tp 4 filtre numérique -...

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LAPEROU Victor S3-T1 ROUILLARD Mathieu 1 3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 1100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Entrée Sortie Entrée-Sortie fonction du temps Caractéristiques du filtre 0.4 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 80 0 10 20 30 40 50 60 70 Hn Réponse impulsionnelle 80 Nombre de coeff Lowpass type du filtre Hamming Fenêtre 1.00 Fréq échantillon 0.17 Fréq coupure basse 0.40 Fréq coupure haute 1.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.5 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 Réponse spectrale Transmitance 0.5 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.01 Fmin réduite 0.5 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.40 Fmax réduite Wobulateur Filtre RIF test.fir relative path Fichier non sauvé appuyer pour le sauver 1 1 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.5 0 Coefficient TP 4 Filtre numérique But : Nous allons étudier différents types de filtres numériques, ainsi que les effets que peuvent avoir les fenêtres sur le signal de sortie. Puis nous allons voir comment réaliser un filtre et le piloter en utilisant 2 PC. I. Synthèse de filtres numériques RIF On va tenter ici de simuler un certain nombre de filtres à réponse impulsionnelle, via des VI LabView. On ouvre alors le fichier nommé : filt_rif.vi Le fichier se présente ainsi : Forme du filtre qui est appliqué au signal Type de filtre Nombre de point définissant la réponse impusionnelleType de Type de fenêtre appliquée au signal Jeu de coefficient permettant de créer des filtres spéciaux

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LAPEROU Victor S3-T1

ROUILLARD Mathieu

1

3 .0

-2 .0

-1 .0

0 .0

1 .0

2 .0

1 1 0 00 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0

E n tré e

S o rtie

Entrée-Sortie fonction du temps

Caractéristiquesdu filtre

0 .4

-0 .1

0 .0

0 .1

0 .2

0 .3

8 00 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0

H nRéponse impulsionnelle

8 0N omb re d e c o e ff

L o w p a ss typ e d u filt re

H amm in gFe n ê tre

1 .0 0F ré q é c h a n t illo n

0 .1 7F ré q c o u p u re b a sse

0 .4 0F ré q c o u p u re h a u te

1 .2

0 .0

0 .2

0 .4

0 .6

0 .8

1 .0

0 .5-0 .5 -0 .4 -0 .3 -0 .2 -0 .1 0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4

R é p o n se sp e c tra le

Transmitance

0 .50 .0

0 .1

0 .2 0 .3

0 .4

0 .0 1Fminréduite

0 .50 .0

0 .1

0 .2 0 .3

0 .4

0 .4 0Fmaxréduite

Wobulateur

Filtre RIF

te s t . f ir

re la t iv e p a thF ic h ie r n o n sa u v é

a p p u ye r p o u r le sa u v e r

1

1

0 .5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0 .50

Coefficient

TP 4 Filtre numérique

But :

Nous allons étudier différents types de filtres numériques, ainsi que les effets que peuvent

avoir les fenêtres sur le signal de sortie. Puis nous allons voir comment réaliser un filtre et le

piloter en utilisant 2 PC.

I. Synthèse de filtres numériques RIF

On va tenter ici de simuler un certain nombre de filtres à réponse impulsionnelle, via des

VI LabView.

On ouvre alors le fichier nommé : filt_rif.vi

Le fichier se présente ainsi :

Forme du filtre qui est

appliqué au signal

Type de filtre

Nombre de point

définissant la réponse

impusionnelleType de

Type de fenêtre appliquée

au signal

Jeu de coefficient permettant de créer des

filtres spéciaux

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ROUILLARD Mathieu

2

La réponse impulsionnelle et la transmitance permet ici de vérifier si les résultats

correspondant au filtre à synthétiser sont exactes.

Le graphe situé au dessous permet de visualiser l’entrée du filtre (en rouge) ainsi que

la sortie de celui-ci (en bleu).

On peut choisir 3 type de signaux différents, sinusoïde pure, signal sinusoïdale modulé

en fréquence et enfin séquence de bruit blanc.

1. Fréquence Réduite

La Transformée en Z de la réponse impulsionnelle est la fonction de transfert du filtre. Sa

factorisation permet de décrire un filtrage par une équation aux différences discrètes. La

transformée de Fourier (c’est à dire la Transformée en Z pour z = e(2pi.jλ)

) de la réponse

impulsionnelle est la réponse en fréquence du filtre. λ est la fréquence réduite : λ = F / Fe. Le

calcul des coefficients d’un filtre pour obtenir une réponse en fréquence spécifiée est appelé

« synthèse du filtre ».

