Filtre passe bas

[inviteee0b74d0]

Bonjour,
Je dois réaliser un filtre passe bas avec une fréquence de coupure de 100Hz. Le signal d'entrée est de type alternatif (d'amplitude 4,14V à 50Hz avec des oscillations parasites à 2,5kHz). Ce signal doit être filtré en gardant un gain unitaire (donc 4,14v en sortir de filtre).
J'ai réussi à réaliser mon filtre passe bas (montage RC classique). Seul problème rencontré, le signal de sortie est atténué à 3,59V.
J'aimerais savoir comment m'y prendre pour réellement avoir un gain unitaire ?
Merci.
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[inviteede7e2b6]

J'aimerais savoir comment m'y prendre pour réellement avoir un gain unitaire ?
Merci.

la réponse est dans ta question

[invitee05a3fcc]

Faire un passe-bas actif du deuxième ordre . Voir particulièrement page 6 http://www.groupes.polymtl.ca/mec640...0passe-bas.pdf

[inviteede7e2b6]

alors , camarade , on donne les soluces des devoirs toutes faites

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteee0b74d0]

Merci Daudet78. J'avais envisagé cette solution et ça allait être ma prochaine étape.

[invitee05a3fcc]

alors , camarade , on donne les soluces des devoirs toutes faites

Ouais ... mais je ne donne pas le programme qui permet d'avoir les valeurs sans faire de calcul !

[inviteee0b74d0]

Voir particulièrement page 6 http://www.groupes.polymtl.ca/mec640...0passe-bas.pdf

Daudet78, j'avais essayé le montage p4 avec l'ajout d'un gain. J'avais bien retrouvé le niveau de tension attendu (soit 4,14v). Néanmoins mon signal était déformé toute les demies périodes (alternances négatives).
Le montage que tu m'as conseillé p6 correspond à un montage du second ordre. En quoi est t-il différent du montage du premier ordre ?

[invite32886bf8]

Le filtre du second ordre possède une meilleure qualité de filtrage que le premier ordre (-40dB/décade).

Tu peux utiliser le montage sallen-key:



Regarde les caractéristiques Butterworth pour garder le bonne fréquence de coupure. Je ne sais plus si les caractéristiques de Butterworth font un gain unitaire. A toi de voir.
Tu devras faire quelque chose pour adapter ce gain s'il n'est pas unitaire.

[inviteee0b74d0]

Bonjour Michael_87, merci pour ta réponse.
Juste te préciser que la qualité de filtrage du filtre d'ordre 1 me satisfait amplement. Par contre j'ai besoin d'un gain linéaire parfaitement unitaire. (Garder en sortie ce que j'ai en entrée).

[invite32886bf8]

Ce qui est bien avec ce montage sur l'image que j'ai mis c'est qu'il y a des formules toutes faites en respectant Butterworth. Il me semble que c'est un gain unitaire si tu prend seulement un étage (2ème degré) mais je ne me rappelle plus précisément.
Par contre si tu prend 2 étages (4ème degré) je suis sur qu'en sortie le gain n'est plus unitaire et il faut adapter avec un autre montage.
Tu n'a qu'à trouver les formules de ce montage avec Butterwoth

[invitee05a3fcc]

Daudet78, j'avais essayé le montage p4 avec l'ajout d'un gain. J'avais bien retrouvé le niveau de tension attendu (soit 4,14v). Néanmoins mon signal était déformé toute les demies périodes (alternances négatives).

Tu avais une alimentation asymétrique (0/12V par exemple). Il fallait mettre une masse virtuelle . Ton schéma (avec alim) ?

En quoi est t-il différent du montage du premier ordre ?

Voir réponse dans mon lien #3

[inviteee0b74d0]

@Michael_87 : Je te remercie pour ces infos. J'essaie tout ça cet après-midi, et je te tient au courant.

@Daudet78 : Mon alimentation est une alim symétrique (+/-15V). Je te joint mon schéma (fait à l'arrache sur Paint...). Je précise que j'utilise un LM358P.

