Filtres

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Introduction
C'est quoi un filtre ?
Filtres passifs du premier ordre
Filtres passe haut du premier ordre
Filtres passe bas du deuxième ordre
Filtres passe bas en T
Filtres passe haut en T
Autre forme de filtre
Filtres passe bas actif
Filtres passe haut actif
Filtres passe bande actif

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LA PAGE DU FORMATEUR F5KKJ
F5BUU JEAN CLAUDE

AVERTISSEMENT

Cette page non révisée, n'est pas la version produite par Jean Claude.

Elle est là en complement informatif.

Pour informations

Introduction

Les filtres sont des circuits très utilisés en électronique, on les rencontre sous différentes formes et utilisant

diverses technologies.

Ils servent à éliminer ou favoriser une bande de fréquences.

On les dit actifs, lorsqu'ils sont suivis de circuit intégrés genre AOP ou des transistors.

Ils sont passifs, quant ils sont composés de résistances, inductances, condensateurs ou quartz.

Selon leur construction, on peut les adapter à des fonctions de filtrage bien précises.

Les technologies actuelles, permettent de concevoir des filtres extrêmement complexes et absoluments

très sélectifs.

La position de la resistance et du condensateur en entrée pour les filtres RC, détermine le filtre

passe haut ou passe bas.

Il en est de même pour les filtres RL ( resistance, inductance )

Les filtres actifs passe haut ou passe bas, sont suivis par une électronique amplificatrice.

En numérique, ils ne comportent plus d'éléments réactifs.

Les CCD sont utilisés souvent, comme ligne à retard ou filtres.

La technologie des CCD, intégrée généralement dans des circuits , ne fait pas partie de notre étude.

Pour plus de renseignements, allez voir l'encyclopédie libre " Wikipédia ", c'est un monument du savoir.

J'ai parfois le plaisir d'y participer bénévolement, c'est la règle absolue. ( R.Heleu )

Cette page est volontairement incomplète, pour que le rédacteur, puisse choisir librement son programme.

Notre ami Jean Claude F5BUU, complètera et ou ré-écrira cette page, pour nous tous.

Qu'il en soit ici remercié.

J'aurai le grand plaisir avec la complicité de Fabrice F5LCU, de la mettre en ligne sur le site F5KKJ.

Bonne découverte des filtres.

 

Divers types de filtres passifs

C'est quoi un filtre ?

Un filtre c'est fait pour filtrer des fréquences .

Dans une bandes de fréquences, on peut filtrer soit la partie basse ou haute, plus ou moins largement

selon la qualité et les fonctions du filtre.

Un filtre passe haut laisse passer les fréquences hautes et coupe les fréquences basses.

Un filtre passe bas laisse passer les fréquences basses et coupe les fréquences hautes.

Un filtre passe bande laisse passer une partie de la bande des fréquences.

Le filtre le plus simple possède deux bornes d'entrée et deux bornes de sortie.

On désigne l'amplitude complexe de la tension d'entrée par " Ue "et l'amplitude complexe de la tension de sortie par "Us ".

On voit qu'il existe une relation faisant intervenir la pulsation et les diverses composantes du circuit.

est appelée la "fonction de transfert" du filtre, ou, parfois, le "gain complexe".

On envisagera, uniquement le cas du filtre passe-haut du premier ordre pour définir des notions générales.

Ce filtre est constitué de la mise en série d'un condensateur de capacité C et d'un conducteur ohmique de résistance R.

L'entrée se fait aux bornes de l'ensemble, et la sortie aux bornes de la "résistance"

Il faut noter que, bien que l'on ait mis deux fils pour indiquer la sortie aux bornes de la résistance,

il ne passe aucun courant dans ces fils.

Le courant qui traverse les fils d'amenée au condensateur traverse intégralement la résistance.

Désignons par ( I ) l'amplitude complexe de ce courant.

On peut écrire :

Us=R.I et Ue=(R+1/jC\omega)I , soit ,en réduisant la fraction,

Us/Ue=jRC\omega/(1+jRC\omega) .

On constate que le produit RC a les dimensions de l'inverse d'une pulsation et on peut poser comme constante

du problème omega_0=1/RC .

La fonction de transfert devient alors

Pour des valeurs de omega beaucoup plus petites que omega_0 le dénominateur se réduit à 1 et il ne reste

que le numérateur, lui-même plus petit que 1 en module.

Les basses fréquences passeront mal.

Pour le terme 1 du dénominateur est négligeable et il reste .

Les hautes fréquences passeront sans atténuation, d'où le nom de filtre passe-haut.

Le gain complexe est très commode pour les calculs mais il faut revenir à la réalité pour les mesures.

On calcule donc le module du gain [ H ], qui est le rapport de la tension efficace de sortie à la tension

efficace d'entrée, et l'argument du gain , qui est le déphasage entre la sortie et l'entrée.

Après un calcul il vient

On constate que quand .

 

Filtres passifs du premier ordre

TYPE RC

TYPE RL

 

Filtres passe haut du premier ordre

TYPE RC

TYPE RL

Filtres passe bas du deuxième ordre

TYPE RLC

 

Filtres passe bas en T

TYPE RLC

Filtres passe haut en T

TYPE RLC

 

Autre forme de filtre

TYPE RLC

TYPE RC

Le même avec une résistance à la place de l'inductance ( bobine )

 

Divers types de filtres actifs

 

Filtres passe bas actif

Ce filtre type RC est suivi du montage d'un AOP

Dans un montage amplificateur,l'amplification en tension est déterminée par la contre réaction, pour

ce circuit la contre réaction est composée des résistances R1 R2, l'amplification en tension ( A ) delta u de l'étage

est définie par la relation suivante :

Il s'agit d'un filtre du premier ordre et la frequence de coupure fc, est définie par cette formule :

Dans un filtre actif, nous utilison l'Ampli Opérationnel ( AOP ) ou ( OP ) en modifiant ( A ) delta u en fonction

de la fréquence, la contre réaction sera active et réalisée par un condensateur.

Cette fois le gain variera en fonction de la fréquence et ne sera plus fixe.

Un filtre passe bas actif est bien un filtre bipolaire actif suivi d'un ampli OP à contre réaction.

Dans ce cas la contre réaction active est réalisée avec un condensateur.

Le gain de l'ampli, n'est plus linéaire en fréquence,mais est déterminé par la valeur de C et des résistances R

Cela compose la cellule R C.

Ce filtre est appelé filtre à deux pôles, du fait qu'il est réalisé avec deux cellules R C. ( voir schéma ci-dessus )

 

Filtres passe haut actif

Filtre à contre réaction type RC avec un AOP

 

Filtres passe bande actif

Filtre passe bande actif large bande, à faible facteur de qualité.

Filtre passe bande actif bande étroite, à haut facteur de qualité.

Allez voir son site très instructif

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