On remarque également que lorsque l’on augmente le nombre de points le spectre est plus

raide, le nombre de points influe donc sur la raideur.

De plus la fenêtre de Hamming va permettre de diminuer le taux d’ondulation ainsi que le

coefficient de la raideur. Il faut donc trouver le bon compromis entre le nombre de points et la

pente. La fréquence réduite suffit dans cette simulation car dans l’ordinateur le spectre est

périodique, nous avons une pseudo-période.

2. Filtres passe-bas sans fenêtre

La bande passante représente le plateau de la transmitance. La bande de transition

représente le passage entre la bande passante et coupée, elle s’étend de 90 à 10% de la hauteur

total. La bande coupée est donc la partie du signal inférieur à 10% de la hauteur maximal, ceci

correspond donc à la partie retirer grâce aux fenêtres et aux différents filtres appliqués au

signal.

90% de la

hauteur du signal

10% de la

hauteur du signal

Bande de transition

Bande coupée

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3

Le gabarit correspond à la bande passante, coupée et de transition. Le gabarit est vérifié si le

signal reste contenue dan les limites prédéfinit.

Gabarit

3 .0

-2 .0

-1 .0

0 .0

1 .0

2 .0

1 1 0 00 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0

E n tré e

S o rtie

Entrée-Sortie fonction du temps

Caractéristiquesdu filtre

0 .4

-0 .1

0 .0

0 .1

0 .2

0 .3

8 00 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0

H nRéponse impulsionnelle

8 0N omb re d e c o e ff

L o w p a ss typ e d u filt re

H amm in gFe n ê tre

1 .0 0F ré q é c h a n t illo n

0 .1 7F ré q c o u p u re b a sse

0 .4 0F ré q c o u p u re h a u te

1 .2

0 .0

0 .2

0 .4

0 .6

0 .8

1 .0

0 .5-0 .5 -0 .4 -0 .3 -0 .2 -0 .1 0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4

R é p o n se sp e c tra le

Transmitance

0 .50 .0

0 .1

0 .2 0 .3

0 .4

0 .0 1Fminréduite

0 .50 .0

0 .1

0 .2 0 .3

0 .4

0 .4 0Fmaxréduite

Wobulateur

Filtre RIF

te s t . f ir

re la t iv e p a thF ic h ie r n o n sa u v é

a p p u ye r p o u r le sa u v e r

1

1

0 .5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0 .50

Coefficient

Bande de transition Bande de passante

Bande coupée

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ROUILLARD Mathieu

4

3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

10000 100 200 300 400 500 600 700 800 900Entrée

Sortie

Entrée-Sortie fonction du temps

Caractéristiquesdu filtre

0,4

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

100 1 2 3 4 5 6 7 8 9

HnRéponse impulsionnelle

11Nombre de coeff

Lowpass type du filtre

NoneFenêtre

1,00Fréq échantillon

0,17Fréq coupure basse

0,40Fréq coupure haute

1,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,5-0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Réponse spectrale

Transmitance

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,01Fminréduite

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,40Fmaxréduite

Wobulateur

Filtre RIF

test.fir

relative path Fichier non sauvéappuyer pour le sauver

1

1

0,5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,50

Coefficient

3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

10000 100 200 300 400 500 600 700 800 900Entrée

Sortie

Entrée-Sortie fonction du temps

Caractéristiquesdu filtre

0,4

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

250 5 10 15 20

HnRéponse impulsionnelle

25Nombre de coeff

Lowpass type du filtre

NoneFenêtre

1,00Fréq échantillon

0,17Fréq coupure basse

0,40Fréq coupure haute

1,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,5-0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Réponse spectrale

Transmitance

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,01Fminréduite

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,40Fmaxréduite

Wobulateur

Filtre RIF

test.fir

relative path Fichier non sauvéappuyer pour le sauver

1

1

0,5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,50

Coefficient

La précision relative en bande passante correspond à :

(Force du signalmax - Force du signalmin)dans la bande passante /2

La précision absolue en bande coupée correspond à :

(Force du signalmax - Force du signalmin)dans la bande coupée /2

La raideur ou module de la bande de transition correspond à la pente de la droite que

l’on peut observer dans la bande transition : (yb-ya)/(xb-xa)

On peut faire varier la qualité du filtre en changeant le nombre du coefficient on le

règle ici à 11 puis 25 et enfin 45 afin d’observer les différences que ceci implique.

