TP-COURS BTS: FILTRES PASSE BAS , PASSE HAUT ET PASSE BANDEEclipse à Chéraute
INTRODUCTION : Les consignes propres à tout TP concernant la sécurité et les méthodes de Travail, seront copiées/Collées en pages de garde du compte rendu , lues, appliquées et signées. Ces consignes peuvent être trouvées, entre autres sur le serveur pédagogique dans le Répertoire « Ressources de la classe » à la rubrique Physique Appliquée . Il convient de se faire un document TP modèle qui aura ces consignes en introduction .
BUT DU TP : Etudier les propriétés fréquentielles (réponse en fréquence) des filtres .● Bande passante à -3dB, Fonction de transfert T(f) , Courbes de gain T(f) et de phase (f).● Comparer avec la théorie .
MONTAGES:MONTAGE 1 : Filtre RC MONTAGE 2:Filtre CR
MONTAGE 3 : Association en cascade des filtres RC et CR .
R1=1k ;C1=100nF;R2=10k ;C1=1 F ; f ve1=1 kHz
1=100 s,2=10ms, f c1≃1,6 kHz, f c2≃16Hz
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1. PRÉPARATION (PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL)
1.1.MONTRER QUE T 1 =V s1
V e1
=1
11 . p ; avec 1=R1 .C1 et p= j.
Filtre passe Bas du 1er Ordre de pulsation de coupure à -3 dB : c1=11
1.2.MONTRER QUE T 2 =V s2
V e2
=2 . p
12 . p ; avec 2=R2 .C 2 et p= j.
Filtre passe Haut du 1er Ordre de pulsation de coupure à -3 dB :. c2=12
1.3.MONTRER QUE T 3 =V s2
V e1
=T 1 . T 2 =1
11. p.
2 . p
12 . pFiltre passe Bande du 2ème Ordre de pulsations de coupure à -3 dB :
c1=11
et c2=12
1.4.TRACER L'ALLURE DE ∣T 1∣,∣T 2 ∣,∣T 3∣
en étudiant les limites pour −−>0 et −−>∞
1.5. CALCULER NUMÉRIQUEMENT 1 ,2,1 ,2
2. MESURES:
2.1.POUR CHAQUE MONTAGE (i= 1 , 2 ou 3) , en régime sinusoïdal avec Ve = 7V , RELEVER ∣T i ∣MIN et ∣T i ∣MAX , ainsi que les fréquences correspondantes , ceci
en relevant Vs et Ve (valeurs efficaces ) au scopemeter pour différentes fréquences (balayage) .
2.2.INTRODUIRE LES DONNÉES DANS UN TABLEUR et faire tracer les ∣T i ∣
2.3.MONTAGE 3 , avec ve carré (0, 7V) , RELEVER VE, VS ET LEURS SPECTRES .
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3. EXPLOITATION:
3.1.COMPARER LA THÉORIE ET L'EXPÉRIMENTATION , DANS UN TABLEAU avec les ÉCARTS RELATIFS en vous inspirant des TP précédents dont le TP amplificateur de puissance .
3.2. Interpréter l'oscillogramme et les spectres résultants du filtrage du SIGNAL CARRÉ .
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Paramètre Valeur Théorique Valeur expérimentale
fcB3fcH3etc
Ecart relatif en %
T3max
T3min
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1. ÉLÉMENTS DE CORRECTION: SIMULATION
On peut mettre une expression mathématique, Palette « Non linear », à la place de la somme (+) , Palette « linear »
Simulation pour τ1=1,6 .10−4 ; τ1=10−2 ; On remarque que vs(t) diminue au cours du temps .C'est un régime transitoire de charge de C2,
qui aboutira à un vS2MOY=0 au bout de 5. τ(RC−CR)=30ms .La composante continue est éliminée.
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2. ÉLÉMENTS DE CORRECTION: SIMULATION
SIMULATION POUR 1=10−4 ;2=10−3 ;
On remarque que vs(t) diminue au cours du temps .C'est un régime transitoire de charge de C2, qui aboutira à un vS2MOY=0 au bout de 5.2=5ms
Mettre les titres sur les graphiques tracés par le module de simulation par blocs de SCILAB, xcos:Une fois le graphique tracé, on tape en console les instructions , comme si on était dans l'éditeur de commandes scipad: -->subplot(211); //on sélectionne le graphique en position 1(haut) de la fenêtre 2 lignes, 1 colonne. -->xtitle('Filtre passe bande RC-CR en cascade avec To1=1/(2.pi.f)=1.6e-4 et To2=1.6e-4 " , 't(s)','vs2(t)'); -->xgrid ;//permet d'afficher la grille.-->subplot(212);-->xtitle('Filtre passe bande RC-CR en cascade avec fc1=1kHz=fc2.On sélectionne h1, harmonique fondamental du signal carré' , 't(s)','vs2(t)');-->xgrid ;//permet d'afficher la grille.
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3. ÉLÉMENTS DE CORRECTION: RÉGLAGE DE LA SIMULATION
Mettre les titres sur les graphiques tracés par le module de simulation par blocs de SCILAB, xcos:Une fois le graphique tracé, on tape en console les instructions , comme si on était dans l'éditeur de commandes scipad: -->subplot(211); //on sélectionne le graphique en position 1(haut) de la fenêtre 2 lignes, 1 colonne. -->xtitle('Filtre passe bande RC-CR en cascade avec To1=1/(2.pi.f)=1.6e-4 et To2=1.6e-4 " , 't(s)','vs2(t)'); -->subplot(212);-->xtitle('RC-CR en cascade avec fc1=1kHz=fc2.On sélectionne h1, harmonique fondamental du signal carré' , 't(s)','ve1(t)');
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4. ÉLÉMENTS DE CORRECTION: MESURES BRUTES FAITES PAR UN GROUPE D'ÉTUDIANTS
Résultats montage 1 :
T : Vs / Ve : 0,77
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5. ÉLÉMENTS DE CORRECTION: MESURES BRUTES FAITES PAR UN GROUPE D'ÉTUDIANTS
Montage 2 : T : Vs/Ve : 0,98
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