Le Filtrage analogique



Documents pareils
Guide de correction TD 6

Impôts PLUS ou moins-values

Réseau des bibliothèques du Pays de Pamiers Guide du Numérique

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 13 avril 2011

CSMA e Colloque National en Calcul des Structures Mai 2013

Juin

f n (x) = x n e x. T k

TP6 : ALIMENTATION A DECOUPAGE : HACHEUR SERIE ET CONVERTISSEUR STATIQUE ABAISSEUR DE TENSION

Exemple de Plan d Assurance Qualité Projet PAQP simplifié

J adopte le geste naturel

Progressons vers l internet de demain

Machines thermiques avec changements d état

!!!! "#$$%&'(%)!*+!,-+..+! /0-'.1!2+!34!&#5+$6-+!3788!! 9+!8+-!:#-%$!*+.!;)<'+-.!*+!2='&*%.<-'+!'$$#6'2'>-+!.+!<'+&*-0!?+%*'!

UNE AVENTVRE DE AGILE & CMMI POTION MAGIQUE OU GRAND FOSSÉ? AGILE TOVLOVSE 2011 I.VI VERSION

Le guide du parraina

Grand Paris Seine Ouest. Evolution Actualités des lignes de bus communautaires. Grand

EPFL TP n 3 Essai oedomètrique. Moncef Radi Sehaqui Hamza - Nguyen Ha-Phong - Ilias Nafaï Weil Florian

7. Droit fiscal. Calendrier Actualité fiscale 7.2 Contrôle et contentieux fiscal 7.3 Détermination du résultat fiscal.

Caractérisation de l interface Si/SiO 2 par mesure C(V)

Filtres passe-bas. On utilise les filtres passe-bas pour réduire l amplitude des composantes de fréquences supérieures à la celle de la coupure.

Initiation à la virologie Chapitre IV : Diagnostic viral

Projet. Courbe de Taux. Daniel HERLEMONT 1

e x o s CORRIGÉ Chapitre 7. La conduite du diagnostic 1. Bilan fonctionnel par grandes masses Bilan fonctionnel de la société Bastin

MAISON DE LA RATP 54, quai de la Râpée -189, rue de Bercy Paris. M Gare de Lyon. M Gare de Lyon

Journée d échanges techniques sur la continuité écologique

Matériau pour greffe MIS Corporation. Al Rights Reserved.

BAREME sur 40 points. Informatique - session 2 - Master de psychologie 2006/2007

Automatique Linéaire 1 Travaux Dirigés 1A ISMIN

TVA et Systèmes d Information. Retour d expérience d entreprise. A3F - 26 mars 2015 Hélène Percie du Sert COFELY INEO

Voyez la réponse à cette question dans ce chapitre.

Bloc 1 : La stabilité, une question d équilibre

Les ressources du PC

Cap Maths. Guide de l enseignant. Nouveaux programmes. cycle. Roland CHARNAY Professeur de mathématiques en IUFM

Le paiement de votre parking maintenant par SMS

Guide de configuration d'une classe

Trouver des sources de capital

La lettre. La Gestion des filiales dans une PME : Bonnes Pratiques et Pièges à éviter. Implantations à l étranger : Alternatives à la création

Conception de convertisseurs DC/DC à base de MEMS

Donner les limites de validité de la relation obtenue.

au Point Info Famille

Modélisation d une section de poutre fissurée en flexion

Ventilation à la demande

Les nouvelles orientations politiques du budget 2015 du Gouvernement prévoient

Évaluation de performance et optimisation de réseaux IP/MPLS/DiffServ

Chapitre 1 Régime transitoire dans les systèmes physiques

RETIRER DE L ARGENT DE VOTRE SOCIÉTÉ

Découverte Sociale et Patrimoniale

Sommaire G-apps : Smart fun for your smartphone!

I. Polynômes de Tchebychev

Programme GénieArts Î.-P.-É GénieArts

Comment utiliser une banque en France. c 2014 Fabian M. Suchanek

ÉLECTRONIQUE NUMÉRIQUE

CENTRE FRANCO-ONTARIEN DE RESSOURCES PÉDAGOGIQUES

A. RENSEIGNEMENTS GÉNÉRAUX. (Adresse civique) 3. Veuillez remplir l'annexe relative aux Sociétés en commandites assurées à la partie E.

C est signé mars 2015 Mutuelle soumise au livre II du Code de la Mutualité - SIREN N DOC 007 B-06-18/02/2015

M1107 : Initiation à la mesure du signal. T_MesSig

SYSTEMES LINEAIRES DU PREMIER ORDRE

Les maisons de santé pluridisciplinaires en Haute-Normandie

Développements limités. Notion de développement limité

CHERCHEUR. INTRO... à lire avant d utiliser ioce. Le guide du. e des Matière. carte. Par exemple. qui se trouve guide.

Parcours Hydrologie-Hydrogéologie. Apport des méthodes d infiltrométrie à la compréhension de l hydrodynamique de la zone non-saturée des sols.

Florence Jusot, Myriam Khlat, Thierry Rochereau, Catherine Sermet*

Table des matières. Introduction. 1

Vu la loi n portant code des assurances prom ulguée par le dahir n du 25 rejeb 1423 (3 octobre 2002), telle qu'elle a été complétée ;

Le compte épargne temps

Demande de retraite de réversion

Analyse des Systèmes Asservis

Devenez ingénieur en Génie Informatique et Statistique par la voie de l apprentissage

H Le système de bridage. multifonctionnel

Exercices - Polynômes : corrigé. Opérations sur les polynômes

Chapitre 3. Quelques fonctions usuelles. 1 Fonctions logarithme et exponentielle. 1.1 La fonction logarithme

LES COMMUNES GENEVOISES S ENGAGENT POUR UN DÉVELOPPEMENT DURABLE

Introduction à l étude des Corps Finis

Trilax. Données Faits. La spécificité de ce siège tient à la découverte qu il faut trois points d articulation

Garantie des Accidents de la Vie - Protection Juridique des Risques liés à Internet

Baccalauréat S Antilles-Guyane 11 septembre 2014 Corrigé

Développement de site web dynaùique Dot.NET

MIPOLAM EL. gerflor.fr

Titrages acidobasiques de mélanges contenant une espèce forte et une espèce faible : successifs ou simultanés?

LE SURENDETTEMENT. a s s e c o. leo lagrange UNION NATIONALE DES ASSOCIATIONS FAMILIALES. union féminine civique et sociale

THÈSE. présentée à. par Nicolas Palix. DOCTEUR Spécialité: INFORMATIQUE. Langages dédiés au développement de services de communications

Conditions génér. ales. Conditions générales temporaires & temporaires snow. Contrat Temporaire & Co n t rat Te m p o ra i re Snow

Complément d information concernant la fiche de concordance

L ESSOR mutualiste. de solidarité mutualiste. Le magazine de la mutuelle du personnel du groupe Société Générale. Mars 2014 n spécial

Mesures de temps de propagation de groupe sur convertisseurs de fréquence sans accès aux OL

TP Modulation Démodulation BPSK

DOSSIER DE CANDIDATURE POUR UNE LOCATION

Neu. Technique d installation / de surveillance. VARIMETER RCM Contrôleur différentiel type B IP 5883

«COMBATTRE LES BLEUS» Ce que signifie le programme social des Conservateurs pour les femmes

Transmission de données. A) Principaux éléments intervenant dans la transmission

Polynômes à plusieurs variables. Résultant

La direction des solidarités Se loger à Moissy

Commune de Villars-sur-Glâne Plan directeur du stationnement Bases

Mesures d antennes en TNT

LES ESCALIERS. Du niveau du rez-de-chaussée à celui de l'étage ou à celui du sous-sol.

