Un filtre peut être défini en référence à divers domaines tels que la chimie, l'optique, l'ingénierie, la modélisation de la turbulence, l'ingénierie, l'informatique, la philosophie et le traitement du signal. Considérons les filtres de traitement du signal, le filtre peut être défini comme un dispositif utilisé pour supprimer une partie ou des parties inutiles du signal. Cette suppression des parties inutiles du signal est appelée processus de filtrage. Ces filtres de traitement du signal sont classés en différents types tels que filtres électroniques , filtres numériques et filtres analogiques.
Filtres analogiques
Le filtre analogique est généralement utilisé en électronique et est considéré comme un élément de base du traitement du signal. Ces filtres analogiques sont utilisés pour séparer les signaux audio avant de les appliquer aux haut-parleurs. Séparer et combiner plusieurs conversations téléphoniques sur un seul canal peut se faire à l'aide de filtres analogiques. Pour sélectionner une station de radio particulière à partir du récepteur radio en rejetant tous les autres canaux, vous pouvez utiliser des filtres analogiques.
Les signaux à variation continue (signaux analogiques) peuvent être exploités en utilisant des filtres analogiques électroniques linéaires passifs qui sont composés d'éléments passifs tels que des résistances, des condensateurs et des inductances. Ces filtres analogiques sont fréquemment utilisés pour autoriser des composantes de fréquence particulières en rejetant d'autres signaux de temps analogiques ou continus.
Types de filtres analogiques
Les filtres analogiques linéaires peuvent être répertoriés en tant que filtres de synthèse de réseau, filtres d'impédance d'image et filtres simples. Les filtres de synthèse de réseau sont à nouveau classés en tant que filtre Butterworth, filtre Chebyshev, filtre elliptique ou filtre Cauer, filtre Bessel, filtre gaussien, filtre Optimum «L» (Legendre) et filtre Linkwithz-Riley. Les filtres d'impédance d'image sont en outre classés en tant que filtre Constant k, filtre dérivé de m, filtres d'image généraux, réseau Zobel, filtre en treillis, égaliseur de retard T ponté, filtre d'image composite et filtre de type mm '. Le filtre RC, le filtre RL, le filtre LC et le filtre RLC sont appelés filtres simples.
Conception de filtre analogique
La conception du filtre analogique comprend des fonctions de transfert de filtre analogique, des pôles et des zéros des filtres analogiques, la réponse en fréquence des filtres analogiques, la réponse de sortie et différents types de filtres analogiques. Les méthodes de filtrage de conception de filtre analogique sont classées en tant que modèles de filtres Butterworth, Chebyshev et Elliptic basés sur la fonction de transfert d’ordre «n».
Filtre Butterworth
Conception de filtre Butterworth
Le Butterworth ou filtre de magnitude plat au maximum a une réponse en fréquence plate (mathématiquement autant que possible). Le «mur de briques» du filtre passe-bas analogique (Butterworth), qui peut être défini comme des approximations standard pour divers ordres de filtre, est illustré dans la figure ci-dessous (y compris la réponse en fréquence idéale).
Réponse en fréquence idéale du filtre Butterworth
Si nous augmentons l'ordre du filtre Butterworth, alors les étages en cascade de la conception du filtre Butterworth sont également augmentés. Ainsi, comme le montre la figure ci-dessus, la réponse du filtre et du mur de briques se rapproche. Généralement, les filtres analogiques linéaires sont réalisés en utilisant différentes topologies, le filtre Butterworth peut être réalisé en utilisant la topologie Cauer ou la topologie Sallen-key.
Filtre Chebyshev
Les filtres Chebysev sont nommés d'après Pafnufy Chebyshev qui a dérivé les calculs mathématiques de Filtres Chebyshev . L'erreur entre la caractéristique du filtre idéalisé et le filtre réel peut être réduite en utilisant la propriété du filtre Chebyshev.
Filtre Chebyshev
Ces filtres Chebyshev sont en outre classés comme filtres Chebyshev de type1 et de type2. Les filtres de type1 sont de type basique et la réponse en gain ou en amplitude est une fonction de fréquence angulaire du nième ordre du filtre passe-bas analogique (LPF-si l'on considère les filtres analogiques). Le filtre Chebyshev de type2 est un type rare et est un filtre inverse.
Types de filtre Chebyshev
Filtres analogiques simples
Filtre RC
Circuit de filtre RC
Les simples circuits électriques résistance-condensateur entraînés par une source de courant ou de tension agissent comme des filtres analogiques. Ces circuits de filtrage RC sont utilisés pour filtrer un signal de manière à bloquer des fréquences spécifiques et à laisser passer d'autres fréquences. Le circuit de filtre RC peut être connecté en série Circuit RC ou circuit RC parallèle comme indiqué sur la figure ci-dessus.
Filtre LC
Circuit de filtre LC
Le simple circuit électrique inductance-condensateur agit comme un filtre LC qui est également appelé circuit accordé ou circuit résonnant ou circuit de réservoir. Ce circuit LC se comporte également comme un résonateur électrique. Les circuits LC sont utilisés pour générer des signaux ou pour capter des signaux à une fréquence spécifique. Le filtre LC peut être connecté en tant que circuit LC série ou circuit LC parallèle comme indiqué dans la figure ci-dessus.
Filtre RL
Circuit de filtre RL
Le circuit électrique simple résistance-inductance agit comme un circuit de filtre RL qui est entraîné à l'aide d'une source de courant ou de tension et est composé de la résistance et de l'inductance. Le filtre RL peut être connecté en tant que circuit série RL ou circuit parallèle RL comme indiqué dans la figure ci-dessus.
Filtre RLC
Circuit de filtre RLC
Le circuit électrique simple résistance-inductance-condensateur agit comme un circuit de filtre RLC, la résistance, le condensateur et l'inductance peuvent être connectés en série ou en parallèle pour former un filtre RLC série ou un filtre RLC parallèle. Ce circuit de filtre RLC forme un oscillateur harmonique pour le courant et résonne comme un circuit LC. Mais, ici, les oscillations peuvent être diminuées en introduisant une résistance et cet effet est appelé amortissement.
Voulez-vous en savoir plus sur la conception pratique des filtres analogiques et numériques? Si vous êtes intéressé par la conception projets électroniques puis partagez vos opinions, commentaires, requêtes et suggestions dans la section commentaires ci-dessous.
