[Analogique] Atténuation filtre RC
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Atténuation filtre RC



  1. #1
    Yodiraf

    Atténuation filtre RC


    ------

    Bonjour,

    J'aimerai avoir une précision sur les filtres RC.

    Je pensais que le signal était atténué à partir de la fréquence de coupure fc.

    Pourtant, avec un signal d'amplitude 2.5V, de fréquence 10MHz, et un filtre RC à 10MHz, j'ai un signal de sortie de 2V.

    Du coup, le filtre RC se comporte aussi comme un diviseur de tension?

    -----

  2. #2
    micka_ch

    Re : Atténuation filtre RC

    Bonjour,

    Pour un passe-bas du 1er ordre sans gain fc défini quand Uout/Uin = 1/sqrt(2) ou -3 dB en échelle log.

    Tu devrais avoir quelque chose comme 1.767V en sortie à fc.

    Salutations
    Dernière modification par micka_ch ; 03/08/2017 à 09h16.

  3. #3
    antek

    Re : Atténuation filtre RC

    Citation Envoyé par Yodiraf Voir le message
    Je pensais que le signal était atténué à partir de la fréquence de coupure fc.
    Pourtant, avec un signal d'amplitude 2.5V, de fréquence 10MHz, et un filtre RC à 10MHz, j'ai un signal de sortie de 2V.
    Du coup, le filtre RC se comporte aussi comme un diviseur de tension?
    - et aussi avant (voir la courbe du filtre)
    - quelle est l'impédances à 10 MHz de C ?
    - en régime sinusoïdal et pour une fréquence donnée on peu le voir comme ça mais à quoi bon ?

  4. #4
    Patrick_91

    Re : Atténuation filtre RC

    Hello

    Si c'est tout a fait cela , le circuit RC est un diviseur de tension constitué d'un élément résistif et d'un autre parfaitement réactif.
    D’où la réponse en fréquence et la similitude à la fréquence de coupure, lorsque l'impédance de la résistance est égale a celle de l'élément réactif. Dans ce cas là on a bien
    -3dB pour le diviseur résistif (par 2 ) et le circuit RC à la fréquence de coupure ... Au départ c'est la même formule de calcul de la fonction de transfert ..sauf que çà se gâte en fonction de la Fréquence bien sur .. T(w) = (V.iZ)/(R+iZ)

    Pour les 2V au lieu de 1,7V c'est un problème de mesure ou de filtre quels sont tes moyens de mesure ?

    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Yodiraf

    Re : Atténuation filtre RC

    Je fais de la simulation avec pspice.

    J'ai un pulse en entrée de période 10MHz. Quand je fais la FFT, je vois que je choppe des harmoniques, ça peut venir de ça les 2V au lieu de 1.7V?

    Je pensais que l'on n'était pas atténué avant fc et à -3db on avait Ue/sqrt(2) et après de plus en plus atténué suivant la fréquence. Mais visiblement j'ai tort.

    Donc même sur la plage 0 - Fc, on est atténué à Ue/sqrt(2), c'est ça?

  7. #6
    micka_ch

    Re : Atténuation filtre RC

    Bonjour,

    Une pulse ou un signal carré de 10 MHz ?

    En régime permanent (sinus en entré) tu as le gain qui évolue de la manière suivante : G(w)=1/sqrt(1+w^2/wc^2)

    Donc dès que w (2*pi*f) est plus grand que 0, tu atténues... Et déphase aussi.

    https://fr.wikipedia.org/wiki/Filtre_passe-bas

    Salutations
    Dernière modification par micka_ch ; 03/08/2017 à 13h18.

  8. #7
    Yodiraf

    Re : Atténuation filtre RC

    C'est un pulse.
    Et autre question :
    Plus l'ordre de mon filtre est grand, plus j'atténue. Est-ce que ça vient du fait de la multiplication de filtre?
    Genre pour un ordre n, j'aurais Us=Ue/n*sqrt(2) ?