Cours 9. Régimes du transistor MOS

unenfant Avoir en préservant ses droits

Exercices - Nombres complexes : corrigé. Formes algébriques et trigonométriques, module et argument

ÉVALUATION FORMATIVE. On considère le circuit électrique RC représenté ci-dessous où R et C sont des constantes strictement positives.

Transcription:

L Filtrag analogiqu CNM 6-7 LD-P

CNM 6-7 LD-P

Sommair : ôl 6 Différnt typ d filtr 6 Filtr à capacité commuté 7 Calculatur 8 appl ur la théori du filtrag 8 Notion d fonction d tranfrt 8 Notion d fonction d atténuation 8 Filtr rél Gabarit 8 4 Notion d élctivité t d band rlativ 9 5 Notion d tmp d propagation d group 6 préntation n diagramm d Bod 6 Convntion d la rpréntation 6 Graduation logarithmiqu d la fréqunc 6 préntation ur d échll mi-log 64 préntation ur d échll mi-log 65 Caractéritiqu d l argumnt 4 Filtr paif 4 Filtr paif pédagogiqu 4 Filtr pa ba 4 Contitution 4 Fonction d tranfrt 4 Form général 44 préntation 45 L modul 46 L argumnt 47 Tracé 48 Pulation d coupur 4 Filtr pa ba du duxièm ordr LC 4 4 Contitution 4 4 Fonction d tranfrt 4 4 Form général 4 44 Étud du polynôm du dénominatur 4 44 Factoriation 4 44 Intérêt d la factoriation 5 44 Surtnion 7 4 Filtr pa ba du duxièm ordr par la mi n cacad d prmir ordr 9 4 Contitution 9 4 Fonction d tranfrt 9 4 Tracé 9 44 Filtr pa haut du prmir ordr 44 Contitution 44 Fonction d tranfrt 44 Form général 444 Tracé CNM 6-7 LD-P

45 Filtr pa haut du duxièm ordr 45 Contitution 45 Fonction d tranfrt 45 Form général 454 Tracé 46 Filtr pa-band 4 46 Contitution 4 46 Fonction d tranfrt, form général 5 46 Détrmination t caractériation 5 46 Pulation d coupur 5 46 Sélctivité du filtr 6 464 Pa band LC 6 465 Pa band par aociation d un pa haut t d un pa ba 7 466 Pont d Win 8 47 Filtr réctur d band : l circuit bouchon 8 47 Contitution 8 47 Fonction d tranfrt 8 47 Form général 8 474 Tracé 8 48 Pa tout 48 Fonction 48 Montag 48 Fonction d tranfrt 484 Form général 485 pplication: lign à rtard 49 Tablau d form canoniqu 4 Filtr paif polynomiaux : ynthè d filtr 4 Dcription d la démarch 4 Normaliation 4 Normaliation n fréqunc Pa-ba normalié 4 4 Normaliation d impédanc 4 4 pplication : normalir c filtr 4 44 Univralité du filtr pa ba 5 4 Fonction d tranfrt d filtr analytiqu 4 4 Détrmination d un fonction d tranfrt d Buttrworth 4 4 Détrmination d un fonction d tranfrt d Chbychff 4 4 Détrmination d un fonction d tranfrt d Bl 46 44 Comparaion d répon d pluiur typ d filtr 47 44 Détrmination d élémnt du filtr pa-ba univrl 48 44 Structur n T t matric admittanc 48 44 Utiliation 48 44 Filtr d ordr pair 49 44 Filtr d ordr impair 49 44 écapitulatif 5 45 Dénormaliation 5 4 Filtr actif 5 4 Dénormaliation 5 4 Structur du prmir ordr 5 4 Pa-ba invrur 5 4 Pa-ba non invrur 5 4 Pa-haut 5 4 Structur du duxièm ordr 5 CNM 6-7 LD-P 4

4 Pa-ba 5 4 Pa-haut 5 4 Pa-band 5 44 éctur 54 45 Structur d auch 54 45 Structur pa-ba d auch 55 45 Structur pa-haut d auch 56 45 Structur pa-band d auch 57 46 Structur d Salln-ky 58 46 Structur pa-ba d Salln-ky 59 46 Structur pa-haut d Salln-ky 6 46 Structur pa-band d Salln-ky 6 5 Mmo Buttrworth - Tchbychff - Bl 6 Bibliographi 64 CNM 6-7 LD-P 5

OLE Il n t pa un ytèm élctroniqu qui n fa appl à, au moin, un filtr La plupart n comport n grand quantité L filtrag t un form d traitmnt d ignal, obtnu n nvoyant l ignal à travr un nmbl d circuit élctroniqu, qui modifint on pctr d fréqunc t/ou a pha t donc a form tmporll Il put agir oit : - d éliminr ou d affaiblir d fréqunc parait indéirabl - d iolr dan un ignal complx la ou l band d fréqunc util pplication : ytèm d télécommunication (téléphon, téléviion, radio, tranmiion d donné ) ytèm d acquiition t d traitmnt d ignaux phyiqu (urvillanc médical, nmbl d mur, radar ) alimntation élctriqu DIFFEENTS TYPES DE FILTES On cla l filtr n dux grand famill : NLOGIQUE t NUMEIQUE L filtr numériqu ont réalié à partir d tructur intégré microprogrammabl (DSP) Il ont totalmnt intégrabl, oupl t prformant Il ont utilié chaqu foi qu c t poibl Il ont pour l intant limité à d fréqunc pa trop élvé ( < MHz ) On n l utilira pa i on doit limitr la conommation t il nécitnt un pré-filtrag pour évitr l rplimnt pctral avant la numériation du ignal t un pot-filtr d liag divint ux mêm n pluiur catégori : - l filtr paif qui font appl ntillmnt à d inductanc d haut qualité t d condnatur Juqu dan l anné 7, c était l ul filtr conçu Il ont actullmnt utilié pour l haut fréqunc (utiliation d quartz) - l filtr actif ont contitué d condnatur, d réitanc t d élémnt actif qui ont ntillmnt d IL Il ont moin ncombrant, facil à concvoir t moin coûtux qu l filtr paif mai rtnt limité n fréqunc ( < MHz à cau d l IL) Il conommnt plu t nécitnt un ourc d alimntation marqu : Dpui l début d anné 8 ont apparu d filtr actif à capacité commuté Il prmttnt d programmr la fréqunc d coupur t d êtr intégrabl CNM 6-7 LD-P 6

TYPE COMPOSNTS SPECIFITES Filtr numériqu Circuit logiqu intégré Signaux numérié F < MHz convint n grand éri ntièrmnt programmabl Filtr paif Circuit dicrt L t C, Compoant piézoélctriqu (quartz) F élvé pa d alimntation non intégrabl Filtr actif Filtr à capacité commuté IL, t C IL, Intrruptur commandé MOS, t C intégré F < MHz boin d alimntation tnion filtré faibl < F < qq MHz boin d alimntation intégrabl fréqunc programmabl Filtr à capacité commuté Un d plu connu t l MF Pha :S frmé, S ouvrt : u c v t Q C v Pha :S ouvrt, S frmé : u c v t Q C v Sur un cycl (un périod d la fréqunc d commutation d intrruptur), il a circulé ntr Q v t v Q Q Q ; or i Q C( v v ) t t on a alor i C( v v )f t f donc v v i q i Cf avc q Si f vari, alor q vari : cla va nou Cf prmttr d réalir d filtr adaptatif CNM 6-7 LD-P 7

