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Chapitre 3 partiel de la seconde partie.

Filtres L-C

 

Question d’examen :

Quel est le type du filtre?

 

Ce filtre est un filtre :

  • A : passe bas
  • B : passe haut
  • C : passe bande (Bonne réponse)
  • D : réjecteur

Réponse : La simulation va nous donner directement la réponse, c’est un passe bande comme la courbe nous le montre. En axe vertical, l’atténuation, en axe horizontal l’échelle de fréquence (par décade).

 

Courbe réalisée avec le simulateur PSPICE

Bien sûr, pas question du simulateur pour répondre. Nous allons utiliser une méthode un peu radicale mais assez facile à comprendre et encore une fois sans mathématiques.

Appelons cela la méthode du « court-circuit » et du « circuit ouvert ».

Principe : On suppose au départ que le signal d’entrée est fournie par une source de courant continu (fréquence = 0). On dessine un schéma équivalent simplifié où l’on ne trouve que court-circuit ou circuit ouvert. Que se passe-t-il en sortie ?
Ensuite on utilise à l’entrée un générateur dont la fréquence est infinie (fréquence = ∞) et on recommence le petit raisonnement.
Nous allons prendre un exemple très rapidement, mais avant ? Court-circuit ou circuit ouvert ? Et pourquoi cela ?
Pour les deux composants (supposés sans perte, c'est à dire purement réactifs) mis en œuvre, dans la question, il suffit de se rappeler que :

  • pour le courant continu (fréquence = 0) :
  • pour un condensateur, c’est un isolant qui sépare les deux armatures, donc circuit ouvert
  • pour une bobine, ce n’est qu’un conducteur bobiné, donc court-circuit.
  • pour un signal de fréquence infinie :
  • pour un condensateur, cela devient un court-circuit.
  • Pour une bobine, il y a tellement d’opposition au passage du courant que c’est un circuit ouvert.


Exemple 1 : Quel le type du filtre ?

 

1 à fréquence = 0 : L = court-circuit et C est circuit ouvert

Il y a conduction entre l'entrée et la sortie.

La sortie étant reliée directement à l’entrée, la transmission est maximale, et donc pas d'atténuation !

2 à fréquence infinie : L = circuit ouvert et C est court-circuit

La sortie est maintenant en court-circuit, et le circuit coupé de l’entrée. La transmission est donc nulle.

Conclusion : Si la transmission est maximale pour la fréquence Zéro et nulle pour la fréquence « infinie », nous sommes en présence d’un filtre passe BAS.
Vous pouvez, pour tester vos connaissances, permuter la bobine et le condensateur. Le même raisonnement nous ferait conclure à un filtre « passe HAUT ».

Appliquons cela à la question d’examen, une surprise nous attend :
1 Fréquence = 0 : le circuit devient :

 


Il n’y a aucune transmission possible, car la sortie est séparée de l’entrée.

2 Fréquence = infinie et nous obtenons :

 

Il n’y a pas de transmission possible puisque L2 est un circuit ouvert.


Conclusion : Ni transmission pour une fréquence nulle (continu) et pas de transmission non plus pour une fréquence infinie, il y aura nécessairement une bande de fréquence où la transmission ne sera pas nulle entre ces deux extrêmes. On en conclue donc qu’on est en présence d’un filtre passe-bande.

Ce raisonnement assez simpliste n’a seulement pour but de donner un moyen mnémotechnique lorsqu’on est devant l’ordinateur de l’examen pour répondre d’une manière logique et

non « pifométrique » !

Les formateurs qui souhaitent utiliser un simulateur (comme celui dont on a déjà parlé) vont trouver le schéma que j’ai utilisé pour obtenir la courbe.
Il faut bien se souvenir qu’un générateur a toujours une résistance interne et que le filtre se situe entre ce générateur et une charge. Ces deux éléments interviennent d’une manière essentielle sur les caractéristiques du filtre.
Le simulateur peut justement permettre de modifier très rapidement diverses valeurs et de voir immédiatement la modification entraînée.

Schéma à réaliser en simulation:

             Le générateur                                   Le filtre                             La charge

 

 

Allez au travail et bon courage.