Filtres passifs (2)
L'applet :
Cette applet permet de tracer les fonctions de transfert (gain et phase) d'un grand nombre de filtres passifs R, L C en régime sinusoïdal permanent.
Principe des calculs
On parcourt le domaine des fréquences entre 1 Hz et la valeur maximum sélectionnée. A chaque pas, on calcule la valeur des impédances complexes du filtre puis la valeur de la fonction de transfert complexe H = Vs/Ve. On trace ensuite la norme ou la phase de H en utilisant une échelle logarithmique des fréquences.
Utilisation.
* Cocher la case "Valeurs"
* Sélection de la valeur de la résistance de charge du filtre et de la fréquence maximale.
* Sélection du type de filtre (Pi, T, T ponté, Double L)
* Sélection de la nature des impédances (listes du bandeau inférieur)
* Sélection de la valeur des composants (boîtes du bandeau supérieur)
* Sélection de la courbe de phase ou de gain (échelle linéaire ou en dB).
Quand l'échelle est linéaire, un trait indique la valeur Gmax/(2)½. En mode «dB», les pentes des courbes donnent l'ordre du filtre (ordre 1 : 20 dB/décade, ordre 2 : 40 dB /décade...) ; un trait indique la valeur - 3 dB.
Quand le curseur de la souris est dans la zone de dessin, les valeurs de la fréquence et du gain (ou de la phase) sont affichées dans la barre d'état du navigateur.
Unités et valeurs numériques : Donner les valeurs des résistances en ohms, des inductances en henrys, des capacités en F.
Vous pouvez utiliser la notation "flottante" des nombres : 1E-2 ==> 0.01 ; 2.5E3 ==> 2500. Il n'y a pas d' espace entre le dernier chiffre de la mantisse et le E de l'exposant.      Il faut valider chaque saisie numérique.

Suggestions : (liste indicative)
Filtre en PI.
L'impédance Z1 d'un PI n'a aucune influence sur la valeur du gain.
Examiner Z2 = C et Z3 = R puis inverser Z2 et Z3. Faire varier R, C et la charge.
Examiner Z2 = L + R (0,1H ; 200 W) et Z3 = C (0,1 F)
Examiner Z2 = C + R (0,1F ; 200 W) et Z3 = L + R (0,1 H et 10 W)
Filtre en T.
Examiner Z1 = Z3 = C et Z2 = R puis Z1 = Z3 = R et Z2 = C.
Examiner Z1 = Z3 = L // C (0,5 mH et 2 nF) et Z2 = L + C (1 mH et 1 nF) avec Ru = 10 W.
Filtre en T ponté.
Tester Z1 = Z3 = C (50 nF), Z2 = R (26,8 kW) Z4 = L + R (1 H et 350 W).
Tester Z1 = Z3 = C (2 F), Z2 = R (6,2 kW) Z4 = L + R (0,25 H et 10 W).
Voir l'influence de la charge sur la profondeur et la largeur de la crevasse.
Filtre en double L.
Tester Z1 = Z4 = R, Z2 = Z3 = C avec des valeurs des résistances et des condensateurs identiques (Wien) puis différentes. Examiner par exemple : C1 = 10 F, R2 = R3 = 1000 W, C4 = 1 nF. (ajuster Fmax).
Refaire la même étude en permuttant les résistances et les condensateurs.
Examiner Z1 = R, Z2 = L, Z3 = C1, Z4 = C2 (Colpitts)
puis Z1 = R, Z2 = C, Z3 = L1, Z4 = L2 (Hartley)
Examiner Z1 = L + R (0,1 H et 200 W), Z2 = R (1E8), Z3 = C (100 nF), Z4 = R = 200 W)
Astuce. En donnant à Z2 = R une valeur infinie (très grande) et/ou à Z3 = R une valeur nulle, il est possible d'obtenir de nouvelles structures.
Construisez ainsi des circuits R, L, C série pour étudier les résonances en tension et en courant (prendre Z2 infinie, Z4 = R puis L ou C).
Remarque.
Les filtres passe-bande ou coupe-bande dont la phase est nulle (ou égale à 180) pour le centre de la bande peuvent être facilement associés à un amplificateur pour constituer des oscillateurs.

Expérimentez

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