Calculatur L cœur du montag put êtr compoé d un DSP, d un microprocur ou d un tructur câblé (FPG ou CPLD) Contraint : pct du théorèm d Shannon ( T ) f L tmp d calcul Tc doit êtr plu ptit qu T Plu T c rapproch d T, plu on dépha la orti vi-à-vi du ignal d ntré PPELS SU L THEOIE DU FILTGE Notion d fonction d tranfrt H L comportmnt d un filtr t défini par l étud fréquntill d la fonction d tranfrt ntr la tnion d orti t la tnion d ntré du filtr H ( ) H log db ϕ rgumnt[ H ( ) ] Notion d fonction d atténuation Parfoi, on préfèr définir un filtr par rapport à l atténuation qu il amèn ur la grandur d ntré : ( ) H ( ) Filtr rél Gabarit Un filtr idéal prént : - un affaiblimnt nul dan la band d fréqunc qu l on déir conrvr (Band paant) - un affaiblimnt infini dan la band qu l on déir éliminr (Band atténué) Il t impoibl pratiqumnt d réalir d tl filtr ui contnt-t-on d approchr ctt répon idéal n : - conrvant l atténuation infériur à max dan la band paant - conrvant l atténuation upériur à min dan la band atténué Cla conduit aini à définir un gabarit définiant d zon intrdit t d zon dan lqull dvront impérativmnt itur l graph rpréntant l atténuation du filtr n fréqunc Suivant l typ d répon qu l on déir obtnir, on t amné à définir 4 famill d filtr : CNM 6-7 LD-P 8

(db) Pa-ba (db) Pa-haut f p f a f f a f p f (db) Pa-band (db) Coup-band f f f a- f P- f P f a f P- f a- f a f P 4Notion d élctivité t d band rlativ u liu d conrvr xplicitmnt l fréqunc frontièr comm paramètr d calcul, il t plu impl t plu parlant d lur ubtitur l paramètr équivalnt (mai an dimnion ) qu ont la élctivité k t la largur d band rlativ B Typ d filtr Sélctivité k Band rlativ B Fréqunc d référnc Pa-ba f f p a fp Pa-haut f f a p fa Pa-band f f p a f f p a f p f o f p fo Coup-band f f a p f f a p f a f o f a fo Pour un filtr trè élctif, k tnd vr CNM 6-7 LD-P 9

5Notion d tmp d propagation d group Il t défini par : τ dϕ d Il caractéri l rtard apporté par l filtr ur l différnt harmoniqu du ignal d ntré Pour n pa apportr d ditorion, il faut qu chaqu harmoniqu oit déphaé d ϕ proportionnl à marqu : pour un ignal audio, il faut qu il oit contant 6 préntation n diagramm d Bod 6 Convntion d la rpréntation Ell ont au nombr d dux : l échll d fréqunc ou d pulation t logarithmiqu la courb d modul t gradué n décibl : db ( H log db ) 6 Graduation logarithmiqu d la fréqunc Dan c typ d graduation il y a autant d ditanc ntr t qu ntr t 4 t qu ntr t 4 Dan c typ d graduation, l n apparaît amai, il t rté à l infini à gauch On put gradur ct abci n fréqunc, n pulation, n pulation réduit ou n p 6 préntation ur d échll mi-log L modul n décibl t l argumnt ont rprénté ur du papir mi logarithmiqu : graduation linéair n ordonné t logarithmiqu n abci Mai n réalité, l fait d tracr la rlation H log db va conférr au ytèm un rpréntation «log - log» 64 préntation ur d échll mi-log C typ d rpréntation rprént un doubl avantag : Ell prmt d fair un comprion d donné n prérvant la rpréntation d faibl valur n Tout monôm ( f ( x) ax ) rprént par un droit dont la pnt dépnd d on dgré On profit égalmnt d propriété du log n ordonné, l produit traduiant par un omm : l omm graphiqu ont trè facil à traitr 65 Caractéritiqu d l argumnt Ell n t pa touché n ordonné, l abci t touour logarithmiqu La propriété d l argumnt (argumnt d Barg arg B) traduit par un omm graphiqu dan bod CNM 6-7 LD-P

CNM 6-7 LD-P 4 FILTE PSSIF 4 Filtr paif pédagogiqu 4 Filtr pa ba 4 Contitution 4 Fonction d tranfrt C L 4 Form général Par idntification on trouv : t C ou L 44 préntation Modul : rgumnt : arg ϕ ( ) arctg arctg arctg 45 L modul En décibl : db log log log Limit n : db lim : on a un aymptot horizontal à db

Limit à l infini : lim : Si on parcourt un décad : d à db db : log log : log : log log log log L paag d un décad à l autr rtir db à l aymptot : nou avon un aymptot à db / décad marqu : - i on multipli par la fréqunc, la pnt t la mêm mai xprim par 6db / octav db / décad - La droit aymptotiqu pa par db pour (mai pa la courb réll) Pour la courb réll : pour, log log 46 L argumnt Limit n : limϕ : on a un aymptot horizontal n π Pour, ϕ 4 db ( ) db Limit à l infini : lim π ϕ : on a un aymptot horizontal n 47 Tracé π H ( ) db log arg H ( ) log CNM 6-7 LD-P

48 Pulation d coupur Dan la pratiqu, la coupur n t pa aui ntt qu dan l filtr idéaux On conidèr qu la pulation d coupur t attint i l atténuation a diminué d un crtain nombr d db par rapport au platau Par référnc aux filtr du prmir ordr, l calcul d la pulation d coupur fait, auf préciion contrair, pour un atténuation d db c H ( c ) db db àc db au platau db Cla rvint au calcul uivant an l décibl : c platau Si la coupur t calculé à 6db, la diviion ra par 4 au liu d On n doit pa confondr coupur t caur Pour un prmir ordr : platau : on n tir qu db à c, c-a-d qu c c c Dan un prmir ordr, pulation d coupur ( c ) t caur ( ) ont confondu Pour l filtr d ordr upériur, c < CNM 6-7 LD-P

4 Filtr pa ba du duxièm ordr LC 4 Contitution 4 Fonction d tranfrt C L C C LC 4 Form général m Par idntification on obtint : m: cofficint d amortimnt t t la pulation propr On rmarqu qu L t C règl t qu i t variabl d à l infini t m ont pratiqumnt indépndant 44 Étud du polynôm du dénominatur 44 Factoriation m t un polynôm du cond dgré n qu l on put chrchr à factorir ou la form, avc t rél Par idntification, on m ± m i m montr qu :, ( ) CNM 6-7 LD-P 4

Si m, t la moynn géométriqu d t Sur un échll logarithmiqu, t ront placé d part t autr d t d façon ymétriqu 44 Intérêt d la factoriation Si m, on put écrir : Soit n décibl : log log db Pour l modul n db on put additionnr dux courb du prmir ordr dont on put donnr l diagramm aymptotiqu CNM 6-7 LD-P 5

CNM 6-7 LD-P 6 Pour l argumnt on a : arg ϕ arctg arctg :

44 Surtnion Si m < on n put pa factorir, on n put travaillr qu avc un diagramm aymptotiqu à dux aymptot (horizontal à db t pui un droit à 4db / décad ) On contat qu, uivant l valur d m, on put aitr à un urtnion n orti du à d condition d fonctionnmnt proch d un phénomèn d réonanc marqu : i on prnd, alor m m On put contatr qu i m < alor la valur fficac d > On aura aui t n quadratur On put alor xtrair m : on rmarqu qu pour ctt pulation m En pratiqu, l détction d ignaux n quadratur t facil, c qui prmt n un point d mur d détrminr t m Pour étudir l phénomèn d urtnion, il uffit d analyr l variation d notr fonction d tranfrt t d détctr un xtrmum On montr qu ctt urtnion t poibl i m, il a liu pour max m t c maximum vaut m m max CNM 6-7 LD-P 7

En récapitulatif : m Décompoabl non non non non oui oui oui ( m m ( m m ) Surtnion oui oui oui non non non non max m Maximum m m CNM 6-7 LD-P 8

