. La boucle de contre-réaction induit un fonctionnement linéaire de l'amplificateur opérationnel (V+ = V-). Cette page ne décrit pas une étude complète et rigoureuse d'un filtre (pas de diagramme de Bode), mais se contente de proposer un montage dont le comportement est celui recherché (filtre passe-bas, passe-haut, passe-bande,... ). Il est supposé que le lecteur possède des notions sur le gain, les fréquences de coupure ainsi que sur le coefficient d'amortissement et de qualité d'un filtre. Ce montage utilise la structure de Rauch pour produire un filtrage passe-bas. Cette structure est caractérisée par la relation suivante: Sachant qu'ici: A savoir que nous cherchons à obtenir une fonction de transfert normalisée H de la forme passe-bande du second ordre: Les calculs nous donnent, en remplacant dans l'équation générale chaque admittance par son expression: En simplifiant le montage par un choix de capacités identiques, nous identifions les différents termes de la fonction de transfert: La fonction de transfert obtenue correspond bien à celle d'un filtre passe-bande du deuxième ordre.

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Filtres de Rauch d'ordres 2 et 3 Les filtres de Rauch utilisent un amplificateur opérationnel associé à des cellules RC. La structure de base d'ordre 2 comporte 5 impédances et un amplificateur. Pour les cellules d'ordre 3, on ajoute une cellule RC avant une cellule d'ordre 2. Le calcul de la fonction de transfert pour les filtres d'ordre 2 est indiqué dans la page Filtres de Rauch. Attention: Cette fonction de transfert suppose un amplificateur opérationnel idéal. Si cette hypothèse n'est pas vérifiée, l'expression des fonctions de transfert est bien plus complexe. En utilisant pour nommer les admittances la notation du schéma du filtre passe-bas d'ordre 2, on peut aussi montrer que l'expression de la fonction de transfert est: H(p) = S(p) / E(p) = − Y1. Y3 / [ Y3. Y4 + Y5(Y1 + Y2 + Y3 + Y4)]. Pour la cellule passe-bas, on retient en général la configuration [Z1 = R, Z2 = C, Z3 = R, Z4 = R, Z5 = C]. On obtient une cellule passe-haut en permuttant résistances et condensateurs de la cellule passe-bas ce qui donne la configuration [Z1 = C, Z2 = R, Z3 = C, Z4 = C, Z5 = R].

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Il vous reste maintenant à étudier l'évolution du module et de la phase de H en fonction de la fréquence afin de tracer le diagramme de Bode de ce montage. Physiquement, les capacités C1 et C2 bloquent les signaux basses-fréquences au premier noeud. En hautes-fréquences, elles provoquent un court-circuit qui ramène la masse en sortie. Nous sommes donc bien en présence d'un filtre passe-bande. Retour à la liste des circuits à AOP

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Physiquement, le condensateur C2 ramène la sortie à 0 en hautes-fréquences, ce qui n'est pas le cas en BF. Nous sommes donc bien en présence d'un filtre passe-bas. Retour à la liste des circuits à AOP

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Filtres de Rauch Schma Gain Phase Fmax kHz Les filtres de Rauch sont des filtres à contre-réaction multiple et utilisent un amplificateur opérationnel associé à des cellules RC. La structure de base d'ordre 2 comporte 5 impédances et un amplificateur. Pour les cellules d'ordre 3, on ajoute une cellule RC avant une cellule d'ordre 2. Le calcul de la fonction de transfert pour les filtres d'ordre 2 est indiqué dans la page Filtres de Rauch. Attention: Cette fonction de transfert suppose un amplificateur opérationnel idéal. Si cette hypothèse n'est pas vérifiée, l'expression des fonctions de transfert est bien plus complexe. En utilisant pour nommer les admittances la notation du schéma du filtre passe-bas d'ordre 2, on peut aussi montrer que l'expression de la fonction de transfert est: H(p) = S(p) / E(p) = − Y1. Y3 / [ Y3. Y4 + Y5(Y1 + Y2 + Y3 + Y4)]. Pour la cellule passe-bas, on retient en général la configuration [Z1 = R, Z2 = C, Z3 = R, Z4 = R, Z5 = C]. On obtient une cellule passe-haut en permutant résistances et condensateurs de la cellule passe-bas ce qui donne la configuration [Z1 = C, Z2 = R, Z3 = C, Z4 = C, Z5 = R].

En utilisant les coefficients de Bessel, on obtient une coupure douce mais une variation régulière de la phase pour avoir une réponse sans oscillation à un échelon. Les coefficients de Chebyscheff donnent une pente raide mais induisent des oscillations du gain et une variation de phase non linéaire. Les coefficients de Butterworth donnent la courbe de gain la plus plate possible. Détermination des composants Passe-bas: On prend Z1 = Z3 = Z4 = R. On pose C 0 = 1 / R ω 0 avec ω 0 la pulsation de coupure. Ensuite on prend C 1 = K1. C 0, C 2 = K2. C 0, C 3 = K3. C 0. Les valeurs des Ki sont fonction du type de filtre choisi. Passe-haut: On prend C1 = C2 = C3 = C. On pose R 0 = 1 / C ω 0 avec ω 0 la pulsation de coupure. Ensuite on prend R 1 = R 0 / K1, R 2 = R 0 / K2, R 3 = R 0 / K3. Les valeurs des Ki sont fonction du type de filtre choisi. Utilisation: La liste de gauche permet la sélection d'un type de filtre. Les boutons radio permettent d'afficher le schéma du filtre, sa courbe de gain ou sa courbe de phase.