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le filtre Sallen Key Il est un type de filtre actif, connue et répandue en raison de sa simplicité. Le circuit fournit une réponse à deux poly (-40 dB / décade) de type filtre passe-bas, filtre passe-haut ou filtre passe-bande par l'intermédiaire de deux résistances, deux condensateurs et un tampon. La hausse des filtres d'ordre sont obtenus en plaçant les différentes étapes en cascade. Cette topologie de filtre est souvent appelé source de tension commandée en tension filtre (VCVS). Il a été introduit par R. P. Laboratoire Lincoln Sallen et E. L. clé de MIT en 1955. Malgré les filtres présentés ici ont un gain la largeur de bande de 1 (ou 0 dB), Tous les filtres ont un gain d'unité Sallen Key. Filtres Sallen et Key. D'autres résistances peuvent être connectées à 'amplificateur opérationnel l'obtention d'un amplificateur non inverseur avec un gain supérieur à 1. Les filtres Sallen clés ne sont pas très sensibles aux tolérances des composants, malgré les valeurs extrêmes sont nécessaires pour avoir une facteur de qualité élevé ou un gain élevé.
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Filtres de Sallen et Kay
Schma
Gain
Phase Fmax kHz
G Aop
Ces filtres sont du type "commandé" car on peut agir sur le gain de l'amplificateur. Consultez la page Sallen et Key pour obtenir des informations complémentaires sur la fonction de transfert des filtres. Dans tous les cas, on suppose que l'amplificateur utilisé est idéal. Si cette hypothèse n'est pas vérifiée, l'expression des fonctions de transfert est bien plus complexe. Utilisation:
Il faut valider chaque entrée dans les boites de saisie. Sélectionnez un filtre dans la liste et choisissez éventuellement la valeur du gain G de l'amplificateur. Affichez soit la courbe de gain soit celle de phase. Cliquez sur la courbe pour avoir les valeurs précises du gain ou de la phase au point choisi. Filtres passe-bas et passe-haut du second ordre
Vérifiez l'évolution de la fréquence de coupure avec le gain. Electronique.aop.free.fr. Vérifiez l'influence de la valeur des composants qui est assez critique pour ce type de filtre. Filtres de bande du second ordre. Pour ce filtre, montrez que si l'amplificateur fonctionne en suiveur (G = 1), le circuit se comporte en filtre passe-haut du premier ordre.
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Voici le diagramme de Bode:
import math
import cmath
return K*(f/fc)**2/(1+1j*m*f/fc-(f/fc)**2)
Références
[1]
A practical method of designing RC active filters,
(J. Audio Eng. Soc p. 74-85,
1955)
[2]
F. Manneville, J. Esquieu,
Electronique, systèmes bouclés linéaires, de communication et de filtrage,
(Dunod,
1998)
[3]
P. Horowitz, W. Hill,
Traité de l'électronique,
(Elektor,
1996)
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En associant en série des filtres comme le précédent, on peut obtenir un filtre de Butterworth d'ordre n=2p, dont le gain a
la forme suivante:
G ( ω) = 1 1 + ω ω c 2 n (6) La pente dans la bande atténuée est alors de -20n décibels par décade. Cela est obtenu en associant en série p filtres du second ordre, avec les coefficients suivants:
m i = 2 sin π n i + 1 2 (7) K i = 3 - m i (8) avec i=0, 1... p-1. Par exemple, pour obtenir un filtre d'ordre 4, on utilise deux filtres
d'ordre 2 avec les mêmes valeurs de R et C, le premier avec K=1. Chapitre 4 : filtrage analogique actif - Types de filtre. 152, le second avec K=2. 235. D'autres types de réponses fréquentielles (Bessel et Tchebychev) peuvent être obtenues avec d'autres valeurs de K ( [3]). 3. Filtre passe-bande
La figure suivante montre le schéma d'un filtre passe-bande:
Figure pleine page Pour un amplificateur idéal, la fonction de transfert est de la forme suivante ( [2]):
H ( ω) = A m j ω ω 0 1 + m j ω ω 0 + j ω ω 0 2 (9) avec:
A = K 5 - K (10) ω 0 = 2 R C (11) m = 5 - K 2 (12) ω 0 est la pulsation centrale de la bande passante, correspondant au maximum du gain et à un déphasage nul.
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Le circuit illustré est l'une des topologies passe-bande classiques - multi-rétroaction (MFB), cependant, avec une modification proposée par Deliyannis. Cette modification consiste en quelques commentaires positifs supplémentaires. Le circuit ne peut jamais "se verrouiller" car pour le courant continu, nous avons 100% de rétroaction négative. Avantage: Sans contre-réaction positive, des valeurs Q relativement élevées (sélectivité élevée de la bande passante) nécessitent un étalement de composants élevé et/ou un gain de bande médiane très important. Filtre actif type sallen et key passe bas un. Ceci peut être évité en utilisant le chemin de retour positif illustré. Cette modification a été proposée par T. Deliyannis en 1968 (Ref. Electronic Letters, vol. 4, page 577). Rappelez-vous le principe Sallen-Key, où une amélioration Q est obtenue uniquement en utilisant une rétroaction posive (en utilisant un amplificateur à gain positif fixe). Commentaire: Il peut être démontré que cette modification de Deliyannis conduit au meilleur compromis (pour des valeurs de Q élevées) entre un gain modéré dans la bande médiane et un faible étalement des composants.
1. Introduction
Les filtres de Sallen et Key ( [1]) sont des filtres actifs construits à partir de réseaux
RC, comportant seulement des résistors et des condensateurs. L'absence de bobines d'auto-induction permet de les faire fonctionner à basse fréquence,
par exemple pour le traitement du signal audio. Ce document présente des exemples de filtres de Sallen et Key. On s'intéresse tout d'abord à une cellule élémentaire
qui réalise un filtre d'ordre 2, puis on verra comment associer plusieurs cellules afin d'obtenir un ordre plus élevé. 2. Filtre actif type sallen et key passe bas de la. Filtre passe-bas
2. a. Filtre d'ordre 2
La figure suivante montre le schéma d'un filtre passe-bas de Sallen et Key:
Figure pleine page L'élément actif est un amplificateur de tension de gain K. Idéalement, l'amplificateur doit avoir une impédance d'entrée assez grande pour pouvoir
être considérée comme infinie, et une impédance de sortie nulle. Il réalise la fonction suivante:
V s ( t) = K V 1 ( t) (1) À l'origine, il s'agissait d'un
amplificateur à tube.