LES FILTRES PASSIFS ET ACTIFS (partie 2/2)

## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : - Définir et classer les filtres électroniques selon leur réponse en fréquence (passe‑bas, passe‑haut, passe‑bande, réjecteur). - Expliquer le principe de fonctionnement des filtres passifs RC et LC ainsi que leurs limites (atténuation, facteur de qualité). - Réaliser le dimensionnement d’un filtre passif du premier ou du second ordre à partir d’une fréquence de coupure spécifiée. - Décrire le rôle de l’amplificateur opérationnel idéal dans les filtres actifs et citer les configurations classiques (Sallen‑Key, multiple‑feedback). - Calculer les valeurs des composants (R, C) nécessaires pour obtenir une réponse souhaitée dans un filtre actif du premier ou du second ordre. - Mettre en œuvre, tester et dépanner un filtre actif sur un banc d’essais en respectant les règles de sécurité électrique. - Identifier les erreurs fréquentes de montage et appliquer les consignes de prévention adaptées au contexte technique camerounais. **Prérequis** : - Lois d’Ohm et de Kirchhoff (tensions et courants dans les réseaux linéaires). - Notions d’impédance complexe des résistances, condensateurs et selfs (Z_R = R, Z_C = 1/(jωC), Z_L = jωL). - Fonctionnement de base d’un amplificateur opérationnel (gain en boucle ouverte, entrée différentielle, sortie limitée par les alimentations). - Utilisation du multimètre et de l’oscilloscope pour mesurer tension, fréquence et atténuation. - Lecture d’un schéma électronique et respect des consignes de sécurité (mise à la terre, protection contre les surtensions). --- ## Introduction contextualisée Dans les installations techniques du Cameroun (telecom, énergie solaire, instrumentation de laboratoire), le traitement du signal est indispensable pour extraire l’information utile tout en rejetant les bruits ou les harmoniques indésirables. Les filtres électroniques, qu’ils soient passifs ou actifs, permettent d’ajuster la réponse en fréquence d’un circuit selon les besoins spécifiques d’un projet : filtrage du bruit de réseau 50 Hz dans un système de mesure de température, séparation des canaux dans un récepteur radio VHF, ou encore limitation de la bande passante d’un ampli‑audio destiné à un studio d’enregistrement à Yaoundé. Ce chapitre présente, de façon progressive, les filtres passifs (Leçon 9) puis les filtres actifs (Leçon 10), en insistant sur les méthodes de dimensionnement utilisées en atelier, les formules de calcul avec leurs unités, et des exemples concrets tirés de la pratique professionnelle camerounaise. Chaque notion clé est mise en évidence grâce à des encadrés « > » afin de faciliter la révision et la mémorisation pour l’examen du Probatoire. --- ## I. Les filtres passifs (Leçon 9) ### 9.1 Définition et classification Un filtre passif est un réseau linéaire composé uniquement de résistances, de condensateurs et/ou d’inductances, sans source d’énergie active. Il modifie l’amplitude et la phase du signal en fonction de la fréquence, sans apport d’énergie extérieure. > **Définition** : Filtre passif = réseau RC, RL, LC ou RLC dont la fonction de transfert H(jω) = V_out/V_in ne contient aucun terme d’amplification (|H| ≤ 1 pour toutes les fréquences). Les filtres se classent selon la bande de fréquences