Coefficient de 11 :

Coefficient de 25 :

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LAPEROU Victor S3-T1

ROUILLARD Mathieu

5

3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

10000 100 200 300 400 500 600 700 800 900Entrée

Sortie

Entrée-Sortie fonction du temps

Caractéristiquesdu filtre

0,4

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

450 5 10 15 20 25 30 35 40

HnRéponse impulsionnelle

43Nombre de coeff

Lowpass type du filtre

NoneFenêtre

1,00Fréq échantillon

0,17Fréq coupure basse

0,40Fréq coupure haute

1,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,5-0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Réponse spectrale

Transmitance

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,01Fminréduite

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,40Fmaxréduite

Wobulateur

Filtre RIF

test.fir

relative path Fichier non sauvéappuyer pour le sauver

1

1

0,5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,50

Coefficient

Coefficient de 43 :

On remarque que pour un coefficient relativement peu élevé nous disposons à ce

moment d’un filtre à phase linéaire dont la réponse en fréquence ressemble au prototype de

filtre passe-bas, mais en diffère légèrement. Il reste en générale normalement des oscillations

résiduelles vis-à-vis du filtre prototype, la pente est alors de l’ordre de Fe/M.

On observe ensuite que pour un coefficient un peut plus élevé, les oscillations

résiduelles vis-vis du filtre prototype persistent dans la bande passante même en choisissant

une représentation sur un coefficient très élevé, cependant afin de pouvoir remarquer ces

oscillation il est nécessaire d’effectuer un zoom importante sur cette bande. L’atténuation est

meilleure dans la bande coupée que pour la réalisation précédente. De plus il y a une

amélioration nette en bade de transition avec une pente qui vérifie la relation Fe/M avec plus

de précision que précédemment.

Le respect d’un gabarit peut donc être obtenue avec l’augmentation du coefficient, qui

permet alors d’obtenir un spectre plus précis et donc de pouvoir vérifier le gabarit. Cependant

le respect de celui peut être plus ou moins important dans certain zone en fonction de

l’utilisation qui lui est prévue. Par exemple pour un signal audio si la précision est de 2 à 3%

dans la bande passante l’oreille n’entend pas de différence en revanche il faut une plus grande

précision dans la bande coupée car l’oreille est plus sensible à ces variations.

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6

3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

10000 100 200 300 400 500 600 700 800 900Entrée

Sortie

Entrée-Sortie fonction du temps

Caractéristiquesdu filtre

0,4

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

450 5 10 15 20 25 30 35 40

HnRéponse impulsionnelle

43Nombre de coeff

Lowpass type du filtre

HammingFenêtre

1,00Fréq échantillon

0,17Fréq coupure basse

0,40Fréq coupure haute

1,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,5-0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Réponse spectrale

Transmitance

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,01Fminréduite

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,40Fmaxréduite

Wobulateur

Filtre RIF

test.fir

relative path Fichier non sauvéappuyer pour le sauver

1

1

0,5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,50

Coefficient

Valeurs obtenues :

3. Filtres passe-bas avec fenêtre

On fixe désormais le nombre de coefficient à 43 avec une fenêtre de Hamming :

Précision relative Précision

absolue

Raideur

Coefficient fixé à

11

(1,13-0,90)/2 = 0,115 0,07 (0,9-0,19)/(0,14-0,2) = -11,83

Coefficient fixé à

25

(1,03-0,96)/2 = 0,035 0,03 (0,91-0,14)/(0,16-0,19) = -25,67

Coefficient fixé à

43

(1,08-0,95)/2 = 0,065 0,08 (0,93-0,16)/(0,17-0,18) = -77

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On cherche ensuite un coefficient permettant de retrouver une raideur identique

qu’avec un coefficient de 43 cependant ici on n’utilise pas de fenêtre. Après plusieurs essaie

on remarque que pour 83 la raideur est semblable. En effet on obtient une raideur de -71.

