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Diagramme de Bode d'un filtre PASSE BAS du 2nd ordre - YouTube
Filtre passe-haut d'ordre 1 ¶ Un filtre passe haut d'ordre 1 peut se mettre sous la forme: \underline{H} = \frac{jH_0 x}{1 + j x} ses limites haute et basse fréquence qui permettent de reconnaître un tel filtre: la limite HF est non nulle et la limite BF est nulle. le gain réel est strictement croissant. la pulsation de coupure est égale à la pulsation propre. Si \(H_1 > 0\): La phase passe de \(\pi / 2\) à 0 et elle vaut \(\pi/4\) à la pulsation propre. Le diagramme de Bode admet une asymptote horizontale à haute fréquence et une asymptote oblique de pente \(20 dB/decade\) à basse fréquence. Filtre passe-bas d'ordre 2 ¶ Un filtre passe bas d'ordre 2 peut se mettre sous la forme: \underline{H} = \frac{H_0}{1 - x^2 + j \frac{x}{Q}} avec la pulsation réduite \(x = \frac{\omega}{\omega_0}\), le facteur de qualité Q et la pulsation propre \(\omega_0\). l'existence d'une résonance conditionnée à un facteur de qualité tel que \(Q > \frac{1}{\sqrt{2}}\). La fréquence de résonance dépend du facteur de qualité.
Elle tend vers 0 quand Q décroit et vers la pulsation propre quand Q augmente. La phase passe de 0 à \(-\pi\) (ou de \(\pi\) à 0 si \(H_0 < 0\)). Elle vaut \(-\pi/2\) (ou \(\pi/2\)) à la pulsation propre. Le diagramme de Bode admet une asymptote horizontale à basse fréquence et une asymptote oblique de pente \(-40 dB/decade\) à haute fréquence. On retrouve les caractéristiques précédentes sur le diagramme de Bode. Plusieurs tracés sont représentés pour différentes valeurs de Q. Filtre passe-haut d'ordre 2 ¶ Un filtre passe haut d'ordre 2 peut se mettre sous la forme: \underline{H} = \frac{- H_1 x^2}{1 - x^2 + j \frac{x}{Q}} l'existence d'une résonance conditionnée à un facteur de qualité tel que \(Q > \frac{1}{\sqrt{2}}\). Elle tend vers l'infini quand Q décroit et vers la pulsation propre quand Q augmente. La phase passe de \(\pi\) à 0 (ou de 0 à \(-\pi\) si \(H_1 < 0\)). Elle vaut \(\pi/2\) (ou \(- \pi/2\)) à la pulsation propre. Le diagramme de Bode admet une asymptote horizontale à haute fréquence et une asymptote oblique de pente \(40 dB/decade\) à basse fréquence.
L'étude est ici faite en régime harmonique en considérant les impédances complexes des différents composants. La boucle de contre-réaction induit un fonctionnement linéaire de l'amplificateur opérationnel (V+ = V-). Cette page ne décrit pas une étude complète et rigoureuse d'un filtre (pas de diagramme de Bode), mais se contente de proposer un montage dont le comportement est celui recherché (filtre passe-bas, passe-haut, passe-bande,... ). Il est supposé que le lecteur possède des notions sur le gain, les fréquences de coupure ainsi que sur le coefficient d'amortissement et de qualité d'un filtre. Ce montage est l'association d'une cellule passive de type passe-bas R-C et d'un AOP monté en suiveur. Ce dernier permet de recopier la tension du pont diviseur en sortie sans influencer ce dernier (pas de tirage de courant entre R et C, le pont peut être considéré comme parfait si l'on néglige le très faible courant d'entrée de l'ampli). Pour obtenir la fonction de transfert de ce filtre, on applique la formule du pont diviseur de tensions en considérant la capacité comme impédance complexe Zc, ainsi que les tensions complexes Ve et Vs: La fonction de transfert H(jw) a la forme classique d'un filtre passe-bas du 1er ordre et la fréquence de coupure est déterminée par les valeurs des éléments R et C.