Flashcards : Filtrage analogique et conception — 53 cartes

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1Question

Quelle bande de fréquences l'American Heart Association recommande-t-elle pour filtrer l'ECG ?

Réponse

Entre 0,05 et 100 Hz.

2Question

À quelles fréquences les interférences du secteur apparaissent-elles dans les signaux physiologiques ?

Réponse

À 60, 120 et 180 Hz.

3Question

Quel ordre de filtres est généralement utilisé pour les signaux physiologiques ?

Réponse

Un ordre faible, typiquement 1 ou 2, rarement supérieur à 4.

4Question

Quelle caractéristique doit avoir la bande passante des filtres pour signaux physiologiques ?

Réponse

Elle doit être uniforme en amplitude et en phase.

5Question

Quelle fréquence un filtre passe-bas transmet-il ?

Réponse

Les basses fréquences.

6Question

Quelle fréquence un filtre passe-haut transmet-il ?

Réponse

Les hautes fréquences.

7Question

Que transmet un filtre passe-bande ?

Réponse

Une bande de fréquences.

8Question

Que rejette un filtre coupe-bande ?

Réponse

Une bande de fréquences.

9Question

Quels composants utilise un filtre passif ?

Réponse

Des résistances, des capacités et éventuellement des inductances.

10Question

Qu'ajoute un filtre actif à un filtre passif ?

Réponse

Un amplificateur opérationnel et une alimentation.

11Question

Quel est le gain typique d'un filtre passif ?

Réponse

Inférieur à 1.

12Question

Quelle est la formule de la fréquence angulaire de coupure d'un filtre RC premier ordre ?

Réponse

ω0=1RC\omega_0=\frac{1}{RC}

13Question

Quelle pente présente le diagramme de Bode d'un filtre passe-bas premier ordre après la fréquence de coupure ?

Réponse

Une pente de −20 dB par décade.

14Question

Vers quelle valeur tend le gain d'un filtre passe-bas premier ordre à basse fréquence ?

Réponse

Vers 1.

15Question

Vers quelle valeur tend le gain d'un filtre passe-bas premier ordre à haute fréquence ?

Réponse

Vers 0.

16Question

Quelle est la fonction de transfert générale d'un filtre passe-bas du second ordre ?

Réponse

H(jω)=k(jωω0)2+jωQω0+1H(j\omega)=\frac{k}{\left(\frac{j\omega}{\omega_0}\right)^2+\frac{j\omega}{Q\omega_0}+1}

17Question

Comment le facteur de qualité Q est-il lié au ratio d'amortissement ζ ?

Réponse

Q=12ζQ=\frac{1}{2\zeta}

18Question

Quelle est la valeur approximative du ratio d'amortissement pour un filtre de Butterworth du second ordre ?

Réponse

Environ 0,707

19Question

Quelle est la valeur approximative du facteur de qualité pour un filtre de Butterworth du second ordre ?

Réponse

Environ 0,707

20Question

Quelle atténuation de puissance a un filtre de Butterworth à sa fréquence de coupure ?

Réponse

La moitié de la puissance

21Question

Comment l'amplitude de tension change-t-elle à la fréquence de coupure d'un filtre de Butterworth ?

Réponse

Elle est divisée par √2

22Question

Quelle atténuation en décibels correspond à la fréquence de coupure d'un filtre de Butterworth ?

Réponse

−3 dB

23Question

Quelle est la fréquence de coupure du passe-bas normalisé de départ ?

Réponse

Elle est unitaire.

24Question

Que remplace-t-on dans une transformation de filtre pour obtenir un autre type ?

Réponse

La variable fréquentielle.

25Question

Comment transforme-t-on jω pour un passe-bas de fréquence de coupure ω0 ?

Réponse

On remplace jω par jωω0\frac{j\omega}{\omega_0}.

26Question

Quelle formule relie ω0\omega_0 aux fréquences de coupure ωB\omega_B et ωH\omega_H d'un passe-bande ?

Réponse

ω02=ωHωB\omega_0^2 = \omega_H \omega_B.

27Question

Comment calcule-t-on la largeur BB d'un passe-bande ?

Réponse

B=ωH−ωBB = \omega_H - \omega_B.

28Question

Quelles familles de filtres incluent Butterworth et Chebyshev ?

Réponse

Butterworth, Chebyshev de type 1, Chebyshev de type 2 et elliptique.