qu’ils laissent passer : - Passe‑bas (LPF) : laisse passer les fréquences inférieures à une fréquence de coupure f_c. - Passe‑haut (HPF) : laisse passer les fréquences supérieures à f_c. - Passe‑bande (BPF) : laisse passer un intervalle [f_b1, f_b2] entouré de deux fréquences de coupure. - Rejecteur (notch) : atténue fortement une bande étroite autour d’une fréquence f_0. ### 9.2 Filtre passe‑bas RC du premier ordre Le circuit le plus simple comporte une résistance R en série suivie d’un condensateur C vers la masse. La tension de sortie est prise aux bornes du condensateur. **Fonction de transfert** : \[ H(j\omega)=\frac{1}{1+j\omega RC} \] **Fréquence de coupure** (où |H| = 1/√2 ≈ -3 dB) : \[ f_c=\frac{1}{2\pi RC} \] > **Formule clé** : f_c = 1/(2πRC) [Hz] avec R en ohms, C en farads. **Réponse en amplitude** : décroissance de -20 dB/decade au-delà de f_c. **Réponse en phase** : -45° à f_c, tendant vers -90° pour ω≫1/RC. ### 9.3 Filtre passe‑haut RC du premier ordre On échange les positions de R et C : la résistance est placée vers la masse, le condensateur en série avec l’entrée. La sortie est prise aux bornes de la résistance. **Fonction de transfert** : \[ H(j\omega)=\frac{j\omega RC}{1+j\omega RC} \] La même expression de f_c s’applique : f_c = 1/(2πRC). > **Propriété** : À f_c, le gain vaut -3 dB et la phase vaut +45°. ### 9.4 Filtres du second ordre (LC) Pour obtenir une pente de -40 dB/decade (ou un facteur de qualité Q > 0,5), on utilise un réseau LC. #### 9.4.1 Filtre passe‑bas LC (série) Inductance L en série avec C en shunt vers la masse. **Fréquence de résonance** : \[ f_0=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} \] **Facteur de qualité** : \[ Q=\frac{1}{R}\sqrt{\frac{L}{C}} \] où R représente la résistance série parasite. > **Formule clé** : f_0 = 1/(2π√(LC)) [Hz] ; Q = (1/R)√(L/C). #### 9.4.2 Filtre passe‑bande LC (série‑shunt) Une branche série LC en résonance, couplée à une résistance de charge R_L. La réponse présente un pic à f_0 avec une bande passante : \[ \Delta f = \frac{f_0}{Q} \] ### 9.5 Méthode de dimensionnement en atelier 1. **Déterminer le type de filtre** (LPF, HPF, BPF, notch) selon le cahier des charges. 2. **Choisir l’ordre** : premier ordre pour une atténuation modeste (-20 dB/decade), second ordre si une pente plus raide ou un facteur Q spécifique est requis. 3. **Sélectionner la fréquence de coupure f_c** (ou f_0) à partir du signal utile et du bruit à rejeter. 4. **Choisir une valeur pratique pour un composant** (souvent C, car les valeurs standards sont plus nombreuses). 5. **Calculer l’autre composant** à l’aide de la formule correspondante (ex. R = 1/(2πf_c C)). 6. **Vérifier la tolérance** : utiliser des composants de tolérance 1 % ou 2 % pour les applications de mesure ; 5 % suffit pour le filtrage de puissance. 