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Petite question simple aop

Posté par
NicolasHug
16-08-18 à 10:03

Bonjour,
J'aimerais savoir si pour les fonctions de transfert donné pour un montage par exemple le non inverseur avec pour fonction de transfert Vs/Ve=(1+R2/R1), on peut remplacer les R par des impédances car dans mon montage j'ai des capacité et je n'arrive pas à résoudre le montage avec les lois de Kirchoff. Voila, merci de votre réponse et bonne journée !

Petite question simple aop

Posté par
vanoise
re : Petite question simple aop 16-08-18 à 11:01

Tout à fait à condition de raisonner sur les complexes associés aux tensions. Ici :

\underline{H}=\frac{\underline{U_{s}}}{\underline{U_{e}}}=1+\frac{\underline{Z_{2}}}{\underline{Z_{1}}}

Posté par
NicolasHug
re : Petite question simple aop 16-08-18 à 11:26

Merci de votre réponse
Et imaginons qu'au lieu d'avoir Ue en entrée, on ai un filtre RC (1/(1+jcw)) avec Ui en entré . Peut on déduire cela:
Us/Ue=(1+Z2/Z1) <=>Us/Ui=(1+Z2/Z1)*(1/(1+jcw)) ?

Posté par
vanoise
re : Petite question simple aop 16-08-18 à 12:39

La fonction de transfert d'un filtre se calcule toujours à intensité de courant de sortie nulle. Si tu places derrière ce filtre, un second filtre, il faut que le courant d'entrée du second filtre soit nul pour ne pas perturber le fonctionnement du premier filtre. Certains filtres actifs (à ampli. op. par exemple) ont cette propriété et c'est justement le cas du montage "ampli non inverseur" schématisé plus haut : le courant d'entrée par l'entrée non inverseuse peut être considérée d'intensité nulle. Dans le cas particulier dont tu parles, je répondrai a priori : "oui".

Posté par
NicolasHug
re : Petite question simple aop 16-08-18 à 13:23

En théorie i+=i-=0 non? Donc le courant de sortie du filtre est nul ?
Il ne ressemble pas a un Sallen key ni a une cellule de Rauch., le plus simple pour que vous compreniez est que je vous mette un schémas de mon montage.

Posté par
NicolasHug
re : Petite question simple aop 16-08-18 à 13:24

Petite question simple aop

Posté par
vanoise
re : Petite question simple aop 16-08-18 à 14:53

J'apporte d'abord un complément à mon message précédent concernant le fait que la fonction de transfert se détermine conventionnellement à courant de sortie nul. Cela n'est pas contraignant lorsque la sortie du filtre est un ampli op comme ici. La sortie de l'ampli op se comporte comme un générateur idéal de tension : imagine que tu branches en sortie du montage que tu viens de schématiser un dipôle quelconque : tant que l'intensité du courant traversant ce dipôle ne dépasse pas la vingtaine de milliampères en valeur efficace, la tension de sortie reste la même qu'en absence de dipôle branché. (cas des modèles courants d'ampli op).
Pour le filtre que tu viens de schématiser, je préconise une approche globale sans chercher à l'imaginer comme une mise en cascade de deux filtres simples.
étape n° 1 : Exprimer V+ le potentiel de l'entrée E+ : facile : R3 et C1 se comporte en diviseur de tension vis à vis de Vi dans la mesure où i+=0.
étape n° 2 : exprimer V- le potentiel de l'entrée E- en fonction de Vs (tension de sortie de l'ampli op) et des composants en tenant compte de i-=0. Le théorème de Millman donne directement le résultat mais, pour un montage aussi simple, d'autres méthodes sont possibles.
étape n° 3 : écrire : V+=V- permet d'obtenir le rapport \frac{\underline{V_{s}}}{\underline{V_{i}}} . Je suppose le régime sinusoïdal établi.

Posté par
vanoise
re : Petite question simple aop 16-08-18 à 23:27

Petit complément : il est un peu plus rapide ici , du point de vue "calculs" de raisonner sur le filtre global. Tes remarques précédentes sur l'association en cascade de deux filtres est néanmoins très intéressante pour bien comprendre le fonctionnement du montage. Tu peux effectivement le considérer comme l'association en cascade d'un filtre intégrateur {R3,C1} associé à un filtre du type décrit dans ton premier message. L'interprétation du fonctionnement est alors simple dans les deux cas suivants :
R4>>ZC2 ; R4<<ZC2
Pour illustrer ce que je viens de dire, voici, en rouge, le diagramme de Bode du filtre et en pointillé bleau le diagramme de Bode de l'intégrateur {R3,C1}. J'ai choisi arbitrairement pour le tracé avec Re : résistance équivalente à l'association (R1 // R2}:
Re.C2=10-3s
(Re+R4)C2=10-2s
R3.C1=10-1s