4 Filtr pa ba du duxièm ordr par la mi n cacad d prmir ordr 4 Contitution 4 Fonction d tranfrt On montr qu C ( C) Par idntification à on trouv : t m C m On put donc l mttr ou la form : 5 5 avc d t C C 4 Tracé CNM 6-7 LD-P 9

44 Filtr pa haut du prmir ordr 44 Contitution 44 Fonction d tranfrt C C L L CNM 6-7 LD-P

44 Form général 444 Tracé Par idntification on trouv : t C ou L rgumnt : π ϕ arg π arctg Il uffit d aoutr au trm d un pa ba CNM 6-7 LD-P

CNM 6-7 LD-P 45 Filtr pa haut du duxièm ordr 45 Contitution 45 Fonction d tranfrt LC C LC 45 Form général m Par idntification on trouv : t LC t L C m 454 Tracé db 4 log 4log m C t la omm du pa ba du duxièm ordr avc un droit d décad 4db / paant par db pour

Pour l argumnt, l numératur amèn un déphaag d π par rapport au filtr pa ba du duxièm ordr CNM 6-7 LD-P

Pour différnt valur d m on obtint : 46 Filtr pa-band 46 Contitution L filtr pa-band ont contitué d dux parti : - un parti qui fait chutr la tnion d orti à ba fréqunc, - un parti qui fait chutr la tnion d orti à haut fréqunc On pourra avoir un pa-band avc : - un circuit LC, - un aociation n cacad d un pa-haut t d un pa-ba, - d montag pécifiqu CNM 6-7 LD-P 4

46 Fonction d tranfrt, form général 46 Détrmination t caractériation 46 Pulation d coupur m La band paant t la plag d fréqunc ou d pulation compri ntr l fréqunc ou l pulation d coupur C dux valur marqunt la band paant du filtr L pulation d coupur ont calculé à partir d la valur maximal d La pulation max prmttant d accédr au maximum obtint n tranformant m m L maximum t attint pour max, alor m max La calcul d pulation d coupur fait généralmnt à db ini on a : platau Ci 8m Ci 4m Ci Par réolution d l équation (équation du nd ordr) on obtint : Ci C ( ( m ) m) t ( m ) On put rmarqur qu : C C géométriqu d pulation d coupur ( m) C : L maximum produit pour la moynn CNM 6-7 LD-P 5

46 Sélctivité du filtr Un grandur important pour un filtr pa band t a élctivité Ell t noté par l cofficint d qualité Q C C m m m m 464 Pa band LC ( ( ) ) ( ) ( ) m On a la fonction d tranfrt : C L C LC C Par idntification à la form canoniqu : on a : m LC, C C m t m L L Tout l courb pant au point db pour : c t la réonanc éri d courant où l impédanc d L t C annulnt réciproqumnt, l nmbl L t C comportnt comm un fil t CNM 6-7 LD-P 6

Tout l courb n ont pa l mêm diagramm aymptotiqu Par xmpl, i m, on m put écrir : avc, ( m ± m ) Pour m, on a un ytèm à quatr aymptot : 465 Pa band par aociation d un pa haut t d un pa ba C On obtint la fonction d tranfrt uivant : C C ( ) CNM 6-7 LD-P 7

Par idntification à la form canoniqu : m avc :, m t C 466 Pont d Win C On obtint la fonction d tranfrt uivant : C C ( ) d tranfrt réultant d l aociation d un pa haut t d un pa ba ; c-a-d la fonction 47 Filtr réctur d band : l circuit bouchon 47 Contitution 47 Fonction d tranfrt 47 Form général LC L LC m Par idntification à la form canoniqu on obtint : : LC, L m C t 474 Tracé L diagramm ci-dou on été calculé pour m La valur à t n réalité à L cofficint d qualité Q,5 c c m CNM 6-7 LD-P 8

L argumnt : CNM 6-7 LD-P 9

CNM 6-7 LD-P 48 Pa tout 48 Fonction On chrch à déphar l ignal d orti par rapport au ignal d'ntré 48 Montag 48 Fonction d tranfrt C C C C C

CNM 6-7 LD-P Dont on tir: ct ( ) ϕ C rg arctan La tnion d orti t donc déphaé par rapport à la tnion d'ntré 484 Form général 485 pplication: lign à rtard Si l ignal d'ntré t périodiqu d fréqunc f, i a décompoition n éri d Fourir t tll qu l harmoniqu l plu ignificativ 'arrêtnt au rang i t nfin i C f i i << π, on a alor ' ϕ C vc : () ( ) ( ) ( ) i i t i E t E t E E t v θ θ θ in in in On a : () ' in ' in ' in θ θ θ i t i E t E t E E t v i i i i t i E t E t E E θ θ θ ' in ' in ' in On contat qu l ignal d orti t décalé dan l tmp d C ' : () ( ) C t v t v

CNM 6-7 LD-P 49 Tablau d form canoniqu Typ Form canoniqu Pa ba du r ordr Pa ba du nd ordr m: cofficint d amortimnt m Pa haut du r ordr Pa haut du nd ordr m Pa band Factur d qualité c c Q m Coup band (réctur) Factur d qualité c c Q m Pa tout L trm m put mttr ou la form : avc ( ), ± m m i m D plu, i m alor on montr pour qu pour un pa ba ou un pa haut du nd ordr il va y avoir un urtnion n orti à max m : max m m

4Filtr paif polynomiaux : ynthè d filtr L but t d êtr capabl d dimnionnr, uivant un gabarit d filtr donné, un filtr oit avc d compoant paif, oit avc d compoant actif (rpctivmnt filtr dit paif t filtr dit actif ) Cla prmt d choiir l typ d répon du filtr d tll ort qu il adapt au miux aux boin 4Dcription d la démarch Normaliation du filtr Choix du typ d répon Calcul d la tranmittanc normalié Choix du typ d filtr (paif ou actif) Dimnionnmnt du filtr normalié Dé-normaliation 4 Normaliation 4 Normaliation n fréqunc Ell conit à choiir comm unité d fréqunc, non plu l Hrtz, mai un fréqunc d référnc aocié au gabarit On utili généralmnt la fréqunc d coupur : - fp pour l filtr pa-ba - fa pour l filtr pa-haut - fo pour l filtr pa-band t coup-band On ai l plu ouvnt poibl d ymétrir l gabarit d filtr coup-band t paband CNM 6-7 LD-P

(db) Pa-ba normalié 4 Normaliation d impédanc k f Chaqu domain d l élctroniqu poèd on impédanc caractéritiqu : ignal d intrumntation : 5 Ω téléviion : 75 Ω téléphon TC : 6 Ω On va normalir l différnt élémnt paif du filtr par rapport à ctt impédanc caractéritiqu a) éitanc : on rmplac par r n ; u ( c réitanc d charg du u filtr) corrpond au domain utilié b) Inductanc : la normaliation fait à t par rapport à Lu En fft, on put définir un lf unité c) Capacité : la normaliation fait à t par rapport à On définit d mêm un capacité unité : C 4 pplication : normalir c filtr u u u u : u : L L λ n L C γ n C u C u u u On prnd 5Ω t 5Ω, L µ H t C nf c C C LC L C 6 7,7 rad / oit f,5mhz LC CNM 6-7 LD-P 4

L u u u LC 7,7µ H λ n LC C C u,8nf γ n u u C érification : γ nλ n n Complémnt : Quand 44 Univralité du filtr pa ba u L L n u n u,8,5 l factur d urtnion Q L obctif d la normaliation d un filtr t d ramnr l étud d tout l typ d filtr (pa ba, pa haut, pa band, coup band) à l étud d un filtr pa ba afin d facilitr l calcul C t un implification conidérabl qui utifi à ll ul qu l on rchrch à rpréntr l pécification d un filtr par un gabarit implifié ymétriqu En fft, c tranformation appliqunt aui bin aux gabarit qu aux fonction d tranfrt t aux impédanc (on put vérifir qu ll n modifi pa la élctivité) La normaliation fait comm défini dan l tablau ci aprè : λ n γ n CNM 6-7 LD-P 5