7. **Réaliser le prototype sur plaque d’essais**, mesurer la réponse avec l’oscilloscope, ajuster si nécessaire (remplacer un composant par une valeur proche). > **Règle d’atelier** : Toujours commencer par la valeur du condensateur (ex. 100 nF, 1 µF) puis calculer la résistance ; cela évite des valeurs de R irréalistes (> 10 MΩ) ou trop faibles (< 10 Ω). ### 9.6 Exemple chiffré : dimensionnement d’un filtre passe‑bas RC pour éliminer le bruit 50 Hz **Données** : - Fréquence de coupure souhaitée f_c = 20 Hz (afin d’atténuer fortement le 50 Hz tout en préservant le signal de mesure inférieur à 15 Hz). - Condensateur choisi C = 2,2 µF (valeur standard, tolérance 2 %). **Calcul de R** : \[ R = \frac{1}{2\pi f_c C}= \frac{1}{2\pi \times 20 \times 2,2\times10^{-6}} \approx 3,62\times10^{3}\ \Omega \] On prend la valeur commerciale la plus proche : **R = 3,6 kΩ** (tolérance 1 %). **Vérification** : - f_c réel = 1/(2π·3,6 kΩ·2,2 µF) ≈ 20,1 Hz. - Atténuation à 50 Hz : \[ |H(50\text{Hz})| = \frac{1}{\sqrt{1+(2\pi\cdot50\cdot RC)^2}} = \frac{1}{\sqrt{1+(2\pi\cdot50\cdot7,92\times10^{-3})^2}} \approx \frac{1}{\sqrt{1+2,488^2}} \approx 0,373 \;(~-8,6\text{ dB}) \] Le bruit 50 Hz est donc réduit d’environ 8,6 dB ; selon l’application, on peut diminuer davantage f_c ou augmenter l’ordre du filtre. **Mise en pratique** : Souder R et C sur une plaquette à trous, connecter l’entrée au capteur de température, la sortie à l’entrée d’un ampli‑instrumentation. Mesurer avec l’oscilloscope : on observe une atténuation visible du composant 50 Hz tandis que le signal de température (0‑15 Hz) reste pratiquement inchangé. > **À retenir** : Pour un filtre passe‑bas RC du premier ordre, f_c = 1/(2πRC) ; choisir C standard simplifie le calcul de R. --- ## II. Les filtres actifs (Leçon 10) ### 10.1 Amplificateur opérationnel idéal – rappel Un AOP idéal présente : - Gain en boucle ouverte A_ol → ∞. - Impédance d’entrée infinie, impédance de sortie nulle. - Tension différentielle d’entrée nulle lorsqu’il est en rétroaction négative (règle du virtuel court). - Bande passante illimitée (en pratique, limitée par le produit gain‑bandwidth). > **Règle du virtuel court** : V+ = V− (les deux entrées sont au même potentiel) lorsque l’AOP est en configuration rétroactive. ### 10.2 Filtre actif passe‑bas du second ordre (Sallen‑Key) Le montage Sallen‑Key utilise un AOP en suiveur de tension (gain = 1) avec deux résistances et deux condensateurs. **Schéma** : Entrée → R1 → nœud A → C1 → masse ; de A, aussi R2 vers la sortie ; sortie → C2 → masse ; la sortie est également reliée à l’entrée inverse (−) de l’AOP, l’entrée non inverse (+) étant reliée à la masse. **Fonction de transfert** : \[ H(j\omega)=\frac{1}{1+j\omega(R_1+R_2)C_1+(j\omega)^2 R_1R_2C_1C_2} \] Pour le cas symétrique R1 = R2 = R et C1 = C2 = C, on obtient : \[ H(j\omega)=\frac{1}{1+2j\omega RC+(j\omega)^2 R^2C^2} \] La fréquence naturelle (pôle non amorti) est : \[ f_0=\frac{1}{2\pi RC} \] Le facteur de qualité du montage symétrique vaut Q = 1/3. La fréquence de coupure -3 dB dépend de Q ; pour Q = 1/3 elle est légèrement inférieure à f_0, mais f_0 est souvent utilisé comme première approximation du coupure. > **Formule clé** : f_0 = 1/(2πRC) [Hz] (fréquence naturelle) ; Q dépend du rapport des résistances et des capacités. **Avantage** : Gain unitaire, impédance d’entrée élevée, possibilité de cascader plusieurs étages sans effet de charge. ### 10.3 Filtre actif passe‑haut du second ordre (Sallen‑Key) On échange les rôles des résistances et des condensateurs par rapport au passe‑bas : **Schéma** : Entrée → C1 → nœud A → R1 → masse ; de A, aussi C2 vers la sortie ; sortie → R2 → masse ; la sortie est également reliée à l’entrée inverse (−) de l’AOP, l’entrée non inverse (+) étant