Qu'est-ce qu'un filtre ?

Il est parfois souhaitable d'avoir des circuits capables de filtrer sélectivement une fréquence ou une plage de fréquences à partir d'un mélange de différentes fréquences dans un circuit. Un circuit conçu pour effectuer cette sélection de fréquence est appelé un circuit de filtrage , ou simplement un filtre .

Un besoin courant pour les circuits de filtrage concerne les systèmes stéréo hautes performances, où certaines plages de fréquences audio doivent être amplifiées ou supprimées pour une qualité sonore et une efficacité énergétique optimales.

Vous connaissez peut-être les égaliseurs , qui permettent d'ajuster les amplitudes de plusieurs gammes de fréquences en fonction des goûts de l'auditeur et des propriétés acoustiques de la zone d'écoute.

Vous connaissez peut-être également les réseaux croisés , qui empêchent certaines plages de fréquences d'atteindre les haut-parleurs.

Un tweeter (haut-parleur haute fréquence) est inefficace pour reproduire les signaux basse fréquence tels que les battements de batterie, donc un circuit de croisement est connecté entre le tweeter et les bornes de sortie de la chaîne stéréo pour bloquer les signaux basse fréquence, ne transmettant que les signaux haute fréquence au bornes de connexion de l'enceinte.

Cela donne une meilleure efficacité du système audio et donc de meilleures performances. Les égaliseurs et les réseaux de croisement sont des exemples de filtres, conçus pour effectuer le filtrage de certaines fréquences.

Une autre application pratique des circuits de filtrage est le « conditionnement » de formes d'onde de tension non sinusoïdales dans les circuits de puissance.

Certains appareils électroniques sont sensibles à la présence d'harmoniques dans la tension d'alimentation et nécessitent donc un conditionnement d'alimentation pour un fonctionnement correct.

Si une tension d'onde sinusoïdale déformée se comporte comme une série de formes d'onde harmoniques ajoutées à la fréquence fondamentale, il devrait être possible de construire un circuit de filtrage qui ne laisse passer que la fréquence de la forme d'onde fondamentale, bloquant toutes les harmoniques (fréquence plus élevée).

Nous étudierons la conception de plusieurs circuits de filtrage élémentaires dans cette leçon. Pour réduire la charge de calcul sur le lecteur, j'utiliserai largement SPICE comme outil d'analyse, affichant des tracés de Bode (amplitude en fonction de la fréquence) pour les différents types de filtres.

Gardez à l'esprit, cependant, que ces circuits peuvent être analysés sur plusieurs points de fréquence par des analyses séries-parallèles répétées, un peu comme l'exemple précédent avec deux sources (60 et 90 Hz), si l'étudiant est prêt à investir beaucoup de temps calculs de circuit de travail et de reprise pour chaque fréquence.

AVIS :

• Un filtre est un circuit alternatif qui sépare certaines fréquences des autres dans des signaux à fréquences mixtes.
• Égaliseurs audio et réseaux croisés sont deux applications bien connues des circuits de filtrage.
• Un intrigue de Bode est un graphique traçant l'amplitude ou la phase d'une forme d'onde sur un axe et la fréquence sur l'autre.

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Feuille de travail sur les filtres actifs