3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

11000 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000Entrée

Sortie

Entrée-Sortie fonction du temps

Caractéristiquesdu filtre

0,4

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

900 10 20 30 40 50 60 70 80

HnRéponse impulsionnelle

83Nombre de coeff

Lowpass type du filtre

NoneFenêtre

1,00Fréq échantillon

0,17Fréq coupure basse

0,40Fréq coupure haute

1,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,5-0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Réponse spectrale

Transmitance

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,01Fminréduite

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,40Fmaxréduite

Wobulateur

Filtre RIF

test.fir

relative path Fichier non sauvéappuyer pour le sauver

1

1

0,5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,50

Coefficient

On positionne désormais en entrée une séquence de bruit blanc, puis on récupère en

sortie un bruit rose. Un bruit rose est en réalité un bruit blanc suivit d’un passe pas, ce terme

de bruit « rose » provient de l’optique les longueurs d’ondes qui possèdent de faible valeur

correspondent au couleur rouge et rose, d’où le nom.

3 .0

-1 .0

0 .0

1 .0

2 .0

1 1 0 00 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0

E n tré e

S o rt ie

Entrée-Sortie fonction du temps

Caractéristiquesdu filtre

0 .4

-0 .1

0 .0

0 .1

0 .2

0 .3

9 00 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0

H nRéponse impulsionnelle

8 6N omb re d e c o e ff

L o w p a ss typ e d u f ilt re

H amm in gFe n ê tre

1 .0 0F ré q é c h a n t illo n

0 .1 7F ré q c o u p u re b a sse

0 .4 0F ré q c o u p u re h a u te

1 .0

1 .0

1 .0

0 .5-0 .5 -0 .4 -0 .3 -0 .2 -0 .1 0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4

R é p o n se sp e c tra le

Cu rso r 0 -0 .0 6 1 .0 0

Cu rse u r 1 0 .0 4 1 .0 0

Transmitance

0 .50 .0

0 .1

0 .2 0 .3

0 .4

0 .0 2Fminréduite

0 .50 .0

0 .1

0 .2 0 .3

0 .4

0 .3 7Fmaxréduite

Bruit

Filtre RIF

te s t. f ir

re la t iv e p a thF ic h ie r n o n sa u v é

a p p u ye r p o u r le sa u v e r

1

1

0 .5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0 .50

Coefficient

Bruit blanc Bruit rose

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8

4. Filtre basé sur un jeu de coefficients donnés

On modifie alors chaque coefficient à la main à l’intérieur du tableau. Nous avons :

432 232 −−− ++++= nnnnnn eeeees

Les coefficients se trouve dans cette équation ici c’est 1 puis 2 puis 3 puis 2 puis 1.

...321)( ...222 0 +++==−− eeeZH TejTe νππν

pTeeZ =

νπσ jp 2+=

Amortissement Fréquence

On souhaite obtenir un jeu de coefficient qui nous permette d’avoir un coupe bas, ce

type de filtre est caractérisé par la valeur de 0 en 0.

6 .0

-6 .0

-4 .0

-2 .0

0 .0

2 .0

4 .0

1 0 0 00 1 0 0 2 0 0 30 0 4 0 0 5 0 0 6 00 7 0 0 8 0 0 9 0 0

E n tré e

S o rt ie

Entrée-Sortie fonction du temps

Caractéristiquesdu filtre

2 .0

-2 .0

-1 .0

0 .0

1 .0

50 1 2 3 4

H nRéponse impulsionnelle

8 2N omb re d e c o e ff

L o w p a ss typ e d u f ilt re

N o n eFe n ê tre

1 .0 0F ré q é c h a n t illo n

0 .1 7Fré q c o u p u re b a sse

0 .4 0Fré q c o u p u re h a u te

6 .0

0 .0

1 .0

2 .0

3 .0

4 .0

5 .0

0 .5-0 .5 -0 .4 -0 .3 -0 .2 -0 .1 0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4

R é p o n se sp e c tra le

Cu rso r 0 -0 .0 6 0 .8 5

Cu rse u r 1 0 .0 4 1 .0 0

Transmitance

0 .50 .0

0 .1

0 .2 0 .3

0 .4

0 .1 3Fminréduite

0 .50 .0

0 .1

0 .2 0 .3

0 .4

0 .2 5Fmaxréduite

Wobulateur

Sujet d'exam

te s t . f ir

re la t iv e p a thF ic h ie r n o n sa u v é

ap p u ye r p o u r le sa u v e r

0

0

0

0

0

0

0

1

-1

0

0

2

-2

0

Coefficient

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II. Réalisation d’un filtre temps réel

Au cours de cette partie on utilise simultanément 2 PC. Le premier réalise un filtre en

temps réel à partir d’une carte C.AN. C.N.A. ainsi que d’un système d’interrupteur contrôlé

par un TIMER.

