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Cours: Métrologie

Résumé : filtres

Passe-bas

Un filtre passe-bas passif formé d’une résistance et d’un condensateur a la structure et la fonction de transfert suivantes :

Passe-bas RC passif avec |H(ω)| = 1/√(1 + ω²/ω_g²), ω_g = 1/RC, et diagramme de Bode
Aus = sortie · Ein = entrée

Un filtre passe-bas actif a la structure et la fonction de transfert suivantes :

Passe-bas actif avec |H(ω)| = |−R_2/R_1| · 1/√(1 + ω²/ω_g²), ω_g = 1/(R_2 C), et diagramme de Bode avec v = −10
Ein = entrée · Aus = sortie

Attention : la fréquence de coupure et le gain ne dépendent pas de la structure du montage. Vous réglez ces paramètres par les composants. C’est pourquoi le gain et la fréquence de coupure des deux montages ne sont que des valeurs d’exemple.

On utilise un passe-bas quand la fréquence parasite est supérieure à la fréquence utile. Sur le diagramme de Bode, la fréquence parasite se trouve alors à droite de la fréquence utile.

L’atténuation se déduit de l’écart entre fréquence parasite et fréquence de coupure. Si la fréquence parasite est par exemple 100 fois plus élevée que la fréquence de coupure, l’atténuation du signal parasite vaut D = 100. Attention : il s’agit de l’écart par rapport à la fréquence de coupure, pas par rapport à la fréquence utile !

Pour un passe-bas, on place la fréquence de coupure 10 fois plus haut que la fréquence utile. Le filtre amplifie alors le signal utile d’un facteur 1. On a

\[ \omega_g = 10 \cdot \omega_{\mathrm{Nutz}};\quad f_g = 10 \cdot f_{\mathrm{Nutz}} \]

Passe-haut

Un filtre passe-haut passif formé d’une résistance et d’un condensateur a la structure et la fonction de transfert suivantes :

Passe-haut RC passif avec |H(ω)| = (ω/ω_g)/√(1 + ω²/ω_g²), ω_g = 1/RC, et diagramme de Bode
Für dieses spezielle Bode-Diagramm gilt = pour ce diagramme de Bode particulier, on a · Ein = entrée

Un filtre passe-haut actif a la structure et la fonction de transfert suivantes :

Passe-haut actif avec |H(ω)| = |−R_2/R_1| · (ω/ω_g)/√(1 + ω²/ω_g²), ω_g = 1/(R_1 C), et diagramme de Bode avec v = −10
Aus = sortie

Attention : la fréquence de coupure et le gain ne dépendent pas de la structure du montage. Vous réglez ces paramètres par les composants. C’est pourquoi le gain et la fréquence de coupure des deux montages ne sont que des valeurs d’exemple.

On utilise un passe-haut quand la fréquence parasite est inférieure à la fréquence utile. Sur le diagramme de Bode, la fréquence parasite se trouve alors à gauche de la fréquence utile.

L’atténuation se déduit de l’écart entre fréquence parasite et fréquence de coupure. Si la fréquence parasite est par exemple 100 fois plus basse que la fréquence de coupure, l’atténuation du signal parasite vaut D = 100. Attention : il s’agit de l’écart par rapport à la fréquence de coupure, pas par rapport à la fréquence utile !

Pour un passe-haut, on place la fréquence de coupure 10 fois plus bas que la fréquence utile. Le filtre amplifie alors le signal utile d’un facteur 1. On a

\[ \omega_g = 0{,}1 \cdot \omega_{\mathrm{Nutz}};\quad f_g = 0{,}1 \cdot f_{\mathrm{Nutz}} \]

Passe-bande

Un filtre passe-bande combine dans un même montage les comportements passe-haut (HP) et passe-bas (TP). Un filtre passe-bande actif a la structure et la fonction de transfert suivantes :

Passe-bande actif avec ω_g,HP = 1/(R_1 C_1) et ω_g,TP = 1/(R_2 C_2), et diagramme de Bode

Attention : les fréquences de coupure et le gain ne dépendent pas de la structure du montage. Vous réglez ces paramètres par les composants. C’est pourquoi le gain et les fréquences de coupure du montage ne sont que des valeurs d’exemple.

On utilise un passe-bande quand il existe des fréquences parasites à la fois inférieures et supérieures à la fréquence utile. Sur le diagramme de Bode, elles se trouvent alors à gauche et à droite de la fréquence utile.

L’atténuation se déduit de l’écart entre fréquence parasite et fréquence de coupure, comme expliqué pour le passe-haut et le passe-bas. On place les fréquences de coupure à un facteur 10 de part et d’autre de la fréquence utile. On a :

\[ \begin{gathered} \omega_{g,\mathrm{HP}} = 0{,}1 \cdot \omega_{\mathrm{Nutz}};\quad f_{g,\mathrm{HP}} = 0{,}1 \cdot f_{\mathrm{Nutz}} \\[6pt] \omega_{g,\mathrm{TP}} = 10 \cdot \omega_{\mathrm{Nutz}};\quad f_{g,\mathrm{TP}} = 10 \cdot f_{\mathrm{Nutz}} \end{gathered} \]

Fin

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