Fonction filtrage : filtre actif passe-haut de deuxième ordre(structure de Sallen-Key)
- Préciser les conditions de réalisation de la fonction filtrage (non oscillation du montage),
- Étudier les variation de l’amplitude et du déphasage de la tension de sortie par rapport à la tension d’entrée.
- Carte d’acquisition+PC
- oscilloscope,
- GBF,
- Boites à décades de résistances,
- Boites à décades de capacités,
- Ampli. TL081,
- Fils électriques
On suppose que l’amplificateur opérationnel est idéal et fonctionne en régime linéaire. En régime sinusoïdal forcé, la fonction de transfert harmonique s’obtient de la manière suivante :\begin{eqnarray*}\left\{\begin{gathered}\underline \varepsilon=0\Rightarrow \underline V^+=\underline V^-=\frac{R}{R+R’}\underline V_s\\ \frac{\underline V_e-\underline V_A}{1/jC\omega}+\frac{\underline V^+-\underline V_A}{1/jC\omega}+\frac{\underline V_s-\underline V_A}{R}=0\\\underline V^+=\frac{R}{R+1/jC\omega}\underline V_A\end{gathered}\right.
\Rightarrow\left\{\begin{gathered}\underline H=\frac{\underline V_s}{\underline V_e}=K\frac{(jRC\omega)^2}{1+(3-K)jRC\omega-R^2C^2\omega^2}=K\frac{-\frac{\omega^2}{\omega_c^2}}{1+j\frac{\omega}{Q\omega_c}-\frac{\omega^2}{\omega_c^2}}
\\K=1+\frac{R’}{R} ;\quad Q=\frac{1}{3-K} ;\quad K<3 ;\quad\omega_cRC=1
\\\omega\ll\omega_c ;\quad \underline V_s=-K\frac{\omega^2}{\omega_c^2}\underline V_e\Rightarrow \underbrace{V_s(t)=\frac{K}{\omega_c^2}\frac{d^2V_e(t)}{dt^2}}_{\text{double derivation avec forte attenuation}}
\\\omega\gg\omega_c ;\quad \underline V_s=K\underline V_e\Rightarrow \underbrace{V_s(t)=KV_e(t)}_{\text{passe haut Vs et Ve sont en phase}}
\\K>3\Rightarrow\text{oscillation du montage avec limitation non lineaire quelle que soit }V_e(t)
\end{gathered}\right.
\end{eqnarray*}
Expérience en vidéo
Filtre actif passe-haut (structure de Sallen-Key)
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Filtre actif passe-haut (structure de Sallen-Key)
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Simulation python
Filtre actif passe-haut (structure de Sallen-Key)
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Filtre actif passe-haut (structure de Sallen-Key)
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Simulation LTSPICE
Filtre actif passe-haut de deuxième ordre (structure de Sallen-Key)
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Filtre actif passe-haut de deuxième ordre (structure de Sallen-Key)