Activité expérimentale : Filtrage

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1 Activité expérimentale : Filtrage Objectifs : - Étudier le filtrage linéaire d un signal non sinusoïdal à partir d une analyse spectrale. - Gérer, dans un circuit électronique, les contraintes liées à la liaison entre les masses. - Mettre en œuvre les fonctions de base de l électronique réalisées par des blocs dont la structure ne fait pas l objet d une étude spécifique. - Établir le gabarit d un filtre en fonction du cahier des charges.. Filtre AC d un oscilloscope Déterminer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour faire une étude complète du filtre AC d un oscilloscope. racer le diagramme de Bode le plus précis possible et déterminer toutes les caractéristiques de ce filtre. Il s agit d un filtre Passe Haut d ordre 2. Filtre ADSL Déterminer et mettre en œuvre un protocole expérimental permettant de faire une étude complète du filtre «Gigone». racer le diagramme de Bode le plus précis possible et déterminer toutes les caractéristiques de ce filtre. Il faudra utiliser deux oscilloscope l un pour l entrée l autre pour la sortie en sélectionnant maths soustraction. Attention aussi à ce que les deux voies soient sur le même calibre. On ne peut mesurer la phase en l absence d oscilloscope différentiel. On devra obtenir un filtre passe bas avec un caractère passe bande, la résonance ayant lieu vers 8000 Hz 3. Calibration d un filtre Déterminer et mettre en œuvre un protocole expérimental permettant d améliorer la qualité d enregistrements perturbés par des fréquences de 00kHz. Calibrer ce filtre. racer le diagramme de Bode le plus précis possible.

2 Annexe : Diagramme de Bode Considérons un filtre linéaire. On envoie en entrée de ce filtre un signal sinusoïdal d'amplitude d amplitude, de fréquence et de phase. Le filtre réagit en donnant en sortie un signal d amplitude et de même fréquence et de phase. Diagramme de Bode : et Annexe 2 : Oscilloscope Un oscilloscope peut fonctionner en deux modes : - Le mode DC qui représente le signal - Le mode AC qui filtre la composante continue du signal On a le schéma suivant : CH et CH2 GBF CH en DC CH2 en AC

3 Annexe 3 : Filtre «Gigone» Le terme ADSL signifie Asymmetric Digital Subscriber Line (dans les pays francophones ce terme est parfois remplacé par LNPA qui signifie Ligne Numérique à Paire Asymétrique). Il est nécessaire d'utiliser un filtre ADSL afin de séparer la voix et les données numériques. Ces filtres vous permettent de téléphoner pendant que vous êtes connectés à Internet. Un filtre sera installé sur chaque prise téléphonique du logement sur lesquelles sont branchés des appareils. Une des prises servira au raccordement du modem. Avec la technologie ADSL, votre ligne classique analogique (cuivre) sera divisée en 3 bandes de fréquence comme suit : - 0 à 4 khz : fréquence voix - 4 à 200 khz : fréquence du trafic montant khz à 2.2MHz : fréquence du trafic descendant Ces deux derniers signaux (hautes fréquences) sont incompatibles avec la voix. C'est pourquoi un filtre ADSL est utilisé pour séparer les signaux ADSL et vocaux. Remarque : Certains postes téléphoniques permettent de recevoir des impulsions de tarification (service payant pour les particuliers et surtout pour les hôtels pour leur permettre de facturer les appels). Ces impulsions sont à 2kHz Le filtre ADSL permet entre autre de parer aux problèmes suivants : - Communications téléphoniques qui grésillent ou inaudibles. - Connexion ADSL coupée à chaque appel téléphonique (entrant ou sortant). - Détérioration sensible de votre bande passante. Schéma d un filtre ADSL :

4 Calcul de la fonction de transfert dans différents modèles jl r+jl jl /() H 2 jl lim H lim H lim H 0 lim 0 2 H 2 r+jl /() Si on tient compte de la résistance interne des bobines H lim H lim H 2r 2jL 0 2 jl 2 2L L jc j r j 2 C 2C L lim H j 2 grand 2r 2r 2 2 2r 2C lim 2 r r r H petit 2r 2jL L L L L j 2r 2 j 2r j 2 j jc C C C r C 0kHz Si on met en plus le téléphone en sortie

5 r+jl r+jl /() R H 2r 2jL 2r 2jL R on néglige r H jc R R R jl jc ² 2 jl 2 ² 2 jl 2 jl R lim0 H lim H pas de résonance ou d'antiresonance infinie 2 Le diagramme de Bode n étant graphé que jusqu à 0kHz on ne voit pas l antirésonance Annexe 4 : Filtre rejecteur de bande On fabrique le circuit suivant : La fonction de transfert : La fréquence centrale et le facteur de qualité vaut La bande rejetée vaut

6 Annexe 5 : Papier semi logarithmique