reliée à la masse. **Fonction de transfert** (symétrique R=C) : \[ H(j\omega)=\frac{(j\omega RC)^2}{1+2j\omega RC+(j\omega)^2 R^2C^2} \] La fréquence naturelle et le facteur de qualité sont les mêmes que pour le passe‑bas : f_0 = 1/(2πRC) et Q = 1/3. > **À retenir** : Le filtre passe‑haut actif du second ordre Sallen‑Key présente la même fréquence naturelle que son équivalent passe‑bas, mais avec un gain unitaire et une impédance d’entrée élevée. ### 10.4 Filtre actif passe‑bande du second ordre (topologie multiple‑feedback) Ce montage utilise un seul AOP, deux résistances et deux condensateurs, offrant un facteur de qualité Q réglable indépendamment du gain. **Schéma** : Entrée → R1 → nœud A → C1 → masse ; de A, aussi R2 vers la sortie ; sortie → C2 → nœud B → R3 → masse ; la sortie est également reliée à l’entrée inverse de l’AOP via une résistance Rf ; l’entrée non inverse est mise à la masse. **Fonction de transfert** (forme standard) : \[ H(j\omega)=\frac{H_0\,(j\omega/\omega_0)}{1+(j\omega/\omega_0)/Q+(j\omega/\omega_0)^2} \] où ω_0 = 2πf_0 est la fréquence résonante, H_0 le gain au centre de bande, et Q le facteur de qualité. **Formules de dimensionnement (symétrie R1=R2=R, C1=C2=C)** : \[ f_0=\frac{1}{2\pi RC} \] \[ Q=\frac{1}{3}\quad\text{(pour le montage de base)} \] Pour obtenir un Q différent, on fait varier les rapports de résistances : \[ Q = \frac{\sqrt{R_1R_2}}{R_3}\left(\frac{C_2}{C_1+C_2}\right) \] > **Formule clé** : f_0 = 1/(2πRC) [Hz] ; Q dépend du rapport des résistances et des capacités. **Avantage** : Possibilité d’obtenir des Q élevés (jusqu’à 10 ou plus) avec un seul AOP, utile pour la sélection de canaux dans les récepteurs radio. ### 10.5 Méthode de dimensionnement et réglage en atelier 1. **Définir le type de filtre actif** (LPF, HPF, BPF, notch) et l’ordre souhaité. 2. **Choisir la topologie** (Sallen‑Key pour LPF/HPF, multiple‑feedback pour BPF). 3. **Fixer la fréquence de coupure f_c (ou f_0)** à partir du cahier des charges (ex. 1 kHz pour un filtre audio, 50 Hz pour rejet du réseau). 4. **Sélectionner une valeur standard pour le condensateur** (souvent 10 nF à 1 µF). 5. **Calculer la résistance** à l’aide de la formule f_c = 1/(2πRC). 6. **Vérifier le gain souhaité** : pour un Sallen‑Key symétrique, gain = 1 ; si un gain différent est nécessaire, ajouter un réseau de rétroaction (Rf/Rg). 7. **Monter le circuit sur plaque d’essais**, alimenter l’AOP avec des tensions symétriques (±12 V typiques pour un LM741 ou ±5 V pour un TL082). 8. **Mesurer la réponse en fréquence** avec le générateur de fonctions et l’oscilloscope : tracer le gain en dB versus log(f). 9. **Ajuster** : si f_c mesuré diffère de plus de 5 %, remplacer une résistance ou un condensateur par une valeur proche (utiliser un potentiomètre de réglage fin si disponible). 