Il faut donc : - entrer les coefficients que l’on a au préalable enregistrés dans un fichier puis

mis en réseau.

- on règle la fréquence d’échantillonnage pilotant le timer

Le second PC permet de : - commander un générateur basse fréquence et créer ainsi un

signal sinusoïdal de fréquence commandée.

- puis au travers d’un multimètre d’acquérir la valeur RMS de la

sortie correspondante du filtre.

- enfin d’exploiter des résultats pour tracer une courbe de gain du

filtre étudié.

Un logiciel nous permet de relever dans la limite du théorème de Shannon, la courbe

|T|=|Vs/Ve| en fonction de la fréquence f<Fe/2 qui pilote le générateur. La sortie du filtre est

mesurée par un voltmètre R.M.S. Les deux appareils fonctionnent sous bus GPIB.

Il faut donc rapatrier le fichier enregistré (à condition qu’il y est moins de 20

coefficients) correspondant à un passe-bas. On lance alors le filtre avec les coefficients

précédemment enregistrés ainsi qu’une fréquence d’échantillonnage adéquate. On réalise

ensuite les différentes mesures du module du gain, on obtient donc le graphe de l’annexe 1.

On reconnait donc la courbe représentative du passe bas, on remarque cependant quelque

défaut.

Il est donc important de constater que le spectre d’un signal tronqué temporelle, c'est-

à-dire mesuré sur un temps fini (cas réel), va être modifié dans le sens où chaque composante

du spectre sera transformée en une forme sinc(x). Ce résultat correspond aux principes

d’incertitude : une connaissance complète du signal sur l’axe des temps conduit à une

détermination précise dans le domaine fréquentiel alors qu’une connaissance limitée

temporellement du signal induit un « flou » sur la détermination du spectre de ce signal.

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10

III. Synthèse d’un filtre à réponse impulsionnelle infinie

L’algorithme d’un filtre récursif est le suivant :

∑ ∑−

= =−− +=

1

0 1

N

k

M

kknkknkn ybeay

Un passe bande étroit du second ordre est donc un filtre analogique de la

forme :

)1

(1

1)(

ssQa

sT

++

=

Un filtre récursif est donc un filtre qui se réalise par câblage ou programmation de

l'équation aux différences récursive.

(1)

La réponse impulsionnelle de cet algorithme est de longueur infinie. C'est la raison

pour laquelle le filtre numérique (1) est dit à réponse impulsionnelle infinie (RII).

Dans l’exemple présent sur le polycopié on souhaite obtenir un facteur de qualité de

10, voici un exemple de simulation avec un facteur de qualité égale à 10 :

0,006Période

Filtre RII

3,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

6,00,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5

Entrée

Sortie

Entrée-Sortie filtrée

Caractéristiques

2003004005006007008009001000

HnRéponse impulsionnelle

10,00

Facteur Qnumérique

1,0

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

0,50,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Réponse spectrale

Cursor 0 0,10 0,99

Transmitance

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,04Fminréduite

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,16Fmaxréduite

Sinus modulé en fréquence1000Echantillons

0,10

Fréq centrale réduite

3,08K

9,35Qa

51,500

b

1,000

a

Fichier non sauvéappuyer pour le sauvertest.rii

relative path

Filtre RII

1,00

1,00

0,50

0,00

0,00

0,00

0,00

0,500

B

1,00

1,00

0,50

0,00

0,00

0,00

0,00

0,500

A

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11

Nous avons ci-dessus un exemple de passe bande étroit avec un coefficient de qualité

de 10. On peut remarquer le signal d’entrée (en rouge) est bien filtré par le passe bande

car le signal de sortie (en vert) est bien atténué sauf a une certain fréquence correspondant

à celle que laisse passer le filtre.

