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Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC



  1. #1
    will_be

    Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC


    ------

    Bonjour,
    Je ne comprend pas comment un filtre LC peut faire la moyenne d'un signal.

    Exemple :

    Si on regarde le schéma du dessus, et qu'on fait la moyenne du PWM (le signal tout carré la) on obtient Vin, ma question est comment le filtre LC va faire cette moyenne?.


    Merci

    -----

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  3. #2
    Karym77

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Bonjour

    en fait, ton filtre LC, qui n'est autre qu'un filtre passe bas qui va éliminer les composantes hautes fréquences du signal et par conséquent tu vas te retrouver avec un signal proche du fondamental (voir décomposition en série de Fourier). il est donc tout à fait normal que tu te retrouves avec un signal sinusoidal en sortie du filtre

  4. #3
    invite03481543

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Bonjour,

    un filtre LC est un filtre passe bas du 2eme ordre:

    w0=(1/LC)^0,5 représente la pulsation de raisonance

    Lorsque F est grand (F>10F) le circuit est quasi inductif, le déphasage étant pratiquement constant à PI/2.

    Lorsque F est à la raisonance en courant (F=F0), le circuit ne présente pas de déphasage du tout.

  5. #4
    will_be

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Un filtre LC = passe bande non?, sinon je voulais savoir comment allait réagire exactement la self et la capa (cycle charge décharge quoi)

  6. #5
    will_be

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Ma question n'est pas clair ? :s
    En gros, comment vont réagir la self et la capa pour faire la moyenne... Je veux savoir à qu'elle moment une ou l'autre va se charger ou se décharger.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    f6bes

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Citation Envoyé par will_be Voir le message
    Un filtre LC = passe bande non?,
    Bjr à toi,
    Ben ,c'est pas non , c'est OUI.
    Un circuit LC à une fréquence de résonnance.
    En dehors de cette fréquence , il atténue tout ce qu'on lui présente.
    Ceçi d'autant plus que tu t'éloignes de la fréqence de ton LC.
    Donc il laisse passé F=LC et atténue le reste.
    C'est la définition du filtre PASSE BANDE.

    A+

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  10. #7
    Karym77

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    ta question n'a pas de sens...

    Pour calculer la valeur moyenne d'un signal il est nécessaire de procéder à une intégration.
    Ton filtre passe bas peut réaliser cette opération à condition que tu aies une fréquence de coupure assez élevée (voir message précédent).

  11. #8
    Karym77

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Comment voulez-vous moyenner un signal avec un filtre passe bande???

    Filtre LC= filtre passe du second ordre
    Fonction de transfert= 1/(1-LCp^2) avec p=jw (variable de Laplace)

  12. #9
    invite03481543

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Citation Envoyé par will_be Voir le message
    Ma question n'est pas clair ? :s
    En gros, comment vont réagir la self et la capa pour faire la moyenne... Je veux savoir à qu'elle moment une ou l'autre va se charger ou se décharger.
    Si ta question est claire, mais il m'arrive aussi de bosser un peu.

    Pour ta question il faut faire une analyse mathématique (mathématiques du signal), c'est à dire l'étude du comportement fréquentiel de ce montage.
    Quel est ton niveau d'études?
    @+

  13. #10
    will_be

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Bon, je veux juste pouvoir comprendre le fonctionnement pour l'expliquer oralement si on me pose la question lors de la présentation de mon TFE. (je vous rassure ce n'est pas dutout mon sujet mais l'entreprise ou j'ai fais mon travail fabriquait des onduleurs donc je voulais quand même comprendre le principe de fonctionnement de ceux-ci.)

    Voila un schéma plus représentatif que le premier :



    Voila la tension que l'on à avant le filtre et après le filtre on a une belle sinusoide. Je voulais donc savoir comment la self et la capa allai pouvoir réaliser sa .

  14. #11
    will_be

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Je crois que la personne qui m'avait dessiné le schéma c'était trompée, je ne crois pas qu'on doit mettre des signaux négatif durant l'alternance positive et des signaux positif durant l'alternance négative.

  15. #12
    invite03481543

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Oui tu as parfaitement raison, les graphes de ton premier post était d'ailleurs plus clairs.

    Quelques éléments de réponses:
    Comme je te l'avais expliqué plus haut, lorsqu'on souhaite recueillir de ce signal modulé (onduleur unipolaire) sa valeur moyenne, on utilise un filtre passe bas, sa caractéristique principale doit être de ne laisser passer que la fréquence fondamentale et d'éliminer les harmoniques impairs et également de présenter une impédance très faible.
    Ce genre de signal ne peut contenir d'harmoniques pairs puisque f(t + T/2) = -f(t).
    On appelle communément ce filtre de sortie: "filtre anti-harmoniques".

