Calculateur Filtres RC/LC
Concevez des filtres passifs et actifs. Calculez les valeurs des composants pour les filtres passe-bas, passe-haut, passe-bande et coupe-bande.
Calculateur
Comment Utiliser Ce Calculateur
Ce calculateur de filtres vous aide à concevoir des filtres RC/LC passifs et des filtres actifs à amplificateurs opérationnels pour les applications audio, RF et de conditionnement de signal.
- Sélectionnez le Type de Filtre — Passe-bas, passe-haut, passe-bande ou notch
- Choisissez la Topologie — Passive (RC/LC) ou active (basée sur ampli-op)
- Entrez la Fréquence de Coupure — Le point à -3dB pour les filtres LP/HP
- Définissez l'Impédance — Détermine les valeurs de résistance
- Pour le Passe-bande — Spécifiez aussi la bande passante pour déterminer le facteur Q
- Cliquez sur Calculer — Obtenez les valeurs des composants
Types de Filtres Expliqués
Filtre Passe-bas
Laisse passer les fréquences inférieures à la fréquence de coupure et atténue les fréquences supérieures. Utilisé pour l'anti-repliement avant les CAN, la suppression du bruit haute fréquence et l'extraction des basses audio.
Filtre Passe-haut
Laisse passer les fréquences supérieures à la fréquence de coupure et atténue les fréquences inférieures. Utilisé pour le blocage DC, la suppression des grondements basse fréquence et l'extraction des aigus audio.
Filtre Passe-bande
Laisse passer les fréquences dans une bande spécifique et atténue les fréquences à l'extérieur. Le facteur Q détermine la sélectivité : un Q plus élevé signifie une bande passante plus étroite.
Filtre Notch (Coupe-bande)
Atténue une fréquence spécifique tout en laissant passer toutes les autres. Couramment utilisé pour supprimer le bourdonnement secteur 50/60Hz ou des fréquences d'interférence spécifiques.
Comparaison des Réponses de Filtres
| Filtre | Pente (1er ordre) | Déphasage | Usage Courant |
|---|---|---|---|
| Passe-bas | -20 dB/décade | 0° à -90° | Anti-repliement, suppression du bruit |
| Passe-haut | +20 dB/décade | +90° à 0° | Blocage DC, suppression des grondements |
| Passe-bande | ±20 dB/décade | +90° à -90° | Accord radio, détection de tonalité |
| Notch | Creux profond à fc | ±180° à fc | Réjection de bourdonnement, interférences |
Conseils de Conception
Filtres Passifs vs Actifs
| Aspect | Passif | Actif |
|---|---|---|
| Alimentation | Pas d'alimentation nécessaire | Nécessite alimentation |
| Gain | Atténuation seulement | Peut amplifier |
| Facteur Q | Limité par les composants | Peut être très élevé |
| Taille | Peut être encombrant (inductances) | Compact |
| Bande passante | DC jusqu'à très haute fréq. | Limitée par l'ampli-op |
Sélection des Composants
- Résistances : Utilisez une tolérance de 1% film métallique pour la précision
- Condensateurs : C0G/NP0 pour la stabilité, X7R acceptable pour moins critique
- Inductances : Considérez la DCR, le courant de saturation et l'autorésonance
- Ampli-ops : Choisissez selon la bande passante, le bruit et les exigences d'alimentation
Valeurs d'Impédance Courantes
- Audio : 10kΩ-100kΩ (haute impédance pour faible bruit)
- RF : 50Ω ou 75Ω (impédances de ligne de transmission standard)
- Instrumentation : 1kΩ-10kΩ (équilibre entre bruit et charge)
Erreurs Courantes à Éviter
- Considérez les effets d'impédance de source et de charge sur la réponse du filtre
- Tenez compte de l'inductance parasite des condensateurs à haute fréquence
- Utilisez des condensateurs à faible ESR pour un meilleur facteur Q
- Bufferisez les filtres haute impédance pour éviter la charge
Questions Fréquemment Posées
Qu'est-ce que la fréquence de coupure à -3dB ?
Le point à -3dB est là où la puissance de sortie est la moitié de la puissance d'entrée (la tension est ~70,7% de l'entrée). C'est la définition standard de la fréquence de coupure du filtre. Au-dessus/en-dessous de ce point, l'atténuation augmente selon la pente du filtre.
Comment obtenir une pente plus raide ?
Utilisez des filtres d'ordre supérieur. Chaque ordre ajoute 20 dB/décade de pente. Cascadez plusieurs étages du premier ordre ou utilisez des topologies du second ordre Sallen-Key, Butterworth ou Tchebychev. Les ordres supérieurs nécessitent plus de composants et une conception soignée.
Pourquoi utiliser des filtres actifs au lieu de passifs ?
Les filtres actifs peuvent fournir du gain, ne nécessitent pas d'inductances (qui sont encombrantes à basse fréquence) et peuvent atteindre des facteurs Q élevés. Ils sont idéaux pour les applications audio et basse fréquence. Cependant, ils sont limités par la bande passante de l'ampli-op et nécessitent une alimentation.
Quel facteur Q utiliser pour les filtres passe-bande ?
Q = fréquence centrale / bande passante. Pour un filtrage général, un Q de 1-10 est courant. Un Q plus élevé (10-100) pour la détection sélective de fréquence. Un Q très élevé (100+) nécessite des composants de précision et peut être instable.
Quelle est la précision de ces valeurs calculées ?
Les formules sont exactes pour des composants idéaux. La précision réelle dépend des tolérances des composants (1% résistances, 5% condensateurs = ~6% erreur de fréquence). Pour les applications de précision, utilisez des composants ajustables ou des valeurs appariées.
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Après avoir calculé les valeurs de vos composants, utilisez Schemalyzer pour vérifier votre conception de schéma. Notre analyse alimentée par IA détecte les erreurs courantes et suggère des améliorations.
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