0,006Période

Filtre RII

3,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

6,00,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5

Entrée

Sortie

Entrée-Sortie filtrée

Caractéristiques

2003004005006007008009001000

HnRéponse impulsionnelle

1,00

Facteur Qnumérique

1,0

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

0,50,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Réponse spectrale

Cursor 0 0,10 1,00

Transmitance

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,04Fminréduite

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,16Fmaxréduite

Sinus modulé en fréquence1000Echantillons

0,10

Fréq centrale réduite

3,08K

0,93Qa

5,090

b

1,000

a

Fichier non sauvéappuyer pour le sauvertest.rii

relative path

Filtre RII

1,00

1,00

0,50

0,00

0,00

0,00

0,00

0,500

B

1,00

1,00

0,50

0,00

0,00

0,00

0,00

0,500

A

On remarque en revanche qu’avec un facteur de qualité de 1 le graphe représentant la

transmitance est beaucoup moins étroit, ceci est du coup très visible lorsque l’on compare

le signal d’entrée et le signal de sortie, en effet le signal en vert est très peu atténué.

0,006Période

Filtre RII

3,0

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

6,00,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5

Entrée

Sortie

Entrée-Sortie filtrée

Caractéristiques

2003004005006007008009001000

HnRéponse impulsionnelle

30,00

Facteur Qnumérique

1,0

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

0,50,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Réponse spectrale

Cursor 0 0,10 0,94

Transmitance

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,04Fminréduite

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,16Fmaxréduite

Sinus modulé en fréquence1000Echantillons

0,10

Fréq centrale réduite

3,08K

28,06Qa

154,510

b

1,000

a

Fichier non sauvéappuyer pour le sauvertest.rii

relative path

Filtre RII

1,00

1,00

0,50

0,00

0,00

0,00

0,00

0,500

B

1,00

1,00

0,50

0,00

0,00

0,00

0,00

0,500

A

On remarque également que pour un facteur beaucoup plus grand (30 ici) il n’y a pas

d’amélioration nette. On ne voit quasiment pas de changement sur le graphe représentant

la transmitance en revanche une petite amélioration est tout de même notable sur le signal

de sortie.

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La fréquence réduite permet de décaler la zone d’efficacité du filtre, en effet ceci

permet de déterminer à quelle fréquence le filtre est efficace.

Nous avons effectué ce filtre grâce au 2 PC, celui est visible sur l’annexe 2, on

reconnaît bien la présence d’un passe bande étroit, cependant comme expliquer tout à

l’heure ici le montage fonctionne comme un filtre réel, c'est-à-dire que le signal obtenu en

sortie n’est pas tout à fait exacte.

IV. Méthode avec échantillons dans un gabarit en fréquence

On souhaite illustrer la méthode d’optimisation sur un filtre passe-bas. On effectue donc

un échantillonnage régulier en fréquence. Nous devons vérifier la condition Fe/M

inférieur à la largeur de transition afin de rester dans le gabarit. La transformée de Fourier

inverse donne alors une réponse impulsionnelle sur M points. On utilise donc pour cela le

fichier : css_rif.vi.

3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

2000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190

Entrée

Sortie

Entrée-Sortie fonction du temps

Caractéristiquesdu filtre

0,5

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

100 1 2 3 4 5 6 7 8 9

HnRéponse impulsionnelle

20Nombre de coeff

Lowpass type du filtre

NoneFenêtre

5,00Fréq échantillon

0,17Fréq coupure basse

0,45Fréq coupure haute

1,2

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

3,0-3,0 -2,0 -1,0 0,0 1,0 2,0

Réponse spectrale

Courbe 1

Transmitance

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,03Fminréduite

0,50,0

0,1

0,2 0,3

0,4

0,44Fmaxréduite

Wobulateur

Sujet d'exam

test.fir

relative path Fichier non sauvéappuyer pour le sauver

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,001,00 1,00 0,90 0,05 0,000

Spectre

On a donc ci-dessus un passe bas on remarque sont efficacité sur le signal de sortie en

effet celui-ci est bien atténué pour des fréquences relativement élevée. On remarque

également que cette la fréquence d’échantillonnage qui permet de régler le domaine dans

lequel le filtre est actif on peut donc ainsi choisir les fréquences à éliminer.

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13

CONCLUSION

Nous avons donc étudié au cours de ce TP différents types filtres, tel que des passe bas,

passe haut, passe bande, ... Nous également observer via 2 PC les signaux obtenu en sortie

de nos filtres. On a également remarqué l’importance de différent type de fenêtres sur le

signal, ainsi que les autres paramètres qui permet de faire varier son domaine d’action

ainsi que la qualité des filtres.