    Compte tenu des différents types de charges non linéaires qui peuvent être raccordées il n'est pas aisé de se staisfaire d'un simple filtre passif pour obtenir une distorsion faible.
    C'est pour cela que la modulation de largeurs d'impulsions est utilisée à fréquence élevée (quelques Khz) pour répondre rapidement aux variations de courants et présenter au travers du filtre une impédance harmonique la plus faible possible.

    La fréquence de raisonance du filtre est choisie de préférence différente d'un harmonique possible (donc entre 3 et 7)
    La norme NFC42-810 a retenue un modèle de charge appelée RCD (pour résistances, condensateurs,diodes) afin de caractériser les onduleurs de moins de 3kVA.

    Je ne veux pas entrer dans des détails qui seraient trop longs à exposer ici mais en général le taux de distorsion est limité à 5% tant que le courant max de l'onduleur n'est pas atteint, on caractérise ainsi un "bon onduleur".

    Lorsque F<F0 l'impédance du filtre sera proche de 1/Cw, et pour F>F0 proche de Lw, à la raisonance son impédance sera proche de la valeur de l'impédance de la charge.
    Dans la bande passante de la régulation, l'impédance de sortie doit être égale à l'impédance série du filtre divisée par le gain de la chaîne de réaction, sinon l'impédance sera soit capacitive soit inductive.

    C'est un peu technique désolé, mais indispensable pour bien comprendre les impératifs qui conduisent au choix final de ce filtre.
    +@

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  17. #13
    will_be

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    A ouai..., je me vois TRES TRES mal dire sa oralement en faite...
    Moi qui croyais que l'explication serait aussi facil que celle des cycles de charge et de décharge d'un STEP-DOWN...

    Je vais essayer de comprendre sa demain quand je serais en forme.


    Merci beaucoup !

  18. #14
    renaudleger

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    J'aimerais ré-ouvrir ce post.

    Je ne sais pas si will_be a trouvé son bonheur, j'espère juste qu'il a bien réussi son mémoire.

    Hulk, j'ai bien compris que tu jonglais bien avec ce genre de projets, je suppose qu'une formation professionnelle est derrière cette connaissance.

    Je suis en train de réaliser un convertisseur AC 220V/50HZ vers AC (réglable en tension (0-250v) et fréquence(20-100hz)).

    J'ai bien compris le principe de filtrage.

    J'ai quelques questions a poser:

    1) pourquoi utiliser une modulation de largeurs d'impulsions et pas un signal à fréquence fixe et rapport cyclique variable. Je suppose que c'est lié au spectre fréquentiel mais j'aimerais être certain.

    2) Nous avons le choix entre: filtre LC parallèle, filtre LC série avec charge montée sur L ou LC avec charge montée sur C.
    Quel est le meilleur choix?

    Merci pour tout et au plaisir de vous lire!

  19. #15
    renaudleger

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Bonjour,

    J'ai continué mes investigations.

    Sur certains sites, on peut penser que signal MLI et PWM sont le mêmes, mais je ne suis pas certain.

    PWM et duty cycle: la fréquence de base est fixe, on change juste le rapport cyclique. Dans ce type de signal, le temps entre deux flancs les mêmes (montant ou descendants) est constante.
    Si l'on regarde le graphique de Will_be (Vieux 22/05/2008, 18h31 ), ce n'est pas le cas.

    Lors de mes lectures, en MLI, on parle que les harmoniques 3 et 5 sont très faibles et donc on peut facilement utiliser un filtre de simple rang. Je ne crois pas que ce soit vrait pour le signal PWM.

    Pour le filtre de sortie, on peut soit utiliser un filtre passe bande sur la fréquence utile ou un coupe bande sur la fréquence de commutation. Je n'aime pas trop la solution 2 car on ne filtre pas les harmoniques.

    C'est un peu floue pour moi...

    Merci pour votre temps,

    R

  20. #16
    invite03481543

    Re : Faire la moyenne d'un signal avec filtre LC

    Bonsoir,

    la représentation graphique de will_be n'est pas tout à fait juste, le PWM -> Pulse width modulation) ou MLI ->modulation de largeur d'impulsion en Français, dans cette application utilise une fréquence fixe et l'impulsion est calibrée selon la valeur moyenne à obtenir pour reconstituer la sinusoïde à différents instants.

    Le choix du filtre pour recupérer l'enveloppe dépend de l'efficacité recherchée et du critère économique.

    A+

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