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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 utilise la structure de Rauch pour produire un filtrage passe-bas. Cette structure est caractérisée par la relation suivante: Sachant qu'ici: A savoir que nous cherchons à obtenir une fonction de transfert normalisée H de la forme passe-bande du second ordre: Les calculs nous donnent, en remplacant dans l'équation générale chaque admittance par son expression: En simplifiant le montage par un choix de capacités identiques, nous identifions les différents termes de la fonction de transfert: La fonction de transfert obtenue correspond bien à celle d'un filtre passe-bande du deuxième ordre.
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 utilise la structure de Rauch pour produire un filtrage passe-bas. Cette structure est caractérisée par la relation suivante: Sachant qu'ici: A savoir que nous cherchons à obtenir une fonction de transfert normalisée H de la forme passe-bas du second ordre: Les calculs nous donnent, en remplacant dans l'équation générale chaque admittance par son expression: En simplifiant le montage par un choix de résistances identiques, nous identifions les différents termes de la fonction de transfert: La fonction de transfert obtenue correspond bien à celle d'un filtre passe-bas du deuxième ordre.
Pour réaliser un amplificateur de tension, la solution la plus simple est d'utiliser un circuit intégré appelé amplificateur linéaire intégré (ou ampli-op). Un gain K=1 peut être obtenu avec un montage suiveur: Figure pleine page Pour obtenir un gain supérieur à 1, on utilise le montage amplificateur non-inverseur: Figure pleine page Pour un ampli-op idéal, la fonction de transfert est de la forme suivante ( [2]): avec: La première relation fixe la fréquence de coupure. Le coefficient m est ajusté pour optimiser la réponse fréquentielle du filtre. Une réponse de type Butterworth donne une décroissance uniforme de -40 décibels par décade dans la bande atténuée. Cela est obtenu avec Un manière simple d'obtenir cette valeur est de choisir K=1 (amplificateur suiveur) et 2C 1 =C 2. Cette solution a l'avantage de donner un filtre de gain unité dans la bande passante. L'inconvénient est la difficulté pratique qu'il y a à choisir deux condensateurs vérifiant cette condition tout en fixant la fréquence de coupure.
Filtres de Rauch Commentaires: Consultez la page Filtres de Rauch pour obtenir des informations complémentaires sur la fonction de transfert des filtres. Dans tous les cas, on suppose que l'amplificateur utilisé est idéal. Si cette hypothèse n'est pas vérifiée, l'expression des fonctions de transfert est bien plus complexe. Utilisation: Il faut valider chaque entre dans les boites de saisie. Sélectionnez un filtre dans la liste. Affichez soit la courbe de gain soit celle de phase. Les valeurs du gain ou de la phase et de la frquence, en un point du graphique point par la souris, sont affiches dans la barre d'tat du navigateur. Filtres passe-bas Etudiez le cas ou toutes les rsistances sont gales et C 5 = 4, 5. C 2. Filtres de bande du second ordre. On pose C 1 = C 5 /n. Faire varier n entre 1/100 et 100. Filtres passe-haut Attention dans ce cas, la fonction de transfert doit-tre corrige par celle de l'amplificateur. Retour au menu.