Filtrage linéaire
Cours · électricité (MP2I), chapitre 6 · CPGE MP2I (1re année) · le début du chapitre, la suite sur Adloun
Un filtre laisse passer certaines fréquences et en atténue d'autres. C'est l'outil central du traitement du signal : extraire une composante, lisser un signal, sélectionner une station radio. On le caractérise par sa fonction de transfert et son diagramme de Bode. L'idée maîtresse : tout signal périodique est une somme de sinusoïdes (Fourier) ; le filtre agit sur chacune indépendamment (linéarité), et l'on reconstitue la sortie.
6.1 Signaux périodiques
Un signal périodique de pulsation se décompose en une somme de sinusoïdes (le fondamental à et les harmoniques à ) :
La valeur moyenne est . La valeur efficace est ; pour un signal sinusoïdal d'amplitude , . Le carré de la valeur efficace est la somme des carrés des valeurs efficaces des harmoniques : .
6.2 Fonction de transfert et diagramme de Bode
En régime sinusoïdal forcé, la fonction de transfert est le rapport des amplitudes complexes sortie/entrée :
Le gain en décibels est .
Exercices du chapitre
- Où est la puissance dans le spectre ? corrigé
- Lisser une tension redressée : quel ordre ? corrigé
- Le même RC : moyenneur, intégrateur, dérivateur corrigé
- Sismomètre et accéléromètre : un même filtre mécanique corrigé
- Fabriquer une sinusoïde à partir d'un créneau (capacité numérique) corrigé
- Linéaire ou non ? Lire un spectre de sortie corrigé