Filtres coupe-bande : conception, implémentation Twin-T et analyse de la fréquence de rejection

Comment construire un filtre coupe-bande (réjecteur de bande)

Les filtres coupe-bande, ou réjecteurs d'encoche, suppriment les signaux dans une bande de fréquences spécifiée tout en laissant passer toutes les fréquences plus basses et plus hautes. La topologie la plus courante associe un étage passe-bas et un étage passe-haut en parallèle, miroir de la connexion série utilisée pour les circuits passe-bande.

Voici un diagramme de blocs au niveau système illustrant l'arrangement parallèle :

Diagramme de blocs au niveau système d'un filtre coupe-bande.

Filtre coupe-bande Twin-T

L'une des conceptions passives les plus utilisées est le filtre Twin-T, qui utilise deux réseaux en « T » :

• La branche passe-bas consiste en les résistances R₁ et R₂ avec le condensateur C₁.
• La branche passe-haut consiste en les condensateurs C₂ et C₃ avec la résistance R₃.

Lorsque les rapports de composants satisfont les relations suivantes, le filtre délivre une bande de rejet nette et symétrique :

Fréquence d'encoche

Avec les rapports ci-dessus, la fréquence à laquelle l'atténuation maximale se produit — la fréquence d'encoche — est donnée par :

Ci-dessous, une simulation SPICE démontre la réponse du filtre. Le balayage AC montre une encoche d'atténuation profonde à la fréquence d'encoche calculée.

filtre coupe-bande twin-t v1 1 0 ac 1 sin r1 1 2 200 c1 2 0 2u r2 2 3 200 c2 1 4 1u r3 4 0 100 c3 4 3 1u rload 3 0 1k .ac lin 20 200 1.5k .plot ac v(3) .end

Réponse du filtre coupe-bande Twin-T.

Points clés à retenir

• Un filtre coupe-bande rejette les fréquences dans une bande définie, laissant passer toutes les autres.
• Des réseaux en « T » passe-bas et passe-haut en parallèle créent la topologie classique Twin-T.
• Le point d'atténuation la plus profonde est appelé fréquence d'encoche et peut être calculé à partir des rapports de composants.

Ressources associées

• Fiche d'exercices sur les circuits de filtres passifs