29Question

Quelle caractéristique de la bande passante a un filtre de Butterworth ?

Réponse

Une bande passante uniforme.

30Question

Quelle est la nature de la coupure d'un filtre de Butterworth ?

Réponse

Une coupure douce.

31Question

Quelle pente asymptotique a un filtre de Butterworth d'ordre n ?

Réponse

−20n dB par décade.

32Question

Quelles sont les caractéristiques d'une topologie Sallen-Key du second ordre ?

Réponse

Le gain k, la fréquence de coupure ω0 et le facteur de qualité Q.

33Question

Quelle est la formule de la fréquence de coupure ω0 dans une configuration Sallen-Key ?

Réponse

ω0=1RC\omega_0=\frac{1}{RC}.

34Question

Comment s'exprime le facteur de qualité Q dans une configuration Sallen-Key ?

Réponse

Q=13−AQ=\frac{1}{3-A}.

35Question

Quelle est la formule de la largeur de bande B pour un filtre Sallen-Key passe-bande ?

Réponse

B=ωH−ωB=ω0QB=\omega_H-\omega_B=\frac{\omega_0}{Q}.

36Question

Pourquoi privilégier l'ajustement du facteur de qualité Q en conception Sallen-Key ?

Réponse

Parce que le gain peut être corrigé par un amplificateur supplémentaire en cascade.

37Question

Quel gain est obtenu pour un passe-bas Butterworth Sallen-Key à 5 Hz au lieu du gain unitaire ?

Réponse

Un gain de 1,586 est obtenu.

38Question

Quelle correction est nécessaire si le gain est 1,586 au lieu de 1 dans un filtre Sallen-Key ?

Réponse

Un atténuateur de gain 1/1,586 en sortie est nécessaire.

39Question

Quelle précision minimale est recommandée pour un filtre du quatrième ordre ?

Réponse

Une précision minimale de 5 % est recommandée.

40Question

Pourquoi les filtres d’ordre élevé nécessitent-ils une précision accrue des composants ?

Réponse

Parce qu'ils exigent une précision accrue pour fonctionner correctement.

41Question

À quoi servent les filtres en relation avec les capteurs ?

Réponse

À compenser certaines imperfections des capteurs.

42Question

Quelle autre fonction ont les filtres en plus de compenser les capteurs ?

Réponse

Éliminer des interférences.

43Question

Quel principe s'applique au filtrage des signaux physiologiques ?

Réponse

Le principe de superposition.

44Question

Quand la mise en cascade d'étages est-elle facilitée ?

Réponse

Quand l'impédance de sortie d'un étage est beaucoup plus faible que l'impédance d'entrée du suivant.

45Question

Où est placé le condensateur dans un filtre passe-bas RC ?

Réponse

En dérivation sur la sortie.

46Question

Où est placé le condensateur dans un filtre passe-haut RC ?

Réponse

En série avec l’entrée.

47Question

Comment réalise-t-on un filtre de Butterworth d'ordre n ?

Réponse

En cascadant des filtres du premier et du second ordre.

48Question

Quelle est la conséquence de l'impédance de sortie d'une topologie Sallen-Key ?

Réponse

Elle tend vers zéro, facilitant la mise en cascade des étages.

49Question

Que fait-on lorsque les fréquences de coupure d’un passe-bande sont très éloignées ?

Réponse

On cascade un passe-haut et un passe-bas pour réaliser le filtrage.

50Question

Pourquoi un passe-bande Sallen-Key entre 10 Hz et 500 Hz peut être irréalisable ?

Réponse

Parce que les valeurs de A, k et Rf deviennent négatives.

51Question

Quelle solution est adoptée si un passe-bande Sallen-Key est irréalisable à cause de valeurs négatives ?

Réponse

Il faut cascader un passe-haut et un passe-bas.

52Question

Quelle est une conséquence des filtres d’ordre élevé sur les oscillations ?

Réponse

Ils sont plus susceptibles de générer des oscillations parasites.

53Question

Sous quelle forme les filtres d’ordre élevé sont-ils plus facilement réalisés ?

Réponse

Sous forme numérique après échantillonnage du signal.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 26 questions sur Filtrage analogique et conception.

1. Quelle bande de fréquences l’American Heart Association recommande-t-elle généralement pour le filtrage d’un ECG ?

2. Dans un signal physiologique perturbé par le secteur, comment faut-il interpréter les fréquences de 60, 120 et 180 Hz ?

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