  9. #8
    Patrick_91

    Re : Atténuation filtre RC

    bonjour,

    Je pensais que l'on n'était pas atténué avant fc et à -3db on avait Ue/sqrt(2) et après de plus en plus atténué suivant la fréquence. Mais visiblement j'ai tort.
    Ben regardes la formule de la fonction de transfert .... 0 atténuation c'est en DC bien sur, c'est en pente douce qui s'accentue jusqu'à FC puis la pente finit par faire 6dB/octave 20 dB par décade (ce qui est la même chose, la même pente). On a bien une atténuation de 3dB à FC c'est sur.
    Ce qui est en cause c'est ta simul a partir de signaux carrés ? la composante a 10 MHz est certainement atténuée de 1/racine(2) forcément.

    Quand je fais la FFT, je vois que je choppe des harmoniques, ça peut venir de ça les 2V au lieu de 1.7V?
    Bien sur que non ... l'harmonique 2 est a 20 MHz non ?? le H3 à 30 MHz ...
    Ta simulation est foireuse, tu analyses le spectre obtenu avec quelle résolution ?

    Essayes un bruit blanc a l'entrée du RC , cela ira mieux faute de sinus balayé ..

    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  10. #9
    micka_ch

    Re : Atténuation filtre RC

    Donc une impulsion rectangulaire d'une duré de 100 ns ? Peut-être un aperçu de Uin pourrais aider et de savoir quelles composantes du signal tu veux filtrer/atténuer

    Plus l'ordre de mon filtre est grand, plus j'atténue. Est-ce que ça vient du fait de la multiplication de filtre?
    Genre pour un ordre n, j'aurais Us=Ue/n*sqrt(2)
    Cela dépend de ton filtre et de comment tu le conçois. On peut très bien faire un filtre d'ordre 8 qui a 3 dB d'atténuation à 10 MHz(en tout cas en théorie). L'ordre détermine en gros la pente du filtre (raideur de la transition).
    Dernière modification par micka_ch ; 03/08/2017 à 14h25.

  11. #10
    Yodiraf

    Re : Atténuation filtre RC

    Voilà l'allure de mon signal en entrée :

    Nom : Capture.jpg
Affichages : 333
Taille : 95,1 Ko

    En fait, je veux récupérer une sinusoïde à 10MHz.

    Pour cela, je suis obligé d'avoir un filtre de rang 6.... J'ai mis 6 RC à la suite.

    C'est beaucoup atténué. Mon signal a une amplitude de 4mV et centré autour de 6mV... Je veux amplifier ça derrière.

    Mais tentative échouée... Mon ampli sature à 5V alors que j'ai un gain de 11...

  12. #11
    Yodiraf

    Re : Atténuation filtre RC

    Je suis confronté à un problème là....

    Quand je met un ampli, mon signal chute à -400mV (avec un amplitude 4mV) et quand j'amplifie, ça n'amplifie pas l'amplitude de ma sinusoide mais -400mV.

    C'est pour ça que je sature en fait...

    Comment je fais pour amplifier l'amplitude de ma sinusoide ? Par exemple pour avoir une amplitude de 500mVpp?

  13. #12
    micka_ch

    Re : Atténuation filtre RC

    Ne serait-il pas plus simple de faire ceci :

    Nom : Filtre.png
Affichages : 338
Taille : 73,7 Ko

    Attention, connecter une charge R va faire chuter le facteur de qualité, mais si ton 10 MHz attaque une entrée High-Z, ça devrait être bon. Pour une réalisation pratique il y a quelques précautions a prendre concernant le choix des composants.

  14. #13
    Patrick_91

    Re : Atténuation filtre RC

    hello,
    Pour cela, je suis obligé d'avoir un filtre de rang 6.... J'ai mis 6 RC à la suite.
    Hi, tu as déja du mal a voir comment fonctionne un RC , alors 6 en série ... ???
    Tu a s du oublier d'isoler les RC entre eux (impédance de charge infinie) tu dois être loin du 6 pôles ...

    Ne peux tu pas mettre un sinus balayé en fréquence à l'entrée du RC (ou un bruit blanc) et observer la sortie aux borne de la capa ?

    La tes manip c'est du gros n'importe quoi cela ne donnera rien de tres didactique

    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  15. #14
    Yodiraf

    Re : Atténuation filtre RC

    Citation Envoyé par Patrick_91 Voir le message
    Ne peux tu pas mettre un sinus balayé en fréquence à l'entrée du RC (ou un bruit blanc) et observer la sortie aux borne de la capa ?
    Comment je fais ça?

