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Niveau maths sup
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Filtrage linéaire

Posté par
CloudNine
15-01-17 à 22:28

Bonsoir,
Je n'arrive pas à cette exercice.
Filtrage linéaire
1) Donner sa fonction de transfert
2) Donner le tracé de Bode (module et argument)
3) Quelle est la nature de ce filtre

Pourriez vous me donner des pistes s'il vous plait,
Merci d'avance,

PS: Je ne sais si je suis sur le bon chapitre, veuillez m'excuser si je me suis trompé.

Posté par
vanoise
re : Filtrage linéaire 15-01-17 à 23:02

Bonsoir
Pour obtenir la fonction de transfert la méthode la plus simple consiste à :
1° : établir l'expression de l'impédance complexe Z de l'association en parallèle de R2 et C.
2° : considérer que l'association en série de R1 et de Z se comporte en diviseur de tension.
Pour la suite, tu peux t'inspirer de ton cours et éventuellement du paragraphe 2 du cours suivant :

Le circuit étudié n'est pas exactement celui de ton exercice mais la fonction de transfert est très proche.
Je te laisse réfléchir et proposer une solution. N'hésite pas à poser des questions précises sur ce que tu ne comprends pas. L'aide qui te sera apportée alors sera beaucoup plus efficace qu'un simple corrigé pas nécessairement adapté à ton niveau.

Posté par
CloudNine
re : Filtrage linéaire 15-01-17 à 23:45

vanoise @ 15-01-2017 à 23:02

Bonsoir
Pour obtenir la fonction de transfert la méthode la plus simple consiste à :
1° : établir l'expression de l'impédance complexe Z de l'association en parallèle de R2 et C.
2° : considérer que l'association en série de R1 et de Z se comporte en diviseur de tension.
Pour la suite, tu peux t'inspirer de ton cours et éventuellement du paragraphe 2 du cours suivant :

Le circuit étudié n'est pas exactement celui de ton exercice mais la fonction de transfert est très proche.
Je te laisse réfléchir et proposer une solution. N'hésite pas à poser des questions précises sur ce que tu ne comprends pas. L'aide qui te sera apportée alors sera beaucoup plus efficace qu'un simple corrigé pas nécessairement adapté à ton niveau.


Bonsoir,
Merci pour vos pistes.

Pour la 1°: L'expression de l'impédance complexe Z de l'association en parallèle de R2 et C.
1/(Z^2) = 1/C^2 + 1/R^2
Z^2 = R^2 + C^2 / R^2 + C^2
Z = R^2 + C^2 / sqrt(R^2 + C^2) = R*C / sqrt(R^2 + C^2)

Est-ce bien ça ?
Merci d'avance,

Posté par
vanoise
re : Filtrage linéaire 16-01-17 à 10:32

Bonjour
Il faut absolument que tu revois les fondamentaux de ton cours sur les circuits en régime sinusoïdal, sinon tu vas avoir de grosses difficultés !
L'impédance complexe d'un condensateur de capacité C est :

\underline{Z_{C}}=\frac{1}{j.C.\omega}
L'impédance équivalente à l'association en parallèle ne fait pas intervenir les carrés !

\frac{1}{\underline{Z}}=\frac{1}{\underline{Z_{C}}}+\frac{1}{R_{2}}\quad\text{soit ici :\ensuremath{\quad\frac{1}{\underline{Z}}=j.C.\omega+\frac{1}{R_{2}}}}
Puisqu'il s'agit d'un filtre, la fonction de transfert doit nécessairement dépendre de la pulsation !
Je te laisse continuer et surtout étudier ton cours !

Posté par
CloudNine
re : Filtrage linéaire 16-01-17 à 19:20

Bonsoir,
Merci beaucoup. Je pense avoir trouvé:
Vs = (R2 / R1 + R2 + j.R1.R2.Cw ) * Ve
I = Vs / Ve = R2 / (R1 + R2)(1+j(R1R2/R1+R2)Cw)
= R2/(R1+R2)*(1+j(R1R2/(R1+R2))Cw)
On peut donc voir que c'est un filtre passe bas. Car un réel au numérateur.

Posté par
vanoise
re : Filtrage linéaire 16-01-17 à 19:53

Effectivement :

\underline{H}=\frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}+j.R_{1}.R_{2}.C.\omega}=\frac{\frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}{1+j.\frac{R_{1}.R_{2}}{R_{1}+R_{2}}\cdot C.\omega}
Tu as effectivement tout intérêt à faire apparaître au dénominateur un "1".
Pour alléger les notations et faciliter le tracé du diagramme de Bode, tu peux poser :

H_{0}=\frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}=\frac{1}{2}\quad;\quad\omega_{0}=\frac{R_{1}+R_{2}}{R_{1}\cdot R_{2}\cdot C}
et ainsi écrire la fonction de transfert sous la forme :

\underline{H}=\frac{H_{0}}{1+j\cdot\frac{\omega}{\omega_{0}}}
Ta méthode pour savoir s'ils'agit d'un passe-bas risque à l'avenir de se révéler piégeante... Il me semble plus rigoureux de se demander comment se comporte le filtre à très basse fréquence (<<o) puis à très haute fréquence (>>o)



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