Typ d filtr Pa ba Gabarit rél Normaliation Normaliation d fréqunc : f f On défini la pulation normalié : x Normaliation d compoant : - Soit c la réitanc d charg du filtr - On définit l réitanc normalié (uniqumnt pour l circuit paif) : n c Inductanc t capacité unité : (uniqumnt pour l circuit paif) L changmnt d variabl précédnt impo d valur pour : l inductanc unité : L u c la capacité unité : C u c L - Inductanc normalié : λ n L - Capacité normalié : γ n C C u u CNM 6-7 LD-P 6

Typ d filtr Gabarit rél Normaliation Pa haut Pulation normalié : x Tranformation : S x X x La réitanc normalié t n : n L inductanc vont tranformr n capacité, aini : c L capacité vont tranformr n inductanc, aini : CNM 6-7 LD-P 7

Typ d filtr Gabarit rél Normaliation Pa band L gabarit t ymétriqu (au n d logarithm) par rapport à f aini : f f f f ' f ' Si ll n t pa ymétriqu, on prnd la contraint la plu fort On définit X comm : ' f f f ' f X f ' ( f f ) f ' ( f f ) On définit x (largur d band rlativ) t k (élctivité) : f f x f k Tranformation : x X x f f f ' f ' S x x x f f ( f f ) f Ctt tranformation impliqu qu : L inductanc va êtr changé par un capacité n éri avc un inductanc : La capacité va êtr changé par un inductanc n parallèl avc un capacité : CNM 6-7 LD-P 8

Typ d filtr Coup band Gabarit rél Normaliation L gabarit t ymétriqu (au n d logarithm ) par rapport à f aini : f f f f ' f ' On définit X comm : f ' f ' X f f On définit x : f ' f ' x f x Tranformation : S x f ( f ' f ' ) x X f f x x Ctt tranformation impliqu qu : L inductanc va êtr changé par un capacité n parallèl avc un inductanc : La capacité va êtr changé par un inductanc n éri avc un capacité CNM 6-7 LD-P 9

4 Fonction d tranfrt d filtr analytiqu Pour un gabarit pa ba donné, il xit un infinité d olution Lorqu l on vut dimnionnr un filtr, on n ait calculr analytiqumnt qu un ptit nombr d fonction caractéritiqu convnant à la réaliation d c gabarit L différnt fonction qu l on put utilir fixront l propriété phyiqu d notr filtr L plu connu t utilié ont l filtr polynomiaux : la fonction d tranfrt d c filtr t un polynôm (du mêm ordr qu l ordr du filtr) Exmpl : Buttrworth, Chbychff, Lgndr, Bl K H p La fonction d tranfrt ra d la form : ( ) Détrmination d H ( p) : Par calcul d pôl (x : Buttrworth) Par récurrnc (x : Chbychff ou Bl) ( p p )( p p )( p ) C filtr n préntnt pa d zéro d tranmiion à d fréqunc fini (dan la band paant nominal théoriqu du filtr) Un autr form d fonction d tranfrt, l filtr lliptiqu Il préntnt d zéro d tranmiion à d fréqunc fini Exmpl : Caur pplication typiqu : n TC Filtr d Buttrworth - ordr élvé i l on vut un grand élctivité (pb d réaliation) - pa d ondulation dan la band paant - tmp d propagation d group # contant (déphaag quai linéair) Filtr d Tchbychff - ordr plu ptit pour un grand élctivité - i l ordr t n, il prént n ondulation dan la band paant - tmp d propagation d group non contant (déphaag non linéair) Filtr d Bl - coupur plu douc - tmp d propagation d group contant (déphaag linéair) - minimiation d ditorion Filtr d Caur - Filtr à coupur maximal p n CNM 6-7 LD-P 4

4 Détrmination d un fonction d tranfrt d Buttrworth On chrch à obtnir un courb dan la band paant la plu plat poibl : ( p) n n ( p) p an p a p a appl ur Laplac : K S ( p) H ( p) K p D p p D n n ( ) ( p a p a p a ) ( p) ( ) E ( ) () E n S K H D n d x t n Et on rappll qu TL p X ( p) n dt La courb d gain ra maximalmnt plat i on put annulr l plu grand nombr d dérivé poibl On arriv donc à : ( p) p n a vc H ( x) n H H ( x) () x K on po x x n D D ( ) ( ) n a D( ) n a D( ) i x alor x ( ) n ( ) n n Pour détrminr l ordr du filtr : n pplication : Buttrworth d ordr H () 6 On po on po : n n n a n n D ( ) n n ( x ) ( p) H ( ) n n ( x ) p x (variabl d Laplac normalié) ln ln Pôl 6 6 θ ; donc on chrch b 6 θ ( X ) n ( ) n Donc il faut : 6 θ kπ oit θ kπ kπ 6 pour k [ ;5] CNM 6-7 LD-P 4

p : k θ p coθ inθ p : k p : k p : k π p : k 4 4 p : k 5 5 π π π θ p co in π π π θ p co in θ p coπ inπ 4π θ p 4 5π θ p 5 4π 4π co in 5π 5π co in On doit choiir pôl parmi c 6 (car on doit avoir un ordr ) On prnd l pôl à parti réll négativ D où : H () ( p )( )( ) p p4 ( ) ( )( ) H () p On dénormali : x : ( ) H p p p p n H ( x) pour, x, x t H () : l ordr, tou l Buttrworth n x ont un gain d db à On put rmarqur qu qulqu oit l application, l filtr d Buttrworth ont touour la mêm caractéritiqu pour un ordr donné Il uffit donc d fair l calcul un foi pour tout pour chaqu ordr Fonction d tranmiion H ( ) d filtr d Buttrworth d ordr à 9 : P P P P 4 4,6,44,6 P 5 5,6 4 5,6 5,6,6 P 6 6,86 7 5 7,464 4 9,4 6 7,464,86 7 P 7 7 4,494 6,98 5 4,59 4 4,59,98 4,494 P 8 8 5,5 8 7,7 6,846 5 5,688 4,846,7 5,5 8 P 9 9 5,759 8 6,58 7,6 6 4,986 5 4,986 4,6 6,58 5,759 marqu: on pourrait définir un filtr d Buttrworth ayant un gain réglabl dan l band paant n poant H ( x) n ε x Mai l tabl donné ci-du n t donc plu valabl qu pour ε CNM 6-7 LD-P 4

4 Détrmination d un fonction d tranfrt d Chbychff L but d c filtr t d avoir un millur approximation du filtr pa-ba idéal (coupur trè violnt) La fonction d tranfrt t d la form : H ( x) ε C ( x) n avc < ε C n t obtnu par récurrnc : Si ( x) C C ( x) C ( x) x ( x) xc ( x) C ( x) n n n x : C ( x), C ( x), C ( x) C C,, C n ( x) H () Donc lon ε la gain à x vari d à db ε Pour détrminr l ondulation dan la band paant ( x ) on fait un changmnt d variabl x coϕ car ϕ / x coϕ C x ( ) ( x) ϕ ( x) co nϕ C co C n prè l étud d c fonction, on arriv à la concluion uivant : l ordr du filtr t égal au nombr d contact à tangnt null (xclu x ) dan la band d ondulation (band paant) Pour détrminr l ordr du filtr : arg ch n b a arg ch( X ) Détrmination d la fonction d tranfrt H ( x) ε C ( x) n on fix ε (n fixant la band d ondulation) on détrmin C n ( x) on réout ε C ( x) n a Pour fixr ε : i H () log a db db ( < a < ) alor ε ε CNM 6-7 LD-P 4

