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Thu, 04 Jul 2024 15:15:36 +0000
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Cela est obtenu en associant en série p filtres du second ordre, avec les coefficients suivants:mi=2sinπni+12(7)Ki=3-mi(8) avec i=0, 1…p-1. Par exemple, pour obtenir un filtre d'ordre 4, on utilise deux filtres d'ordre 2 avec les mêmes valeurs de R et C, le premier avec K=1. 152, le second avec K=2. 235. D'autres types de réponses fréquentielles (Bessel et Tchebychev) peuvent être obtenues avec d'autres valeurs de K. 3. Filtre passe-bande La figure suivante montre le schéma d'un filtre passe-bande: Filtre passe-bande Pour un amplificateur idéal, la fonction de transfert est de la forme suivante:H(ω)=Amjωω01+mjωω0+jωω02(9) avec:A=K5-K(10)ω0=2RC(11)m=5-K2(12) ω 0 est la pulsation centrale de la bande passante, correspondant au maximum du gain et à un déphasage nul. La largeur de la bande passante est:Δω=ω02(5-K)(13) Le gain K permet d'ajuster la largeur de la bande passante. Il doit être inférieur à 5, sans quoi le circuit est instable. Une valeur proche de 5, par exemple K=4. 8, permet d'obtenir un filtre passe-bande très sélectif.

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Filtres de Sallen et Kay Schma Gain Phase Fmax kHz G Aop Consultez la page Sallen et Key pour obtenir des informations complémentaires sur la fonction de transfert des filtres. Dans tous les cas, on suppose que l'amplificateur utilisé est idéal. Si cette hypothèse n'est pas vérifiée, l'expression des fonctions de transfert est bien plus complexe. Utilisation: Il faut valider chaque entrée dans les boites de saisie. Sélectionnez un filtre dans la liste et choisissez éventuellement la valeur du gain G de l'amplificateur. Affichez soit la courbe de gain soit celle de phase. Cliquez sur la courbe pour avoir les valeurs précises du gain ou de la phase au point choisi. Filtres passe-bas et passe-haut du second ordre Vérifiez l'évolution de la fréquence de coupure avec le gain. Vérifiez l'influence de la valeur des composants qui est assez critique pour ce type de filtre. Filtres de bande du second ordre. Pour ce filtre, montrez que si l'amplificateur fonctionne en suiveur (G = 1), le circuit se comporte en filtre passe-haut du premier ordre.

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1. Introduction Les filtres de Sallen et Key ( [1]) sont des filtres actifs construits à partir de réseaux RC, comportant seulement des résistors et des condensateurs. L'absence de bobines d'auto-induction permet de les faire fonctionner à basse fréquence, par exemple pour le traitement du signal audio. Ce document présente des exemples de filtres de Sallen et Key. On s'intéresse tout d'abord à une cellule élémentaire qui réalise un filtre d'ordre 2, puis on verra comment associer plusieurs cellules afin d'obtenir un ordre plus élevé. 2. Filtre passe-bas 2. a. Filtre d'ordre 2 La figure suivante montre le schéma d'un filtre passe-bas de Sallen et Key: Figure pleine page L'élément actif est un amplificateur de tension de gain K. Idéalement, l'amplificateur doit avoir une impédance d'entrée assez grande pour pouvoir être considérée comme infinie, et une impédance de sortie nulle. Il réalise la fonction suivante: V s ( t) = K V 1 ( t) (1) À l'origine, il s'agissait d'un amplificateur à tube.

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Par ailleurs, il peut être intéressant de faire varier le gain K. Une solution plus souple consiste à choisir C 1 =C 2 =C. On a alors m=3-K. La valeur de K peut être ajustée précisément en plaçant un potentiomètre dans le pont diviseur. Pour obtenir le filtre de Butterworth d'ordre 2, il faut donc K=1. 586. Voici un exemple: import numpy from import * C=10e-9 R=22e3 (2) K=3-m fc=1. 0/(1**R*C) def H(f): return K/(1+1j*m*f/fc-(f/fc)**2) def bode(H, start, stop): freq = numpy. logspace(start=start, stop=stop, num=1000) h = H(freq) gdb = 20*numpy. log10(numpy. absolute(h)) phi = (h) figure(figsize=(8, 8)) subplot(211) plot(freq, gdb) xscale('log') xlabel("f (Hz)") ylabel("GdB") grid() subplot(212) plot(freq, phi) ylabel("phi") bode(H, 1, 5) courbe 2. b. Filtre d'ordre n Dans certains cas, on recherche un filtre plus sélectif, c'est-à-dire dont la pente dans la bande est atténuée est plus forte. En associant en série des filtres comme le précédent, on peut obtenir un filtre de Butterworth d'ordre n=2p, dont le gain a la forme suivante:G(ω)=11+ωωc2n(6) La pente dans la bande atténuée est alors de -20n décibels par décade.

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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. Horowitz, W. Hill, Traité de l'électronique, (Elektor, 1996)

Aujourd'hui, les transistors (inventés en 1947) ont remplacés les tubes (ceux-ci sont encore utilisés en Hi-Fi haut de gamme). 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]): H ( ω) = K 1 + m j ω ω c + j ω ω c 2 (2) avec: ω c = 1 R C 1 C 2 (3) m = 2 C 1 C 2 + C 2 C 1 ( 1 - K) (4) La première relation fixe la fréquence de coupure. Le coefficient m est ajusté pour optimiser la réponse fréquentielle du filtre. Une réponse de type Butterworth donne une décroissance uniforme de -40 décibels par décade dans la bande atténuée. Cela est obtenu avec m = 2 (5) Un manière simple d'obtenir cette valeur est de choisir K=1 (amplificateur suiveur) et 2C 1 =C 2.

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