Limite d'attenuation des filtres passifs

[Control]

Bonjour,

Pour un filtre actif, en théorie lorsque le gain tend vers l'infini en réalité l'amplitude de sortie est limitée à l'excursion de sortie imposée par l'alimentation de l'amplificateur opérationnel. Pour faire simple si l'aop est alimenté en +15/-15V, l'amplitude de sortie ne sera pas infini mais de +15V ou -15V en réalité.

Qu'en est-il pour le cas d'un filtre passif? Un filtre passif n'amplifie pas le signal de sortie par rapport au signal d'entrée, il l'atténue ou le restitue tel quel selon le type de filtre et l'intervalle de fréquences. En théorie le gain peut tendre vers l'infini mais en pratique quel est la limite de l'amplitude de sortie?
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[f6bes]

Bjr à toi, Je ne vois comment on peut avoir du GAIN ( de plus...infini) de qq chose de ...passif ! (..... En théorie le gain peut tendre vers l'infini mais en pratique quel est la limite de l'amplitude de sortie? ...)
Tu as donc toujours une atténuation entre l'entrée et la sortie.....qui va dépendre de la qualité des composants et réalisation du filtre.
Ca peut etre merdi.... passable,...bon...trés bon....excellent.. Bonne journée

[gienas]

Bonjour Control et tout le groupe

... En théorie le gain peut tendre vers l'infini mais en pratique quel est la limite de l'amplitude de sortie?

Hum. Je suis étonné de ton questionnement qui laisse supposer que tu ne maîtrises pas bien les termes que tu utilises.

Plutôt que le gain, qui s’exprime en dB, il vaudrait mieux parler d’amplification.

Passif, l’amplification ne peut être qu’inférieure à 1, donc gain nul. Ce serait le cas d’une résistance série nulle suivie d’un condensateur parallèle nul. C’est une liaison directe.

Pour avoir un comportement variable en fréquence, il ne peut y avoir qu’une atténuation donc gain négatif.

Les niveaux de sortie (et aussi d’entrée) admissibles dépendent des caractéristiques des composants utilisés. Par exemple, si un condensateur parallèle est utilisé, il est spécifié supporter une tension limite à ne pas dépasser.

[gcortex]

Un filtre passif peut amplifier la tension ou le courant, mais pas la puissance.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Control]

Bjr à toi, Je ne vois comment on peut avoir du GAIN ( de plus...infini) de qq chose de ...passif ! (..... En théorie le gain peut tendre vers l'infini mais en pratique quel est la limite de l'amplitude de sortie? ...)
Tu as donc toujours une atténuation entre l'entrée et la sortie.....qui va dépendre de la qualité des composants et réalisation du filtre.
Ca peut etre merdi.... passable,...bon...trés bon....excellent.. Bonne journée

Bonjour,
Et bien lorsque l'on trace le diagramme de Bode, on trace bien de gain en décibels ainsi que la phase en fonction de log(w). Maintenant lorsque l'on fait l'étude asymptotique du gain en décibels, ce gain peut tendre vers - l'infini, si on utilise un filtre passe-bas au-delà de la pulsation de coupure par exemple. Du coup je demandais, dans la pratique quelle est la limite de cette atténuation

[Control]

Bonjour Control et tout le groupe



Hum. Je suis étonné de ton questionnement qui laisse supposer que tu ne maîtrises pas bien les termes que tu utilises.

Plutôt que le gain, qui s’exprime en dB, il vaudrait mieux parler d’amplification.

Passif, l’amplification ne peut être qu’inférieure à 1, donc gain nul. Ce serait le cas d’une résistance série nulle suivie d’un condensateur parallèle nul. C’est une liaison directe.

Pour avoir un comportement variable en fréquence, il ne peut y avoir qu’une atténuation donc gain négatif.

Les niveaux de sortie (et aussi d’entrée) admissibles dépendent des caractéristiques des composants utilisés. Par exemple, si un condensateur parallèle est utilisé, il est spécifié supporter une tension limite à ne pas dépasser.

Peut-être.. mais je parlais du gain en décibels.. c'est en faisant l'étude asymptotique du gain en décibels que l'on observe qu'il peut tendre en -infini, pour le cas d'un filtre passe-bas par exemple.

Que veut dire "nulle" dans "résistance série nulle" et "nul" dans "condensateur parallèle nul"? Il s'agit de leur valeur?

Les niveaux de sortie (et aussi d’entrée) admissibles dépendent des caractéristiques des composants utilisés. Par exemple, si un condensateur parallèle est utilisé, il est spécifié supporter une tension limite à ne pas dépasser. ah d'accord, je l'ai appris uniquement pour le cas d'une résistance; le choix d'une résistance dépend de la puissance maximale qu'elle peut dissipé (U²/R ou RI²) mais je n'ai pas appris pour le cas d'un condensateur ou bobine. Comment détermine-t-on la tension (et/ou courant) limite à ne pas dépasser avec un condensateur et une bobine?

Si je comprends bien on peut obtenir une atténuation aussi grande que possible tant que les composants supportent les tensions/courants auxquels ils sont soumis/qui les traversent ?

[Control]

Un filtre passif peut amplifier la tension ou le courant, mais pas la puissance.

Pourrais-tu m'expliquer d'avantage ce que tu veux dire?

[gcortex]

Un filtre LC à la résonnance.

[gcortex]

ou un transformateur de signal.