Exmpl d un fonction d tranfrt d ordr avc un ondulation à db : On a montré qu pour x alor C n ( x) t donc H () ε donn H() log db ε, 59 db ε C x ( ) ( x) x ( x) xc ( x) C ( x) x x x C C ( x) xc ( x) C ( x) x( x ) x 4x x C En décibl cla nou ( x),59 ( 4x ) 6 4 ( 6x 4x 9 ) ε x C n,59 x 6 4 4,7x 6,8x,95x On not notr polynôm P ( x) P( x) On obtint l 6 racin uivant : {(,494) ; (,966 ±,47) ; (,966 ±,47) } ± Ell l racin complx ont touour accompagné d lur conugué car l polynôm d départ n rél ini : P( x) ( x,494)( x,494) x,966,47 x,966,47 x,966,47 x,966,47 ( )( )( )( ) P [ ][( x,966) (,47) ][(,966) (,47) ] ( x) x (,494) x P ( x) t l modul au carré d polynôm n x Chrchon à obtnir l trm «x» P () [ x,494][ ( x,966),47] [ ( x,966),47] P () [ x,494][ x,966,47][ x,966,47] P () [ x,494][ x,47,966][ x,47,966] P () [ x,494] ( x,47) (,966) Sachant qu x il vint : P P [ ] () [,494][(,47) (,966) ] () [,494][,494 (,47) (,966) ] () (,494)(,494,994) P P (),494,994,494,4, 49 P (),988,8, 49 P oilà notr polynôm caractéritiqu ( ) Pour vérifir dan l tabl, on divi par, 49 pour obtnir l trm d ordr n P(),67,,5,49 CNM 6-7 LD-P 44

Pour un filtr d Tchbychff, l polynôm du dénominatur n dépnd pa qu d l ordr du filtr mai aui d ε, c qui donn un infinité d olution Il faudra donc rfair l calcul pour chaqu application, ou bin prndr un valur plu ptit qu l ε nécair à l application On donn ci-dou l polynôm pour troi valur d ε Fonction d tranmiion H ( ) d filtr d Tchbychff d ordr à 7 :,db ε max,5 6 P, 7,75 8 P,6 5,8 6,65 P 4,6 9 4,77,7 5,444 7 P 5,44 9 5 4,58 6 4 6,765 8 5,85,55 5 P 6 4,87 9 6 8,66 5 4, 4,4 9,886 8 4,5 6 P 7 9,767 7 7 6,58 6,95 5,956 4 6,4 4,484 5,487,5dB ε max,49 P,659 5,94 P,97 5,75 6,44 6 P 4,68 4,58 9 4,59,75 P 5 5,589 5 6,55 4,8 7,9 4,5 8 P 6,55 6, 5,98 4 6,776,66 4,56 P 7,55 7 5,76 6 5,97 5 4,79 4 6,84 6,89 6,6 db ε max,58 84 P,97,995 7 P,5, 6,5 6 P 4,68 4,456 8 5,74 9,694 P 5 8,45 5 7,67 4,75 7,9 4,76 4 P 6 4,5 6,47 5 8, 4 7,445,6 4,456 P 7,566 7,6 6 7,866 5 46,5 4 44, 7,866 6,958 4 Comportmnt harmoniqu : - pnt infériur à la pnt aymptotiqu d un filtr du mêm ordr n x - trè mauvai comportmnt n ignaux inuoïdaux (tmp d group non contant) Comportmnt impulionl : fort dépamnt On l mploi ouvnt à fréqunc fix CNM 6-7 LD-P 45

4 Détrmination d un fonction d tranfrt d Bl Son principal avantag t a pha qui t linéair : pa d déformation pour l ignaux non inuoïdaux Form du filtr : H ( p) t p Pour détrminr l H ( ) (ou H ( p) ) à utilir, on fait un dévloppmnt limité d coth ( ) (tranformation d ) pui un diviion polynomial Un autr méthod plu impl t plu rapid t d utilir la rlation d récurrnc B B ( ) B ( ) () ( n ) B ( ) B ( ) n n n Comm pour Buttrworth, on put rmarqur qu qulqu oit l application, l filtr d Bl ont touour la mêm caractéritiqu pour un ordr donné Il uffit donc d fair l calcul un foi pour tout pour chaqu ordr Fonction d tranmiion H ( ) d filtr d Bl d ordr à 8 : P P P 6 5 5 P 4 4 45 5 5 P 5 5 5 4 5 4 945 945 P 6 6 5 4 6 4 75 95 95 P 7 7 8 6 78 5 5 4 7 5 6 7 5 5 5 5 P 8 8 6 7 6 6 6 9 5 5 975 4 7 7 945 945 7 5 7 5 P 9 9 45 8 99 7 86 6 5 5 5 945 945 4 4 79 76 6 6 4 459 4 4 459 4 P n (n-) P n- ² P n- Comportmnt harmoniqu : - pu d ditorion n non-inu - moin fficac qu un Buttrworth dan la band atténué Comportmnt impulionl : trè bon comportmnt CNM 6-7 LD-P 46

44 Comparaion d répon d pluiur typ d filtr La figur uivant rprént l affaiblimnt n band atténué t n band paant d cinq filtr analytiqu d ordr 5, avc min 4 db t max db La figur uivant rprént l affaiblimnt d c mêm typ d filtr n choiiant lur ordr n d façon à rpctr l mêm gabarit d affaiblimnt : max db, min 4 db, /k CNM 6-7 LD-P 47

44 Détrmination d élémnt du filtr pa-ba univrl Un foi détrminé ( ) H répondant aux caractéritiqu, il faut maintnant détrminr l élémnt qui vont contitur la tructur d c filtr pa-ba «univrl» (tranformé d notr filtr d application vr c filtr pa-ba) Il xit pluiur tructur d filtr paif, nou n étudiron t n utiliron qu l filtr n tructur n T 44 Structur n T t matric admittanc On détrmin alor l paramètr admittanc Y (I /U ) pour U On rappll qu la matric admittanc (quadripôl équivalnt du filtr) t d la form : I Y Y I Y Y Pour un filtr paif, on a touour : Y Y On va chargr notr filtr avc l impédanc caractéritiqu (donc puiqu nou omm ( ) Y ur un tructur normalié) t on arriv aini à ( ) I ( ) ( ) Y On montr qu pour H () ( ) ( ) ( p )( p )( pn ) N( ) D( ) avc N ( ) : polynôm rgroupant tout l puianc pair t D( ) polynôm p p p n : rgroupant tout l puianc impair d ( )( ) ( ) - Y Y t D N( ) - Y D( ) 44 Utiliation ( ) ( ) partir d la fonction d tranfrt du filtr H () on ( ) ( p )( p )( p n ) épar l puianc pair t impair t on détrmin ainiy Par divion polynomial on put détrminr tout l élémnt d notr filtr d tructur n «T» On va ditingur ca poibl : l ca ou l ordr du filtr t pair ou il t impair CNM 6-7 LD-P 48

