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Thursday, 1 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,... Filtre passe bande de rauch passe. ). 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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Si l'on souhaite opérer à gain constant, on peut ajouter en sortie un étage d'amplification avec un gain 1/A. La figure suivante montre une réalisation de ce filtre avec un ampli-op et un potentiomètre permettant de régler précisément le coefficient K entre 4. 3 et 5. 3. Figure pleine page Voici le diagramme de Bode pour K=4. 8: K=4. 8 (2)/(2**R*C) m=(5-K)/(2) return K/(5-K)*(1j*m*f/f0)/(1+1j*m*f/f0-(f/f0)**2) 4. Filtre passe-haut Comme pour le filtre passe-bas, on choisit pour avoir une pente constante de +20 décibels par décade dans la bande atténuée. Voici le diagramme de Bode: import math import cmath return K*(f/fc)**2/(1+1j*m*f/fc-(f/fc)**2) Références [1] A practical method of designing RC active filters, (J. Audio Eng. Soc p. 74-85, 1955) [2] F. Manneville, J. Esquieu, Electronique, systèmes bouclés linéaires, de communication et de filtrage, (Dunod, 1998) [3] P. Filtre passe bande de rauch francais. Horowitz, W. Hill, Traité de l'électronique, (Elektor, 1996)

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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. Filtre passe bande de rauch google. 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.

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Enfin, pour que la somme soit complexe à partie réelle et imaginaire, il faut nécessairement que soit imaginaire pur, soit un condensateur. Nous avons ainsi déterminé la nature des cinq admittances. On choisit et en posant comme c'est l'usage, La fonction de transfert s'écrit alors: qu'on met sous la forme canonique: avec, par identification immédiate,, et.

Pour réaliser un amplificateur de tension, la solution la plus simple est d'utiliser un circuit intégré appelé amplificateur linéaire intégré (ou ampli-op). Un gain K=1 peut être obtenu avec un montage suiveur: Figure pleine page Pour obtenir un gain supérieur à 1, on utilise le montage amplificateur non-inverseur: Figure pleine page Pour un ampli-op idéal, la fonction de transfert est de la forme suivante ( [2]): avec: La première relation fixe la fréquence de coupure. Le coefficient m est ajusté pour optimiser la réponse fréquentielle du filtre. Filtres de Rauch. Une réponse de type Butterworth donne une décroissance uniforme de -40 décibels par décade dans la bande atténuée. Cela est obtenu avec Un manière simple d'obtenir cette valeur est de choisir K=1 (amplificateur suiveur) et 2C 1 =C 2. Cette solution a l'avantage de donner un filtre de gain unité dans la bande passante. L'inconvénient est la difficulté pratique qu'il y a à choisir deux condensateurs vérifiant cette condition tout en fixant la fréquence de coupure.

Elle est conforme au schéma ci-dessous où les dipôles (résistances et condensateurs) sont représentés via leurs admittances de manière à appliquer le théorème de Millman: La détermination de la fonction de transfert est aisée en écrivant le théorème de Millman deux fois, au point A et sur l'entrée inverseuse de l'ampli-op qui est au potentiel de la masse puisque l'ampli-op fonctionne en régime linéaire. Ainsi: et soit En introduisant cette dernière expression dans la première, on obtient finalement: On obtient un passe-bas, passe-haut, passe-bande ou coupe-bande par un choix judicieux de résistances et condensateurs pour les admittances à. E6.3. Filtre passe-bande de Rauch.  \  kholaweb. Par exemple, pour obtenir un passe-bas, il faut que le numérateur soit réel ce qui impose directement et réels, soit des résistances. Au dénominateur, la somme sera complexe à partie réelle et imaginaire. Pour obtenir un second ordre, il faudra opter pour imaginaire, c'est-à-dire un condensateur. Du coup, le terme réel au dénominateur est nécessairement apporté par le produit ce qui impose réel, soit une résistance.