    Pas mal du tout le filtre RLC. C'est un passe bande, c'est ça?

  16. #15
    micka_ch

    Re : Atténuation filtre RC

    Je ne sais pas exactement sur PSpice mais il doit y avoir un onglet "AC analysis" sur le paramétrage de la simulation.

    Faut aussi mettre une source AC à l'entré du circuit.

    Pas mal du tout le filtre RLC. C'est un passe bande, c'est ça?
    Tout trouvera la réponse soit en calculant et/ou en simulant la réponse fréquentielle.

  17. #16
    antek

    Re : Atténuation filtre RC

    Quel est le but cette manip (transformer des impulsions à 10 MHz en sinusoïde de même fréquence) ?

  18. #17
    Patrick_91

    Re : Atténuation filtre RC

    hello,

    Justement un pulse c'est une somme de sinusoïdes d'amplitudes et phase particulières, c'est exactement le problème de @Yodiraf.
    On voit un pulse étroit sur son scope virtuel, mais il ne connait pas l'amplitude du vrai signal sinusoidal 10 MHz qu'il colle a l'entrée de son RC ...
    Je ne sais pas avec quel instrument virtuel il évalue la sortie du montage, mais déjà là il n'est pas prêt du tout à retrouver le 1/(2^1/2) ou 1/1,414
    On devrait interdire la simulation a ceux qui n'ont jamais mis les mains dans le cambouis en faisant de vrai mesures ....
    je mesure quoi avec quoi ?? et surtout avec quelle erreur ?

    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  19. #18
    antek

    Re : Atténuation filtre RC

    Citation Envoyé par Patrick_91 Voir le message
    Justement un pulse c'est une somme de sinusoïdes d'amplitudes et phase particulières, c'est exactement le problème de @Yodiraf.
    Avec son rapport cyclique inférieur à 1/10 ça va être compliqué pour quelqu'un qui ne maitrise pas les filtres passifs.

  20. #19
    Patrick_91

    Re : Atténuation filtre RC

    Hi oui,
    Comme le but de la manip est de vérifier la fonction de transfert d'un circuit RC avec FC = 10 MHz , ne pas connaitre l'amplitude du signal d'entrée a 10 MHz l'expose a ne pas pouvoir retrouver les -3 dB de rigueur en sortie à cette même Fréquence, pourvu que le bon appareil de mesure (virtuel) ait été utilisé a la sortie ....
    Le scope a l'entrée étant déjà une bourde sauf pour mesurer l'amplitude du créneau .. ce qui ne sert a rien .. !
    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  21. #20
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Atténuation filtre RC

    Bonjour,

    Pour retrouver la fonction de transfert du filtre, l'amplitude de chaque harmonique du signal filtrée (son spectre) doit être normalisée (divisée) par l'amplitude de l'harmonique correspondante du signal envoyé en entrée du filtre.
    Le spectre du rectangle peut être calculé : http://www.kpap.net/notes/item.php?id=PWMFourier , ou déduit de la FFT du signal rectangulaire.

    Penser à simuler :
    - un nombre entier de périodes
    - "suffisamment" de périodes
    - avec un time-step "suffisamment" faible
    pour avoir une bonne résolution fréquentielle et en amplitude de la FFT.



    Comme déjà souligné, une simu harmonique serait plus simple qu'une simu transitoire.
    Dernière modification par Antoane ; 04/08/2017 à 10h06.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  22. #21
    Yodiraf

    Re : Atténuation filtre RC

    Bonjour,

    Je sais qu'un pulse c'est une somme de sinusoïde. Effectivement le but est juste de récupérer la sinusoïde à 10MHz.

    J'utilise un voltmètre (en simu) pour observer en sortie du montage et également la FFT en sortie.

  23. #22
    Patrick_91

    Re : Atténuation filtre RC

    Bonjour,

    Oui , on lui donne la solution là, mais s'il faut (et c'est le cas là) décomposer le signal en série de fourrier pour connaitre l'amplitude du fondamental envoyé c'est un peu lourd et inutile (cela va fonctionner mais il y a mieux à faire).
    Par exemple remplacer le scope virtuel par un analyseur de spectre , le fondamental et ses harmoniques apparaitrons immédiatement, même chose en sortie, il faut aussi un analyseur de spectre et le tour est joué..