44Filtr d ordr pair Dan l ca d un filtr d ordr pair, Y t formé par un quotint d polynôm qui t l rapport ntr l polynôm formé à partir d la fonction d tranmiion d xpoant pair divié par l polynôm formé à partir d la fonction d tranmiion d xpoant impair Y polynôm formé à partir d la fonction d tranmiion d'xpoant pair polynôm formé à partir d la fonction d tranmiion d'xpoant impair En ffctuant, l diviion ucciv d polynôm il vint : Y () γ n λ n γ n λ γ λ L filtr normalié dvint aini : 44Filtr d ordr impair Dan l ca d un filtr d ordr impair, Y t formé par un quotint d polynôm qui t l rapport ntr l polynôm formé à partir d la fonction d tranmiion d xpoant pair divié par l polynôm formé à partir d la fonction d tranmiion d xpoant impair Y polynôm formé à partir d la fonction d tranmiion d' xp oant pair polynôm formé à partir d la fonction d tranmiion d' xp oant impair En ffctuant, l diviion ucciv d polynôm il vint : Y () λn γ n λ γ λ CNM 6-7 LD-P 49

or comm l ordr du polynôm d xpoant impair t upériur à clui d l xpoant pair, il vint qu γ L filtr normalié dvint aini : n 44 écapitulatif L calcul précédnt étant touour idntiqu, il t poibl d définir d abaqu ou tout l valur d γ t λ ont donné pour un crtain typ d répon d filtr Ici, nou donnon l tablau récapitulatif d filtr d Buttrworth uqu'à l ordr 5 Ordr Polynôm n Y décompoé Filtr normalié,77,44,44,77 4 5,5,,5 4,6,44,6 5,6 4 5,6 5,6,6,8,8,577,5,9,894,8,694,546,546,5,5,,8,5,577,8,8,694,894,9 45 Dénormaliation Il faut dan un prmir tmp rmplacr l λ n t l γ n du filtr normalié pa ba par l λ n t l γ n du filtr normalié conidéré, aini un λ n du filtr normalié pa ba dvint pour un filtr pa band un inductanc d valur ( λ n x ) n éri avc un capacité d valur ( x λn ), il faut n fair d mêm pour l capacité, Un foi l filtr normalié conidéré réalié, il faut rmplacr l valur d λ n t γ n par lur valur réll qui ont rpctivmnt : Ln L u λn t Cn C u γ n CNM 6-7 LD-P 5

4 Filtr actif L inconvénint d un filtr actif t qu il faut l alimntr t contntr d ignaux d amplitud limité par l IL L nivau d bruit t la prénc d tnion d offt puvnt aui limitr l domain d application Son avantag réid ur la poibilité d cacadr pluiur cllul élémntair n n ayant pa l mêm problèm d charg qu un filtr paif (avc un filtr actif, t élvé t faibl) On put aini formr un filtr d un gabarit plu complx Comm pour l filtr paif, il xit différnt typ d tructur Citon par xmpl, l tructur à quadripôl t amplificatur opérationnl, l tructur d auch, l tructur d Salln t Ky, l tructur à giratur, à impédanc négativ t à variabl d état, 4 Dénormaliation Contrairmnt aux filtr paif, la fonction d tranfrt d filtr actif t indépndant d c qu l on connct à c filtr ini, la réaliation d filtr c fait n cacadant d cllul indépndant du prmir ou du cond ordr prè avoir obtnu, la fonction d tranfrt équivalnt pa ba normalié, il uffit d rmplacr la variabl d Laplac normalié ou p par l changmnt d variabl décrit dan l tablau n, n faiant attntion qu la valur d rmplacmnt t normé t qu ou p p rprént Par xmpl pour un pa band, il faut changr p par : p ou πf x p x Un foi c changmnt d variabl ffctué, il uffit d factorir l polynôm n polynôm d prmir ou d cond ordr Exmpl ur l polynôm d Buttrworth : Ordr n Cllul Décompoition d H ( ),44,,847 7 4,765,68 5,68 6 7 8 9 4 4 4 5,9 8,44,57 6,8 9,46 9,445,96 5,66 9,,9,879,5,,47 CNM 6-7 LD-P 5

4 Structur du prmir ordr 4 Pa-ba invrur C qui t bin d la form : T, avc t c c C 4 Pa-ba non invrur T C - avc qui t bin d la form : T, t c c C C 4 Pa-haut C C qui t bin d la form : c T avc t c c C CNM 6-7 LD-P 5

4 Structur du duxièm ordr 4 Pa-ba C ( C C ) qui t bin d la form : m T avc t c C C t C m C 4 Pa-haut C ( C ) qui t bin d la form : m T avc t c C t m 4 Pa-band C C ( C ) qui t bin d la form : m T m avc t c C m t CNM 6-7 LD-P 5

44 éctur ( C) ( C) C qui t bin d la form : T m avc t c t m, 5 C 45 Structur d auch La tructur d auch prmt d réalir tout l typ d filtr (pa ba, pa haut, pa band) hormi l filtr réctur d band (coup band) Ctt famill d filtr t décrit par l chéma d la figur uivant ur lqul Y, Y, Y, Y 4 t Y 5 ont d admittanc Y Y4 5 Y Y Y B - La formul d Millman, appliqué aux point t B, conduit aux équation Y YB Y4 Y Y4 Y Y Y Y4 Y Y Y Y4 Y Y5 B Y Y5 Y Y5 Par élimination d il vint : Y Y T Y Y Y 4 5 ( Y Y Y Y ) puiqu L admittancy, Y, Y, Y 4 t Y 5 ont réalié pa d réitanc d condnatur ( Y C) 4 B Y ou par CNM 6-7 LD-P 54

45 Structur pa-ba d auch On déir obtnir un fonction d tranfrt d la form: T m c c L numératur doit êtr rél, on va donc prndr Y t Y rél u dénominatur, Y Y, Y 4 5 Y t Y Y 5 puvnt êtr rél ou complx Il n rt qu Y Y t Y Y pour obtnir l trm n 5 5 4 Nou arrivon donc à prndr c obligatoirmnt Y5 complx Comm nou dvon avoir un trm rél au dénominatur, il n rt comm olution qu Y 4 rél pour avoir Y Y 4 rél C t donc Y Y qui va fair l trm 5, donc Y doit êtr complx c On arriv à : - Y Y t Y 4 ont d réitanc d valur rpctiv :, t - Y t Y 5 ont d condnatur d valur rpctiv : C t C On obtint comm fonction d tranfrt : T C C Dan l ca particulir ou tout l réitanc ont égal à, alor T C C C par idntification on obtint : ( ) c m C C C C CNM 6-7 LD-P 55

45 Structur pa-haut d auch On déir obtnir un fonction d tranfrt d la form : T c m c c Par l mêm raionnmnt qu précédmmnt : - c t l trm Y Y qui donn l trm, donc Y t Y ont complx c - c t l trm Y Y qui donn l trm 4, donc Y t Y 4 ont complx c - il n rt qu Y t Y5 pour donnr l trm rél, donc Y t Y 5 ont réll On arriv à : - Y Y t Y4 ont d condnatur d valur rpctiv : C, C t C - Y t Y 5 ont d réitanc d valur rpctiv : t On obtint comm fonction d tranfrt : T C C ( ) ( C C C ) C C ( ) Dan l ca particulir ou tout l capacité ont égal à C, alor ( C ) C ( C ) T par idntification on obtint : c C m CNM 6-7 LD-P 56

45 Structur pa-band d auch On déir obtnir un fonction d tranfrt d la form : m c T m c c Par l mêm raionnmnt qu précédmmnt : - c t l trm Y Y qui donn l trm m, donc Y ou Y t complx c Si on prnd Y complx t Y rél, on arriv à : Y5 forcmnt rél car il faut un trm rél au dénominatur, c t donc Y 4 Y qui donn l trm, donc Y 4 t complx On put prndr Y ou Y pour c fair l trm Y Y ou Y Y rél, donc par xmpl ou prnd 5 5 Y rél (déà prix précédmmnt) t Y au choix On arriv à : - Y, Y t Y 5 ont d réitanc d valur rpctiv :, t - Y t Y 4 ont d condnatur d valur rpctiv : C t C On obtint comm fonction d tranfrt : C T ( C ) ( ) C CC Dan l ca particulir ou tout l capacité ont égal à C, alor T C par idntification on obtint : c C m ( ) C ( C) CNM 6-7 LD-P 57

