Étape 5: Les filtres passe-bas
Filtres électroniques sont partout, dans presque tout ce que nous utilisons. AM et FM radio signaux doivent filtrer l’onde porteuse (voir ce Instructable pour plus à ce sujet). Le signal à travers votre téléphone filtre les fréquences supérieures à 6kHz puisque la voix humaine ne peut que planer et il n’y a pas besoin de les passer. Les amplificateurs offrent un moyen très simple pour implémenter des filtres très efficaces.
Il existe plusieurs types de filtres, avec des variations hybride aussi bien. Filtres passe-bas permettent aux signaux de basse fréquence à traverser, depuis le courant continu jusqu'à la fréquence de coupure, tout en atténuant les hautes fréquences. Filtres passe-haut permettent de hautes fréquences à passer et à atténuer les basses fréquences. Les filtres de bande passante permettent une certaine plage de fréquences de passer et de fréquences de coupure au-dessus et au-dessous des fréquences de deux coin. Bande filtre cutoff une certaine fenêtre de fréquences et permettent à ceux au-dessus et en dessous les fréquences de coin pour passer. La fréquence de coupure est où le signal d’entrée a été atténué de 3 dB, ce qui équivaut à Vin/√2. Pour les filtres d’ordre premiers la fréquence de coupure n’est pas une forte baisse, ressemblant plus à une pente douce sur un graphe logarithmique, et certains passage des fréquences dans la région coupée n’arrivera jusqu'à un certain point. En ajoutant plusieurs filtres en série, vous augmentez l’ordre du filtre et cette pente de coupure peut devenir très raide, en fait presque à la verticale si construit correctement. Les maths derrière tout cela sont plutôt impliqué, en s’appuyant fortement sur une bonne compréhension des équations différentielles et des fonctions de transfert, donc je n’obtiendrai pas dans cela.
Image 1 est celle d’un filtre passe-bas. Tout d’abord déterminer la plus haute fréquence que vous souhaitez passer à travers le filtre. Il s’agit de votre coupure f. Ensuite, déterminez les valeurs R et C à l’aide de l' équation f = 1/(2π*R*C). Pour cet exemple, nous allons choisir arbitrairement f à 2 kHz. J’ai trouvé que le choix du condensateur et bâtir un réseau de résistance correspondant est plus facile que l’inverse. Nous allons donc choisir un condensateur de 100nF disque céramique (104). Faire le calcul donne une valeur de R de 795.775Ω. N’oubliez pas que certaines fréquences au-dessus de la coupure f seront en échappera, donc s’approcher près devrait être bon. Nous pouvons soit additionner un 470Ω et un 330Ω de résistances en série pour 800Ω, soit utiliser un potentiomètre. Aussi, les filtres peuvent encore avoir gain selon l’équation gain =-(R2/R1), donc avoir l’unité gain (gain de 1), nous validons les résistances d’entrée à 800Ω.
Construire : Connecter les broches d’alimentation comme avant. Entre les broches 2 et 6, placer un condensateur de 100nF (104) et la série de résistance 800Ω. Placer une autre série de résistance 800Ω entre l’entrée et la broche 2. Broche 3 de la terre. (Image 2)
À l’aide de votre générateur de signaux, commencer à une faible fréquence (200Hz ou moins) et progressivement travailler votre chemin jusqu'à l’échelle jusqu'à passer la fréquence de coupure (20 kHz +). À l’aide de votre o-portée, observer l’entrée et la sortie sur la même échelle et observer comment il atténue à des fréquences plus élevées. (Images 3, 4 et 5)