Petite question simple aop

Petite question simple aop

Posté par
vanoise
re : Petite question simple aop 17-08-18 à 00:50

Petite rectification : {R3,C1} constitue un filtre de type (R,C) pseudo intégrateur et non intégrateur.
Pour bien interpréter le fonctionnement du filtre global, il est plus intéressant encore de montrer, que la fonction de transfert globale peut s'écrire sous la forme :

\underline{H}=\dfrac{1}{j\frac{\omega}{\omega_{1}}}\cdot\dfrac{1+j\frac{\omega}{\omega_{2}}}{1+j\frac{\omega}{\omega_{3}}}
Le diagramme de Bode en pointillé bleu correspond à la fonction de transfert :

\frac{1}{j\frac{\omega}{\omega_{1}}} et non au filtre {R3,C1}. (Désolé : je me suis un peu planté dans mes indices dans mon message précédent...)
Le diagramme en rouge correspond au filtre complet.

Posté par
J-P
re : Petite question simple aop 17-08-18 à 08:36

Posons R1//R2 = R1' pour faciliter l'écriture.


Z2 = (1+jwR4C2)/(jwC2)
Z1 = R'1

Vs/Ve = 1 + Z2/Z1
Vs/Ve = (1 + jwC2(R'1+R4))/(jwR'1C2)

Ve/(1/jwC1) = Vi/(R3 + 1/(jwC1))

Ve = Vi/(1+jwC1R3)

--> \frac{V_s}{V_i} = \frac{1+jwC_2(R'_1+R4)}{jwR'_1.C_2.(1 + jwR_3.C1)}

Sauf distraction (pas vérifié)  

Posté par
NicolasHug
re : Petite question simple aop 17-08-18 à 09:34

Merci pour vos messages, @vanoise  j'ai essayé de raisonné par Milleman pour V- pour ensuite poser V+=V-,  mais l'équation que je trouve ne ressemble pas à votre H.
@J-P: Vs/Ve = (1 + jwC2(R'1+R4))/(jwR'1C2)  le R'1 au numérateur je ne comprends pas d'où il vient ? A part ça c'est le calcul que j'ai effectué

Posté par
vanoise
re : Petite question simple aop 17-08-18 à 10:14

J'imagine que JP appelle R'1 ce que j'ai appelé Re : la résistance équivalente à (R1//R2).
Appliquer le théorème de Millman revient à démontrer l'expression de la fonction de transfert du montage "ampli non inverseur" évoqué dès ton premier message. Le théorème de Millman conduit à :

V-=\frac{\frac{\underline{V_{s}}}{\underline{Z_{2}}}}{\frac{1}{\underline{Z_{1}}}+\frac{1}{\underline{Z_{2}}}}=\frac{\underline{Z_{1}}\cdot\underline{V_{s}}}{\underline{Z_{1}}\cdot+Z_{2}}
Cela conduit à :

\underline{H}=\frac{\underline{V_{s}}}{\underline{V_{i}}}=\frac{1+jwC_{2}(R_{e}+R_{4})}{jwR_{e}.C_{2}.(1+jwR_{3}.C_{1})}
Comme expliqué dans mon message précédent, tu as tout intérêt à écrire la fonction de transfert sous la forme que je t'ai indiquée précédemment :

\underline{H}=\left(\frac{1}{jwR_{e}.C_{2}}\right)\cdot\left(\frac{1+jwC_{2}(R_{e}+R_{4})}{1+jwR_{3}.C_{1}}\right)

Posté par
J-P
re : Petite question simple aop 17-08-18 à 10:16

Posons R1//R2 = R1' pour faciliter l'écriture.

Z2 = (1+jwR4C2)/(jwC2)
Z1 = R'1

Vs/Ve = 1 + Z2/Z1
Vs/Ve = 1 + [(1+jwR4C2)/(jwC2)]/R'1
Vs/Ve = 1 + [(1+jwR4C2)/(jwR'1C2)]
Vs/Ve = (jwR'1C2)/(jwR'1C2)+ [(1+jwR4C2)/(jwR'1C2)]
Vs/Ve = (1+jwR4C2+jwR'1C2)/(jwR'1C2)
Vs/Ve = (1 + jwC2(R'1+R4))/(jwR'1C2)

Et on peut évidemment remplacer R'1 par R1R2/(R1+R2)

Posté par
NicolasHug
re : Petite question simple aop 17-08-18 à 10:39

Autant pour moi c'était une erreur de maths.  D'accord c'est plus clair maintenant ! Merci bcp



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