[invitee05a3fcc]

Tu as certainement une erreur de câblage !
L'alimentation, c'est bien -15V/0/+15V ? avec le 0V relié au 0V (ground) du montage ? Il y a bien 30V entre les deux points de l'alimentation de l'ampliOP ?

[Antoane]

Bonjour,

Je dois réaliser un filtre passe bas [...]
Le signal d'entrée est de type alternatif (d'amplitude 4,14V à 50Hz avec des oscillations parasites à 2,5kHz). Ce signal doit être filtré en gardant un gain unitaire (donc 4,14v en sortir de filtre).

Juste te préciser que la qualité de filtrage du filtre d'ordre 1 me satisfait amplement. Par contre j'ai besoin d'un gain linéaire parfaitement unitaire. (Garder en sortie ce que j'ai en entrée).

Tu connais la fonction de transfert d'un filtre du 1er ordre. Tu peux donc calculer l'atténuation du filtre à 50Hz pour une fréquence de coupure donnée.

Tu peux aussi prendre le problème dans l'autre sens : étant donné l'atténuation maximale que tu accepte sur le signal 50Hz (par exemple 1%) et connaissant la fonction de transfert du filtre, tu peux calculer la fréquence de coupure minimale du filtre à utiliser.

Connaissant la fonction de transfert du filtre utilisé et sa fréquence de coupure, tu peux calculer l'atténuation du filtre à 2,5kHz.

Si cette atténuation n'est pas suffisante, il faudra utiliser un filtre d'ordre supérieur.
Sinon, inutile d'aller chercher du côté des filtres actifs.

Quoi qu'il en soit, la fréquence de coupure du filtre ne peut être choisie a priori, sans connaitre le type de filtre utilisé et l'atténuation max acceptable à 50Hz.

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Ex. :
pour avoir au maximum 1% d'erreur sur un signal de 50 Hz, il faut un filtre RC (premier ordre classique) de fréquence de coupure >7,0*50 Hz. De là, l'atténuation à 2,5 kHz est < 17 dB (il ne reste que > 14% du signal de départ).
Si cette atténuation est trop faible, il faut, au choix :
- augmenter l'ordre du filtre ;
- accepter une atténuation supérieure sur le 50 Hz ;
- ajouter un gain dans le montage (gain global supérieur à 1 en dessous de 50 Hz et égal à 1 à 50 Hz).

La dernière option n'est cependant pas la meilleure, la stabilité du circuit diminuant. Autrement dit : la température et le vieillissement des composants va entraîner une modification de l'atténuation du signal 50 Hz.

[invite32886bf8]

J'ai retrouvé les réponses Butterworth du filtre suivant donné plus haut:



Si tu utilise le simple 2ème ordre. Le facteur des résistances R4/R3 = 0.586 (source: Composants et systèmes d'application 5ème édition Thomas L. Floyd

Gain = 1+(R4/R3)

Le gain n'étant pas unitaire, tu peux utiliser un diviseur de tension pour ajuster ton gain en sortie (suivi d'un ampli-op suiveur si tu as encore des résistance après ton diviseur de tension)

Pour les valeurs des autres résistances et condensateurs, tu trouves la formule sur le post #3 de Daudet78

[Antoane]

Hello,

Gain = 1+(R4/R3)

Le gain n'étant pas unitaire, tu peux utiliser un diviseur de tension pour ajuster ton gain en sortie (suivi d'un ampli-op suiveur si tu as encore des résistance après ton diviseur de tension)

Ou bien prendre R4 = 0, et accessoirement retirer R3

[invite32886bf8]

Ou bien prendre R4 = 0, et accessoirement retirer R3

En faisant ça on ne respecte plus les condition Butterworth qui dit que sur un filtre d'ordre 2, le rapport entre les résistances de sortie R4/R3 = 0.586

La fréquence de coupure peut être altéré sur des circuit plus complexe.