Fonction filtrage : filtre actif passe-bas d'orde 2(structure de Sallen-key)
- Préciser les conditions pour réaliser la fonction filtrage,
- Etudier les variations de l’amplitude et du déphasage de la tension de sortie en fonction de la fréquence,
- Carte d’acquisition+PC
- Oscilloscope
- 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}{R}+\frac{\underline V^+-\underline V_A}{R}+\frac{\underline V_s-\underline V_A}{1/jC\omega}=0\\\underline V^+=\frac{1/jC\omega}{R+1/jC\omega}\underline V_A\end{gathered}\right.\Rightarrow\left\{\begin{gathered}\boxed{\underline H=\frac{\underline V_s}{\underline V_e}=\frac{K}{1+(3-K)jRC\omega-R^2C^2\omega^2}=\frac{K}{1+\frac{j\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\underline V_e\Rightarrow \underbrace{V_s(t)=KV_e(t)}_{\text{passe-bas}}\\\omega\gg\omega_c ;\quad \underline V_s=-K\frac{\omega_c^2}{\omega^2}\underline V_e\Rightarrow \underbrace{\frac{d^2V_s}{dt^2}=K\omega_c^2V_e(t)}_{\text{double integration avec forte attenuation}}\\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-bas de deuxième ordre (structure de Sallen-Key)
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Filtre actif passe-bas de deuxième ordre (structure de Sallen-Key)
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Simulation python
Filtre actif passe-bas de deuxième ordre(structure Sallen-Key)
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Filtre actif passe-bas de deuxième ordre(structure Sallen-Key)
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Simulation LTSPICE
Filtre actif passe-bas de deuxième ordre(structure Sallen-Key)
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Filtre actif passe-bas de deuxième ordre(structure Sallen-Key)