Embed Size (px)
DESCRIPTION
decription des filtres
Citation preview
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
2Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
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.
3Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
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
4Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
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
5Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
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
6Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
1ère Année
10 100 1k 10k
0
-10
dBV
f (Hz)
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
7Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
1ère Année
Filtre passe-bande
•
100 dB/dec(30 dB/oct)
-60 dB/dec(-18 dB/oct)
8Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
1ère Année
Filtre Passe-Bas Réjecteur de Bande
• -60 dB/dec(-18 dB/oct)
50 Hz
9Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
1ère Année
Association de deux filtres
•
Passe-HautOrdre 5(100 dB/dec)
Passe-BasOrdre3(-60 dB/dec)
10Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
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
11Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
1ère Année
0
G(dB)
f (Hz)
f c
Passe-Bas
• Laisse passer les basses fréquences
• Intégrateur à haute fréquence
12Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
1ère Année
Passe-Haut
• Laisse passer les hautes fréquences
• Dér ivateur à basse fréquence
0
G(dB)
f(Hz)
fc
13Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
1ère Année
Passe-Bande
• Atténue hautes et basses fréquences
• Ne laisse passer qu'une bande de freq.
0
G(dB)
f(Hz)
fc2fc1
14Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
1ère Année
Coupe-Bande
• Atténue une bande limitée de fréquences
0
G(dB)
f(Hz)
fc2fc1
15Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
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"
16Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
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
17Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
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
18Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
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
19Cours d'électronique
IUT
Mesures Physiques
Universitéde CAEN
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
20Cours d'électronique
IUT
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
21Cours d'électronique
IUT
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
22Cours d'électronique
IUT
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
23Cours d'électronique
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
24Cours d'électronique
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