[gcortex]

Ex : adaptation haute impédance vers 50 ohms

[Vincent PETIT]

Si je comprends bien on peut obtenir une atténuation aussi grande que possible tant que les composants supportent les tensions/courants auxquels ils sont soumis/qui les traversent ?

Bonjour,
Sur le papier l'atténuation d'un passe bas, circuit RC, tend vers -∞ à fréquence infinie mais dans le réalité c'est très différent. Aux hautes fréquences les composants ont des comportements plus complexes car leurs éléments parasites deviennent non négligeables.

Dans l'image ci dessous on voit l'impédance d'un condensateur dont la pente évolue en 1/jCω sauf qu'à une certaine fréquence qu'on appelle SRF (self résonnance frequency), l'impédance remonte car un condensateur possède une self parasite par construction.



Donc si tu fais un filtre RC passe bas à haute fréquence il n'atténuera plus.

[Control]

Bonjour,
Sur le papier l'atténuation d'un passe bas, circuit RC, tend vers -∞ à fréquence infinie mais dans le réalité c'est très différent. Aux hautes fréquences les composants ont des comportements plus complexes car leurs éléments parasites deviennent non négligeables.

Dans l'image ci dessous on voit l'impédance d'un condensateur dont la pente évolue en 1/jCω sauf qu'à une certaine fréquence qu'on appelle SRF (self résonnance frequency), l'impédance remonte car un condensateur possède une self parasite par construction.

Pièce jointe 478778

Donc si tu fais un filtre RC passe bas à haute fréquence il n'atténuera plus.

Oh wow d'accord merci beaucoup je ne le savais pas ! Dans ce cas, il faut connaitre la limite de fonctionnement des composants pour connaitre la limite de fonctionnement d'un filtre? Comme dans ton illustration, on a un filtre passe-bas tant que l'on atteint pas la fréquence SRF.

[Control]

Un filtre LC à la résonnance.

D'accord c'est noté, merci.

[f6bes]

Bonjour,
Et bien lorsque l'on trace le diagramme de Bode, on trace bien de gain en décibels ainsi que la phase en fonction de log(w). Maintenant lorsque l'on fait l'étude asymptotique du gain en décibels, ce gain peut tendre vers - l'infini, si on utilise un filtre passe-bas au-delà de la pulsation de coupure par exemple. Du coup je demandais, dans la pratique quelle est la limite de cette atténuation

Remoi, Pour moi , si on injecte dans un filtre passif ( défini par sa fréquence) la dite fréquence sur son entrée ou redtrouve en sortie...la meme fréquence...MOINS
que ce que l'on a injecté à l'entrée.
Si il n'y a pas amplification (passif) il ne peut y avoir gain...puisque RIEN ne viens renforçer l'énergie d'entrée.
Tout lés éléments étant sur la meme fréquence
Bonne journée

[Vincent PETIT]

Bonjour,

il faut connaitre la limite de fonctionnement des composants pour connaitre la limite de fonctionnement d'un filtre?

Exactement.
Certains fabricants ont des outils qui sont biens pour ça. Par exemple Murata https://ds.murata.co.jp/simsurfing/i...tml?lcid=en-us

Capture041.PNG

Comme dans ton illustration, on a un filtre passe-bas tant que l'on atteint pas la fréquence SRF.

Oui et au delà l'atténuation diminue. Voir cet exemple de relevé réel, en bleu on voit à -40dB que l'atténuation diminue (la courbe remonte au marker n°3)

Capture042.PNG

[Antoane]

Bonjour,

Si il n'y a pas amplification (passif) il ne peut y avoir gain...puisque RIEN ne viens renforçer l'énergie d'entrée.

On ne parle pas de puissance ou d'énergie, mais de tension. Comme expliqué par gcortex avec des exemple assez évidents, il peut y avoir amplification de la tension avec un circuit passif. C'est trivialement ce que fait un tranformateur, mais on peut aussi penser à la tension aux bornes d'un condensateur dans un circuit RLC série. La tension est amplifiée, mas bien sur pas la puissance.

Vincent traite des limites en matière de fréquence.

Pour ce qui est du nombre de dB, il n'y a pas vraiment de limite, ca va dépendre des characteristiques des composants et des topologies étudiées. Pour ce qui est de l'atténuation, 60 dB (ratio 1:1 000, soit 1V en entrée, 1 mV en sortie) n'est pas très difficile à obtenir -- mais on peut faire beaucoup mieux.
Pour ce qui est de l'amplification, ca dépendra de la structure : avec un transformateur on peut obtenir 60 dB, voire plus. Avec un circuit RLC... guère mieux qu'une amplification par 10 (même si, encore une fois : ca dépend).

[Vincent PETIT]

Juste pour illustrer ce que disent gcortex et Antoane, le gain issu d'une résonnance visible dans le domaine fréquentiel, à gauche, se voit peut être encore mieux dans le domaine temporel ; l'overshoot ou ringing

[f6bes]

On ne parle pas de puissance ou d'énergie, mais de tension. Comme expliqué par gcortex avec des exemple assez évidents, il peut y avoir amplification de la tension avec un circuit passif. C'est trivialement ce que fait un tranformateur, mais on peut aussi penser à la tension aux bornes d'un condensateur dans un circuit RLC série. La tension est amplifiée, mas bien sur pas la puissance.

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Remoi, Dans ce cas là je n'ai rien dit ( s'il ne s'agit pas d'énergie)
Bonne journée