10. **Contrôler la stabilité** : s’assurer que l’AOP ne présente pas d’oscillation (vérifier la marge de phase, ajouter un petit condensateur de compensation si nécessaire). > **Règle de sécurité** : Toujours vérifier que les alimentations de l’AOP ne dépassent pas les valeurs maximales spécifiées dans le datasheet (ex. ±15 V pour un LM741, ±18 V pour un TL082) afin d’éviter la destruction du composant. ### 10.6 Exemple chiffré : conception d’un filtre actif passe‑bas du deuxième ordre (Sallen‑Key) pour un audio de 3 kHz **Objectif** : Réaliser un filtre passe‑bas du second ordre avec f_c = 3 kHz et un gain unitaire, destiné à limiter la bande passante d’un ampli‑audio destiné à un système de sonorisation d’école à Douala. **Choix des composants** : - Condensateur C = 10 nF (valeur standard, tolérance 1 %). - Utiliser la forme symétrique : R1 = R2 = R, C1 = C2 = C. **Calcul de R** : \[ R = \frac{1}{2\pi f_c C}= \frac{1}{2\pi \times 3000 \times 10\times10^{-9}} \approx 5,30\ \text{k}\Omega \] On prend la valeur commerciale la plus proche : **R = 5,6 kΩ** (tolérance 1 %). **Vérification de f_c réel** : \[ f_c = \frac{1}{2\pi \times 5,6\text{k}\Omega \times 10\text{nF}} \approx 2,84\ \text{kHz} \] L’écart est de -5,3 %, acceptable pour une application audio (on peut affiner avec un potentiomètre de 500 Ω en série si nécessaire). **Gain** : Le montage Sallen‑Key symétrique donne un gain de 0 dB (suiveur de tension). Si un gain de 6 dB (facteur 2) est souhaité, on ajoute une résistance de rétroaction Rf = Rg (gain = 1 + Rf/Rg). **Montage** : - Alimenter le TL082 avec ±12 V. - Connecter l’entrée au signal audio provenant d’un préampli micro. - Sortie vers l’ampli de puissance. **Mesure** : Avec le générateur de fonctions, on observe une atténuation de -3 dB à 2,84 kHz, puis une pente d’environ -40 dB/decade au-delà, confirmant le comportement du second ordre. > **À retenir** : Pour un filtre actif passe‑bas du second ordre Sallen‑Key symétrique, f_0 = 1/(2πRC) ; choisir C standard permet d’obtenir R dans la gamme des kiloohms, facile à réaliser avec des résistances standards. --- ## Synthèse du chapitre - **Filtre passif** : réseau RC/LC sans gain, atténuation maximale -3 dB à f_c, pente -20 dB/decade (premier ordre) ou -40 dB/decade (second ordre). - **Formule de coupure RC** : f_c = 1/(2πRC) [Hz]. - **Filtre passe‑bas RC** : sortie aux bornes du C, phase -45° à f_c. - **Filtre passe‑haut RC** : sortie aux bornes du R, phase +45° à f_c. - **Filtre LC du second ordre** : f_0 = 1/(2π√(LC)), Q = (1/R)√(L/C). - **Filtre actif** : utilise un AOP idéal, permet un gain unitaire ou réglable, impédance d’entrée élevée, pas d’effet de charge. - **Sallen‑Key (LPF/HPF)** : f_0 = 1/(2πRC) (symétrique), gain = 1 (suiveur de tension), possibilité de cascader. Le facteur de qualité du montage symétrique vaut Q = 1/3. - **Multiple‑feedback (BPF)** : f_0 = 1/(2πRC), Q réglable par rapports de résistances. - **Dimensionnement en atelier** : choisir C standard, calculer R, vérifier sur banc d’essais, ajuster avec composants de précision. - **Sécurité** : respecter les limites de tension des AOPs, utiliser des composants de tolérance adaptée, mettre à la terre les châssis, couper l’alimentation avant toute modification. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | Filtre passif | Réseau linéaire constitué uniquement de R, L, C, sans source d’énergie active, dont le gain en magnitude est ≤ 1 pour toutes les fréquences. | | Filtre actif | Circuit qui intègre un amplificateur opérationnel (ou autre dispositif actif) pour fournir un gain et/ou améliorer les caractéristiques d’impédance. | | Fréquence de coupure (f_c) | Fréquence à laquelle la puissance du signal est réduite de moitié (‑3 dB) ; pour un RC premier ordre, f_c = 