    Ceci est imposé par le choix de faire le test avec un signal rectangulaire , forcément çà coince , surtout pour les faibles rapport cycliques... Tout ceci pour moi n'a rien a voir avec la simulation , c'est de la mesure ..

    Maintenant les stimuli utilisables avec les simulateurs sont en principe variés et puissant :
    Pour ce qui intéresse ce fil -diagrame de Bode ou plus compliqué :
    Une source sinus balayée en fréquence
    Un générateur de Bruit blanc
    une source sinus CW
    En sortie analyseur de spectre
    Oscilloscope (synchronisé avec le géné sinus balayé)
    Oscilloscope (en détection de bruit blanc a l'entrée du rc)

    etc etc


    Etc ... pourquoi faire simple quand on peut tout compliquer ..

    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  24. #23
    Yodiraf

    Re : Atténuation filtre RC

    Citation Envoyé par Patrick_91 Voir le message
    Etc ... pourquoi faire simple quand on peut tout compliquer ..
    Et bien j'apprends!

    Rome ne s'est pas fait en un jour.

  25. #24
    Patrick_91

    Re : Atténuation filtre RC

    J'utilise un voltmètre (en simu) pour observer en sortie du montage et également la FFT en sortie.
    Oui mais a l'entrée ?? quel est le niveau de 10 MHz injecté ?? faut aussi aller y regarder avec l'analyseur de spectre non ?
    Si tu fais cela tu vas trouver pour FC les 3 dB d'atténuation , non ?

    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  26. #25
    Yodiraf

    Re : Atténuation filtre RC

    Citation Envoyé par Patrick_91 Voir le message
    Oui mais a l'entrée ?? quel est le niveau de 10 MHz injecté ?? faut aussi aller y regarder avec l'analyseur de spectre non ?
    Allons y pas à pas car je ne comprend pas tout.... Je dois visualiser quoi et où?

  27. #26
    Patrick_91

    Re : Atténuation filtre RC

    HI,

    Il te faut connaitre l'amplitude du signal sinus a 10 MHz a l'entrée du filtre RC non ?
    Donc, entre autre moyen tu colles un analyseur de spectre sur le point d'injection de ton signal rectangulaires non ?
    Autre moyen : calculer amplitude du fondamental a 10 MHz en faisant la décomposition en série de fourrier de ton signal d'entrée.
    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  28. #27
    Yodiraf

    Re : Atténuation filtre RC

    Ok mais ça me sert à quoi d'avoir cette info?

  29. #28
    micka_ch

    Re : Atténuation filtre RC

    Quel est le but ?

    Trouver un filtre et son circuit pour récupérer la fondamental du signal donnée ou "caractériser" un RC passe-bas avec une fc à 10 MHz ?

    Salutations

  30. #29
    Patrick_91

    Re : Atténuation filtre RC

    hello

    Citation Envoyé par Yodiraf Voir le message
    Ok mais ça me sert à quoi d'avoir cette info?
    bah , a pouvoir évaluer la fonction de transfert a 10 MHz sans se tromper ...

    Pour rappel :
    Je fais de la simulation avec pspice.
    J'ai un pulse en entrée de période 10MHz. Quand je fais la FFT, je vois que je choppe des harmoniques, ça peut venir de ça les 2V au lieu de 1.7V?
    Je pensais que l'on n'était pas atténué avant fc et à -3db on avait Ue/sqrt(2) et après de plus en plus atténué suivant la fréquence. Mais visiblement j'ai tort.
    Non tu n'avais pas tort , c'est ta mesure qui est farfelue, car tu considères l'amplitude du pulse et non pas celui du fondamental a 10 MHz !
    Vu l'arbre en boule ?

    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  31. #30
    Yodiraf

    Re : Atténuation filtre RC

    Citation Envoyé par Patrick_91 Voir le message
    Vu l'arbre en boule ?
    Non

    -----------------------------------------------------------------
    Mdr.. Je croyais que c'était une technique ^^
    ------------------------------------------------------------------

    Amplitude de l'harmonique du signal d'entrée à 10MHz : 150mV

    Amplitude de l'harmonique du signal d'entrée à 10MHz : 115mV
    Dernière modification par Yodiraf ; 04/08/2017 à 13h45.

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