Download - 1ère Année 11ème leçon : Les Filtres · 2 Cours d'électronique IUT Mesures Physiques Université de CAEN 1ère Année Le filtrage • C'est un domaine essentiel de l'électronique.

1Cours d'électronique

IUT

Mesures Physiques

Universitéde CAEN

1ère Année

11ème leçon : Les Filtres11ème leçon : Les Filtres

• I . But du filtrage : Tr ier les spectres

• I I . Rappels sur les fonctions de transfer t

• I I I . Classements des filtres– Suivant leur effet sur les amplitudes des harmoniques– Suivant leur ordre

• IV. Conception de filtres

• V. Les filtres du 2ème ordre


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1ère Année

Le filtrage

• C'est un domaine essentiel de l'électronique.

• Connaître la terminologie est nécessaire.

• Connaître les différents types de filtres est indispensable.• L 'action d'un filtre est représentée graphiquement par différentes

méthodes, dont le diagramme de Bode.

Filtre T(j )u1 u2

Un filtre est représenté suivant la convention quadrupôlaire.


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1ère Année

Action d'un filtre

• Le signal d'entrée u1(t) est une somme d'harmoniques.

• Le plus souvent, une par tie seulement de ces signaux sinusoïdauxest utile(Par exemple les graves à l'entrée d'un boomer)

• Le filtre atténue les harmoniques inutiles et les rendsnégligeables.

• La bande passante (BP) du filtre est choisie de telle sor te que lasor tie u2(t) ne contienne que les sinus utiles.

• Un filtre agit sur :

La phase L'amplitudeLe temps de groupe


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1ère Année

Exemple : Soit le spectre de u1(t)

•

10 100 1k 10k

0

-10

dBV

f (Hz)

-20

-30

-40

-50

-60

-70

-80

50 Hz ParasitesSignal


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1ère Année

Résultat du filtrage : Spectre de u2(t)

•

10 100 1k 10k

0

-10

dBV

f (Hz)

-20

-30

-40

-50

-60

-70

-80

Signal


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Mesures Physiques

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1ère Année

10 100 1k 10k

0

-10

dBV

f (Hz)

-20

-30

-40

-50

-60

-70

-80


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1ère Année

Filtre passe-bande

•

100 dB/dec(30 dB/oct)

-60 dB/dec(-18 dB/oct)


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1ère Année

Filtre Passe-Bas Réjecteur de Bande

• -60 dB/dec(-18 dB/oct)

50 Hz


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1ère Année

Association de deux filtres

•

Passe-HautOrdre 5(100 dB/dec)

Passe-BasOrdre3(-60 dB/dec)


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1ère Année Classement des filtresSuivant leur action sur l'amplitude

• Passe-bas– Laisse passer les fréquences en dessous de fc, la fréquence de coupure

• Passe-haut– Laisse passer les fréquences au dessus de fc,

• Passe-Bande, ou sélecteur de bande ou de fréquence– Laisse passer les fréquences compr ises entre fc1 et fc2, les deux fréquences

de coupure.

– La Bande Passante est fc2 - fc1

• Coupe-Bande, ou réjecteur de bande ou de fréquence– Elimine les fréquences compr ises entre fc1 et fc2, les deux fréquences de

coupure. La Bande coupée est fc2 - fc1


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1ère Année

0

G(dB)

f (Hz)

f c

Passe-Bas

• Laisse passer les basses fréquences

• Intégrateur à haute fréquence


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1ère Année

Passe-Haut

• Laisse passer les hautes fréquences

• Dér ivateur à basse fréquence

0

G(dB)

f(Hz)

fc


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1ère Année

Passe-Bande

• Atténue hautes et basses fréquences

• Ne laisse passer qu'une bande de freq.

0

G(dB)

f(Hz)

fc2fc1


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1ère Année

Coupe-Bande

• Atténue une bande limitée de fréquences

0

G(dB)

f(Hz)

fc2fc1


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1ère Année

10 -2 10 -1 10 0 10 1 10 2

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10dB

f/f 0

Conception de filtreGabar it d'un passe-bas du 3ème ordre

• Résumé du cahier des charges du filtre

Les filtres d'ordre élevé ont souvent des caractér istiques " ondulées"


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1ère Année

Gabar it d'un passe-haut du 3ème ordre

10-2 10-1 100 101 102

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10dB

f/f0


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1ère Année Passe-Bas du 2ème OrdreCourbe de GAIN

10-2 10-1 100 101 102

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30dB

f/f0

129

m = 10

m = 0.1

m = 1

-40 dB/dec

-12 dB/oct

-20 dB/dec

Filtreactif


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1ère Année

10-2 10-1 100 101 102

-180

-170

-160

-150

-140

-130

-120

-110

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0(°)

f/f0

Passe-Bas du 2ème OrdreCourbe de PHASE

m = 10

m = 0.1

m = 1


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Mesures Physiques

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1ère Année Passe-Haut du 2ème ordreCourbe de GAIN

10-2 10-1 100 101 102

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10dB

f/f0

-6-9

m = 10

m = 0.1

m = 1

40 dB/dec

20 dB/dec


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Mesures Physiques

Universitéde CAEN

1ère Année Passe-Haut du 2ème ordreCourbe de PHASE

10-2 10-1 100 101 102

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

(°)

f/f0

m = 10

m = 0.1

m = 1


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Mesures Physiques

Universitéde CAEN

1ère Année Passe-Bande du 2ème ordreCourbe de GAIN

10-2 10-1 100 101 102

-40

-30

-20

-10

0

10

20dB

18

f/f0

15

m = 10

m = 0.1m = 1

Filtreactif

-20 dB/dec20 dB/dec


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Mesures Physiques

Universitéde CAEN

1ère Année Passe-Bande du 2ème ordreCourbe de PHASE

10-2 10-1 100 101 102

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90(°)

f/f0

m = 10

m = 0.1

m = 1


IUT

Mesures Physiques

Universitéde CAEN

1ère Année Coupe-Bande du 2ème ordreCourbe de GAIN

10-2 10-1 100 101 102

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

63

dB

f/f0

m = 10

m = 0.1

m = 1


IUT

Mesures Physiques

Universitéde CAEN

1ère Année Coupe-Bande du 2ème ordreCourbe de PHASE

10-2 10-1 100 101 102

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

f/f0

(°)

m = 10

m = 0.1

m = 1