1/(2πRC). | | Facteur de qualité (Q) | Mesure de la sélectivité d’un filtre du second ordre ; Q = f_0 / Δf, où Δf est la bande passante à -3 dB. | | Topologie Sallen‑Key | Configuration d’un filtre actif du second ordre utilisant un AOP en suiveur de tension avec deux résistances et deux condensateurs. | | Topologie multiple‑feedback | Montage d’un filtre actif du second ordre à rétroaction négative unique, permettant un réglage indépendant de f_0 et Q. | | Virtuel court | Condition d’un AOP en rétroaction négative où les tensions aux deux entrées sont pratiquement égales (V+ ≈ V−). | | Bande passante | Étendue de fréquences où la réponse du filtre reste au‑dessus d’un niveau de référence (souvent -3 dB). | | Atténuation | Réduction de l’amplitude d’un signal, exprimée en décibels (dB). | | Impédance d’entrée | Résistance vue par la source lorsqu’elle regarde l’entrée du filtre ; élevée pour les filtres actifs, faible pour certains filtres passifs. | | Década | Intervalle de fréquence où le rapport fréquentiel vaut 10 (ex. de 100 Hz à 1 kHz). | | Oscillateur | Circuit qui génère un signal périodique ; parfois utilisé pour tester la stabilité d’un filtre actif. | --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Dimensionnement d’un filtre passe‑haut RC **Consigne** : Un technicien doit éliminer les fréquences inférieures à 100 Hz d’un signal de mesure provenant d’un capteur de pression installé sur une pompe à eau à Bafoussam. Le condensateur disponible vaut 100 nF. **Calcul** : \[ R = \frac{1}{2\pi f_c C}= \frac{1}{2\pi \times 100 \times 100\times10^{-9}} \approx 15,9\ \text{k}\Omega \] On choisit la valeur commerciale la plus proche : **R = 16 kΩ** (tolérance 1 %). **Vérification** : f_c réel = 1/(2π·16 kΩ·100 nF) ≈ 99,5 Hz → acceptable. **Montage** : Placer le condensateur en série avec l’entrée, la résistance vers la masse, prendre la sortie aux bornes de la résistance. Alimenter le capteur, observer avec l’oscilloscope : la composante continue et les basses fréquences (< 50 Hz) sont fortement atténuées, tandis que le signal au-dessus de 150 Hz passe pratiquement inchangé. **Corrigé** : La réponse attendue montre une atténuation de -3 dB à 100 Hz, puis une pente de +20 dB/decade en dessous de cette fréquence. --- ### Exercice 2 – Réalisation d’un filtre actif passe‑bande multiple‑feedback **Consigne** : Concevoir un filtre actif centré à 1 kHz avec un facteur de qualité Q = 5, destiné à isoler le ton d’appel d’un système de téléphonie rurale au Nord‑Cameroun. Utiliser un AOP TL082 alimenté par ±12 V. **Choix** : Prendre C = 10 nF (standard). **Formules** (symétrie C1=C2=C) : \[ f_0 = \frac{1}{2\pi RC}\quad\Rightarrow\quad R = \frac{1}{2\pi f_0 C} \] \[ Q = \frac{\sqrt{R_1R_2}}{R_3}\left(\frac{C_2}{C_1+C_2}\right) \] Avec C1=C2=C, le facteur (C₂/(C₁+C₂)) = ½. **Étape 1 – Calcul de R pour f_0** : \[ R = \frac{1}{2\pi \times 1000 \times 10\times10^{-9}} \approx 15,9\ \text{k}\Omega \] On prend R₁ = R₂ = 16 kΩ (valeur commerciale). **Étape 2 – Détermination de R₃ pour obtenir Q = 5** : \[ Q = \frac{\sqrt{R_1R_2}}{R_3}\times\frac{1}{2} \;\Longrightarrow\; R_3 = \frac{\sqrt{R_1R_2}}{2Q} \] \[ \sqrt{R_1R_2}=R\;(puisque R_1=R_2)=16\ \text{k}\Omega \] \[ R_3 = \frac{16\ \text{k}\Omega}{2 \times 5}= \frac{16\ \text{k}\Omega}{10}=1,6\ \text{k}\Omega \] On choisit R₃ = 1,6 kΩ (tolérance 1 %). **Étape 3 – Gain au centre de bande (H₀)** : Pour le multiple‑feedback symétrique, H₀ = R₂ / R₁ = 1 (0 dB). Si un gain de 10 dB (facteur ≈ 3,16) est souhaité, on ajoute une résistance de rétroaction Rf entre la sortie et l’entrée inverse, et une résistance Rg entre l’entrée inverse et la masse, avec gain = 1 + Rf/Rg. Par exemple, Rf = 20 kΩ, Rg = 10 kΩ donne un gain de 3 (≈ 9,5 dB). **Montage** : - Entrée → R₁ (16 kΩ) → nœud A → C₁ (10 nF) → masse. - De A, aussi R₂ (16 kΩ) vers la sortie. - Sortie → C₂ (10 nF) → nœud B → R₃ (1,6 kΩ) → masse. - La sortie est reliée à l’entrée inverse (−) du TL082 via Rf (20 kΩ) ; l’entrée inverse est aussi reliée à la masse via Rg (10 kΩ). - L’entrée non inverse (+) est mise à la masse. - Alimenter le TL082 avec ±12 V. **Vérification expérimentale** : Avec le générateur de fonctions, on observe un pic de gain à environ 1 kHz, une atténuation de -3 dB aux fréquences de 0,7 kHz et 1,4 kHz (bande passante ≈ f₀/Q = 200 Hz), et des pentes d’environ -20 dB/decade de chaque côté du pic, conformes à un filtre du second ordre avec Q = 5. **Corrigé** : Le filtre réalisé répond aux spécifications : f₀ ≈ 1 kHz, Q ≈ 5, gain réglable selon le choix de Rf/Rg. --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | Utiliser une résistance de valeur trop élevée (ex. > 10 MΩ) avec un condensateur de faible valeur pour obtenir une basse f_c. | Le courant devient extrêmement faible, le bruit thermique domine, la mesure devient instable. | Limiter les valeurs de R à quelques centaines de kΩ au maximum ; privilégier augmenter C plutôt que R pour baisser f_c. | | 2 | Oublier de relier l’entrée non inverse (+) de l’AOP à la masse dans un montage inverseur. | L’AOP fonctionne en mode ouvert, sortie saturée, risque d’oscillation. | Toujours vérifier la polarisation des entrées avant de mettre sous tension ; utiliser un schéma de contrôle visuel. | | 3 | Dépasser la tension d’alimentation maximale spécifiée dans le datasheet de l’AOP (ex. appliquer ±20 V à un TL082 limité à ±18 V). | Dégradation permanente du composant, fumée éventuelle. | Consulter le datasheet, vérifier les bornes d’alimentation avec un multimètre avant mise sous tension. | | 4 | Souder un condensateur électrolytique à l’envers (polarité inversée) dans un filtre passe‑bas RC. | Le condensateur peut fuir, chauffer, voire exploser sous tension alternative. | Marquer clairement la borne + sur le circuit, utiliser un condensateur non polarisé (céramique, polyester) quand la tension alternative est significative. | | 5 | Négliger la tolérance des composants lors du calcul de f_c, entraînant un décalage de plus de 10 % par rapport à la valeur cible. | Le filtre ne remplit pas sa fonction (ex. bruit 50 Hz non atténué). | Utiliser des composants de tolérance 1 % ou 2 % pour les applications de mesure ; prévoir une marge de réglage (potentiomètre) en série avec R ou C. | | 6 | Manipuler le circuit sous tension pour remplacer un composant. | Risque de choc électrique, détérioration de l’appareil de mesure, court‑circuit. | Toujours couper l’alimentation, décharger les condensateurs avec une résistance de décharge, puis vérifier l’absence de tension avec un multimètre avant toute intervention. | --- *Fin du cours.*