Filtre passe-bande actif : 9 faits que vous devez savoir !

• Définition du filtre passe-bande actif
• Bande passante et bande d'arrêt
• Comment fonctionne un filtre passe-bande actif
• Types de filtre passe-bande actif
• Réponse en fréquence et réponse en temps
• La fonction de transfert du BPF actif
• Applications du BPF actif
• Avantages
• Comparaison entre le filtre passe-bande actif et le filtre d'arrêt de bande actif
• Petite note sur le filtre passe-tout

Définition du filtre passe-bande:

"Un filtre passe-bande (BPF) est un filtre ou un dispositif électronique qui laisse passer les fréquences dans une certaine plage et rejette ou atténue les fréquences en dehors de cette plage particulière. »

Désormais, un filtre passe-bande actif est un filtre, composé de composants actifs et a une bande passante entre deux fréquences de coupure, f_ce (fréquence de coupure inférieure), et f_cu (fréquence de coupure supérieure) telle que f_cu>f_ce. Toutes les autres fréquences en dehors du bande passante sont atténués.

Bande passante - «La bande passante est la gamme particulière de fréquences que traverse un filtre à l'intérieur.»

Bande d'arrêt - «Un filtre porte toujours des filtres dans une bande donnée, et rejette les fréquences qui sont en dessous de la gamme donnée. Cette gamme particulière est connue sous le nom de Stopband ».

Principe de fonctionnement d'un filtre passe-bande actif:

Bande passante :

               Dans un filtre passe-bande actif, la plage de fréquences entre deux fréquences de coupure, f_ce, et f_cu, s'appelle la bande passante.

                                          BW = (f_cu-f_cl)

La bande passante de ce filtre n'est pas principalement centrée sur la fréquence de résonance, c'est-à-dire f_r.

On peut facilement calculer la fréquence de résonance (f_r) si nous connaissons la valeur de f_cu et f_cl

Si la bande passante et 'f_r'sont connues, les fréquences de coupure peuvent être obtenues à partir de,

                                     f_cu = (f_cl+ BW)

Il existe deux types de filtre passe-bande, ils sont -

Filtre passe-bande large :

Un filtre passe-bande large a une bande passante, double ou quatrième, de sa fréquence de résonance.

Ce filtre est réalisé en mettant en cascade un circuit de filtre passe-bas et passe-haut.

Un filtre passe-bande large fournit une fréquence de coupure de la section passe-bas, qui est supérieure à celle de la zone passe-haut.

Caractéristiques d'un filtre passe-bande large-

• Dans un filtre passe-bande large, la fréquence de coupure d'un filtre passe-bas doit être dix fois ou plus que la fréquence de coupure du filtre passe-haut présente dans le circuit.
• Chaque section du filtre (LPF et HPF) présente dans le BPF large doit avoir le même gain de bande passante.
• Le filtre passe-haut détermine la fréquence de coupure inférieure f_cl.
• La filtre passe bas détermine la fréquence de coupure supérieure fcu.
• Le gain est toujours maximal à la fréquence de résonance, f_r, et égal au gain de la bande passante pour les deux filtres.

Réponse en fréquence d'un filtre passe-bande actif:

Ici,

L'amplitude de gain de tension du filtre passe-bande est égale aux amplitudes de gain de tension du filtre passe-haut et passe-bas.

Où,

                     A_FL,A_FH= gain en bande passante du filtre passe-bas et passe-haut,

f = fréquence du signal d'entrée (Hz);

f_CL= fréquence de coupure inférieure (Hz);

f_CU= fréquence de coupure plus élevée (Hz);

Fréquence centrale =

• FILTRE À PASSE À BANDE ÉTROITE: En général, un filtre passe-bande étroit est composé de plusieurs rétroactions circuit avec un seul ampli-op.

Caractéristiques d'un filtre passe-bande étroit :

• Un filtre passe-bande étroit se compose de deux blocs différents, c'est-à-dire de deux voies de rétroaction; par conséquent, il est connu sous le nom de «filtre à rétroaction multiple».
• Un ampli-op inversé est utilisé ici.
• On peut changer la fréquence centrale sans changer le gain ou la bande passante de ce filtre.

Le gain du filtre-

Bande passante

Fonction de transfert du filtre passe-bande actif :

Qu'est-ce qu'une fonction de transfert?

"La fonction de transfert est un nombre complexe qui a à la fois une magnitude et une phase. Dans le cas des filtres, la fonction de transfert permet d'introduire une différence de phase entre l'entrée et la sortie. »

Un besoin de filtre passe-bande est constitué d'au moins deux éléments à économie d'énergie, qui sont un condensateur et une inductance. Un filtre passe-bande du premier ordre n'est donc pas possible. La fonction de transfert d'un second filtre passe-bande peut être dérivée comme;

Où T₁=R₁C₁T₂=R₂C₂  T₃=R₃C₃

Applications d'un filtre passe-bande actif:

1. Un filtre passe-bande actif est utilisé dans des optiques comme le LASER.
2. Les filtres passe-bande sont largement utilisés dans les circuits d'amplification audio.
3. Les filtres passe-bande sont utilisés pour choisir des signaux avec une bande passante particulière dans le système de communication.
4. Dans le traitement du signal audio, ce filtre est utilisé.
5. BPF est utilisé pour détecter le rapport signal sur bruit et la sensibilité d'un récepteur.

Avantage de l'utilisation d'un filtre passe-bande:

Une bande passante active contrôle principalement la bande étroite et les bandes passantes. Il supprime également la distorsion et a une sélectivité nette. En raison de ses excellentes performances électriques et de sa fiabilité mécanique, BPF est largement utilisé dans le domaine de la communication.

Différence entre le filtre passe-bande et le filtre d'arrêt de bande:

Un filtre passe-bande transporte des fréquences dans une bande donnée et atténue toutes les autres fréquences en dessous de la plage. En revanche, un filtre coupe-bande fait exactement le contraire et atténue toutes les fréquences au-dessus de la gamme de fréquences donnée.

En dehors de cela, un filtre passe-bande supprime les énergies en dehors de la bande passante, mais un filtre coupe-bande ne supprime pas du tout toutes les puissances en dehors de la bande passante.

Qu'est-ce qu'un filtre passe-tout?

An filtre passe-tout actif transmet toutes les composantes de fréquence du signal d'entrée sans atténuation et fournit des déphasages entre le signal d'entrée et de sortie.

Le filtre passe-tout est généralement utilisé dans les réverbérateurs numériques. Lorsque les signaux sont transmis sur des lignes de transmission d'un bout à l'autre, ils subissent quelques changements de phase. Pour éviter de tels changements de phase et pertes, les filtres passe-tout sont utilisés.

Le condensateur crée un amplificateur inverseur à hautes fréquences, qui est en court-circuit.

Le condensateur est un circuit ouvert lorsque la fréquence est basse, et il crée une unité gain de tension tampon, c'est-à-dire qu'il n'y aura pas de déphasage.

A la fréquence de coin ω = 1 / RC, le circuit génère un décalage de 90˚. Cela implique que la sortie semble être retardée d'un quart par rapport à l'entrée.

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Soumali Bhattacharya

Bonjour, je m'appelle Soumali Bhattacharya. J'ai fait un Master en Electronique.
Je suis actuellement investi dans le domaine de l'électronique et de la communication.
Mes articles se concentrent sur les principaux domaines de l'électronique de base dans une approche très simple mais informative.
Je suis un apprenant vif et j'essaie de me tenir au courant de toutes les dernières technologies dans le domaine de l'électronique.

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