46 Structur d Salln-ky La tructur d Salln-ky prmt d réalir tout l typ d filtr (pa ba, pa haut, pa band) hormi l filtr réctur d band (coup band) Ctt famill d filtr t décrit par l chéma d la figur uivant ur lqul Y, Y, Y t Y 4 ont d admittanc L amplificatur d tnion K poèd d caractéritiqu idéal : impédanc d ntré infini, impédanc d orti null Il put êtr réalié à l aid d un OP monté n amplificatur non-invrur K La formul d Millman, appliqué aux point t B, conduit aux équation Y Y YB Y Y Y Y Y Y4 B B Y Y4 Y Par élimination d t n écrivant qu K B il vint : KYY T ( Y Y )( Y Y ) Y ( Y KY ) L admittancy, Y, Y t Y 4 ont réalié pa d réitanc condnatur ( Y C) 4 4 Y ou par d CNM 6-7 LD-P 58

46 Structur pa-ba d Salln-ky On déir obtnir un fonction d tranfrt d la form: T m c c L numératur doit êtr rél, on va donc prndr Y t Y rél u dénominatur, il n rt qu l trm Y Y 4, tou l autr trm étant factur d Y ou Y c qui prmtt d obtnir l trm n On arriv à : - Y t Y ont d réitanc d valur rpctiv : t - Y t Y 4 ont d condnatur d valur rpctiv : C t C On obtint comm fonction d tranfrt : K T C C C KC ( )( ) ( ) Dan l ca particulir ou l réitanc t ont égal à, alor K T C C K C C par idntification on obtint : [ ( )] ( ) K c CC C K m C C C CNM 6-7 LD-P 59

46 Structur pa-haut d Salln-ky On déir obtnir un fonction d tranfrt d la form : T c m c c Nou pouvon appliqur la mêm méthod qu cll vu pour l pa-ba, ou bin ffctur un tranpoition d compoant comm pour un impl circuit C t C On ffctu l tranpoition : Pa-ba Pa-haut Structur On arriv à : - Y t Y ont d condnatur d valur rpctiv : C t C - Y t Y 4 ont ont d réitanc d valur rpctiv : t On obtint comm fonction d tranfrt : KCC ( ) T C C C K par idntification on obtint : ( )( ) ( ) K c m C C C C [ ( C C ) C ( K )] CNM 6-7 LD-P 6

CNM 6-7 LD-P 6 46 Structur pa-band d Salln-ky On déir obtnir un fonction d tranfrt d la form : c c c m m T En prnant Y, Y, C Y t C Y 4 (réultant d la mi n parallèl d un réitanc t d un condnatur, on arriv à la form uivant : ( ) ( ) ( ) ( ) C K C K C K K T par idntification on obtint : ( ) ( ) ( ) K m C K K c

5 MEMO BUTTEWOTH - TCHEBYCHEFF - BESSEL Filtr d Buttrworth vantag : courb d répon trè plat à l origin, amplitud régulièr n band paant bon tmp d propagation d group calcul facil Inconvénint : raidur d la coupur moynn l atténuation n band paant noté ur l gabarit normalié a t touour égal à db ( a - db ) Fonction d Buttrworth : T ( x) n x ou n t l ordr du filtr Détrmination d l ordr du filtr ln n ln b ( X ) Filtr d Tchbychff vantag : d tou l polynomiaux, c ont cux qui préntnt l front d coupur la plu raid pour un ordr d filtr donné Inconvénint : ondulation n band paant tmp d propagation d group non contant n band paant Fonction d Tchbychff : T ( x) ε Cn ( x) avcc ( x) ; C ( x) x ; t C x) x C ( x) C ( ) n ( n n x Détrmination d l ordr du filtr : arg ch n arg ch b a ( X ) Dux méthod ont poibl pour détrminr la fonction d tranfrt d notr filtr : oit à partir d formul donné dan l tablau précédnt, oit à partir d abaqu t d tablaux La fonction d tranfrt doit êtr détrminé n fonction du typ d répon choii ou trouvrz ci aprè l fonction d tranmiion (invr d fonction d tranfrt) d filtr d Buttrworth, d Tchbychff t d Bl CNM 6-7 LD-P 6

Fonction d tranmiion H ( ) d filtr d Buttrworth d ordr à 9 : P P P P 4 4,6,44,6 P 5 5,6 4 5,6 5,6,6 P 6 6,86 7 5 7,464 4 9,4 6 7,464,86 7 P 7 7 4,494 6,98 5 4,59 4 4,59,98 4,494 P 8 8 5,5 8 7,7 6,846 5 5,688 4,846,7 5,5 8 P 9 9 5,759 8 6,58 7,6 6 4,986 5 4,986 4,6 6,58 5,759 Fonction d tranmiion H ( ) d filtr d Bl d ordr à 8 : P P P 6 5 5 P 4 4 45 5 5 P 5 5 5 4 5 4 945 945 P 6 6 5 4 6 4 75 95 95 P 7 7 8 6 78 5 5 4 7 5 6 7 5 5 5 5 P 8 8 6 7 6 6 6 9 5 5 975 4 7 7 945 945 7 5 7 5 P 9 9 45 8 99 7 86 6 5 5 5 945 945 4 4 79 76 6 6 4 459 4 4 459 4 P n (n-) P n- ² P n- Fonction d tranmiion H ( ) d filtr d Tchbychff d ordr à 7 : max,db ε,5 6 P, 7,75 8 P,6 5,8 6,65 P 4,6 9 4,77,7 5,444 7 P 5,44 9 5 4,58 6 4 6,765 8 5,85,55 5 P 6 4,87 9 6 8,66 5 4, 4,4 9,886 8 4,5 6 P 7 9,767 7 7 6,58 6,95 5,956 4 6,4 4,484 5,487 max,5db ε,49 P,659 5,94 P,97 5,75 6,44 6 P 4,68 4,58 9 4,59,75 P 5 5,589 5 6,55 4,8 7,9 4,5 8 P 6,55 6, 5,98 4 6,776,66 4,56 P 7,55 7 5,76 6 5,97 5 4,79 4 6,84 6,89 6,6 max db ε,58 84 P,97,995 7 P,5, 6,5 6 P 4,68 4,456 8 5,74 9,694 P 5 8,45 5 7,67 4,75 7,9 4,76 4 P 6 4,5 6,47 5 8, 4 7,445,6 4,456 P 7,566 7,6 6 7,866 5 46,5 4 44, 7,866 6,958 4 CNM 6-7 LD-P 6

BIBLIOGPHIE Jan-Luc ZN Préci d élctroniqu Tom, édition Bréal ISBN 849 5 Thirry GEIS Élctroniqu prmièr anné, édition uibrt ISBN 77 79 Françoi MNNEILLE t Jacqu ESQUIEU Élctroniqu Sytèm bouclé linéair, d communication t d filtrag èm édition, édition DUNOD ISBN 58 5 Laurnt DEHIS Polycopié d filtrag analogiqu Cla Préparatoir aux grand écol TSI au lycé apail d Pari Gill EY Cour ur l filtrag analogiqu Préparation à l agrégation au lycé Loui rmand d Nognt ur Marn Thirry DUMTIN Filtrag Fichir word «l_filtragdoc» diponibl ur intrnt Xavir GLTIE Synthè d filtr Fichir pdf «Synth_d_filtrpdf» diponibl ur intrnt Paul BILDSTEIN Fonction d tranfrt d filtr élctroniqu, édition Tchniqu d l ingéniur E Paul BILDSTEIN Synthè t réaliation d filtr actif, édition Tchniqu d l ingéniur E CNM 6-7 LD-P 64