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Filtrage linéaire

Cours · électricité (MP2I), chapitre 6 · CPGE MP2I (1re année) · le début du chapitre, la suite sur Adloun

Le diagramme de Bode d'un filtre passe-bas du premier ordre : gain constant, puis pente de −20 dB par décade après la coupure.

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

Définition 6.1Décomposition de Fourier (fournie)

Un signal périodique de pulsation se décompose en une somme de sinusoïdes (le fondamental à et les harmoniques à ) :

Définition 6.2Valeur moyenne et valeur efficace

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

Définition 6.3Fonction de transfert

En régime sinusoïdal forcé, la fonction de transfert est le rapport des amplitudes complexes sortie/entrée :

Le gain en décibels est .

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