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Niveau maths spé
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filtre de Wien

Posté par
kitsune
20-09-10 à 20:49

B'soir,


Il s'agit d'un exercice sur le filtre de Wien et j'ai quelque mal à résoudre l'équation différentielle à la question 4.

schéma du filtre de Wien:
à la fin du message
énoncé
Établir la fonction de transfert du filtre suivant, sous la forme   :
\rm H(jw)=H_0\frac{\frac{jx}{Q}}{1+\frac{jx}{Q}-x^2} avec x=\frac{\omega}{\omega_0}
1-    ExpliciterH_0, Q et \omega_0.
2-    Déduire de la fonction de transfert l'équation différentielle vérifiée par Us(t).
3-    On applique en entrée un échelon de tension du type : Ue(t<0) = 0 et Ue(t>0) = E = cte.
Donner la forme générale de la solution Us(t).
4-    Exprimer Us(t = 0+) et (dUs/dt)(t = 0+), en déduire Us(t), donner son allure .



Résolution


 \\ H(jw)=\frac{H_0}{1+jQ(\frac{w}{w_0}-\frac{w_0}{w}) \rm avec w_0=1/(RC) Q=H_0=1/3

on a l'équation différentielle suivante:

us(t)w_0^2+\frac{w_0du(s)}{Qdt}+\frac{d^2u(s)}{dt^2}=\frac{H_0du(e)}{Qdt}

équation caractéristique:
X^2+\frac{w_0X}{Q}+1=0

 \\ \Delta=\frac{w_0^2}{Q^2}-4
\Delta > 0
X_1=\frac{-\frac{w_0}{Q}-\sqrt{\Delta}}{2}
X_2=\frac{-\frac{w_0}{Q}+\sqrt{\Delta}}{2}

donc la solution générale est;

us(t)=Ae^{X_1t}+Be^{X_2t}+E_0

il faut donc trouver les constantes, pour cela on intègre l'équation différentielle entre 0- et t->0+.

\int_{0-}^t us(t)w_0^2+\int_{0-}^t\frac{w_0du(s)}{Qdt}+\int_{0-}^t\frac{d^2u(s)}{dt^2}=\int_{0-}^t\frac{H_0du(e)}{Qdt}

Puis il y a une histoire de termes qui s'annulent car fonctions bornées et autres raisons que je n'ai pas comprises.

Que devient l'équation différentielle et comment puis-je trouver les constantes?


Merci beaucoup =)

filtre de Wien

Posté par
efpe
re : filtre de Wien 20-09-10 à 21:15

jcomprends pas bien ce que tu cherches à faire en repassant par l'equa diff pour trouver la solution ...
et si on laissait tomber les maths et qu'on faisait un peu de physique ?
essaie de calculer la fonction de transfert en partant du schéma, et on comparera ensuite avec la fonction donnée

Posté par
efpe
re : filtre de Wien 20-09-10 à 21:16

allez au hasard et sans préjugé, es-tu un ex mpsi qui est en PSI ?

Posté par
kitsune
re : filtre de Wien 20-09-10 à 21:26

Oui j'étais en mpsi j'essaie en fait d'exprimer us(t). la fonction de transfert est \\ H(jw)=\frac{1/3}{1+j\frac{1}{3}(\frac{w}{w_0}-\frac{w_0}{w}) w0=1/RC

Posté par
efpe
re : filtre de Wien 20-09-10 à 21:31

ah d'accord tu as déjà fait ces questions.

Alors pour cette histoire de terme qui s'annule car fonction bornée, c'est en fait les termes en exponentielle croissante dont on pose le coefficient égal à 0 sinon on aurait us(t) qui partirait vers l'infini ... or on suppose que le montage est stable donc que c'est impossible ^^



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