Comprendre l'électronique par la simulation.
par Serge Dusausay  Espace lecteur  plan du site


 Article 30 
   Quelques informations supplémentaires des pages 183 à 188 du livre.
réponsePour cet article, consultez également le courrier des lecteurs


Ce complément à l'article 30 donne 2 informations :
1) la réponse harmonique simulée du filtre passe bas exploité dans le paragraphe 3,
2) une réponse issu d'un montage pratique.


1) En page 186, est donné le schéma d'un filtre passe bas du deuxième ordre, de fréquence de coupure proche de 20 kHz. Rappelons qu'elle doit être de 1/20 de la fréquence d'horloge (lire l'annexe 2, page 188 du livre).
La structure choisie est de type Sallen et Key.
Les composants passifs ont des valeurs normalisées, l'amplificateur opérationnel est un basique uA741.

Une simulation permet de vérifier sa réponse en fréquence.
Les résultats Pspice donnent :

réponse harmonique
Réponse harmonique du filtre seul

Interprétation :
pas de gain statique,
branche asymptotique de 40 dB/décade,
Bande passante à - 3 dB = 21 kHz.
Vers 900 kHz environ, l'amplificateur opérationnel n'a plus de gain en boucle ouverte, car on se situe à la fréquence de transition. Ce phénomène, qui est traité dans l'article 14 du livre, explique le changement de comportement du filtre.

Au delà de 21 kHz, les harmoniques en énergie du spectre du PRPG sont divisées par un coefficient supérieur à 2.

2) REALISATION DU MONTAGE

a) PRPG (ou SBPA en français : séquence binaire pseudo aléatoire).

Il a été réalisé, grâce à un circuit numérique programmable Altera (EPM7128S), par un registre disposant de 28 bascules D, soit une séquence durant plus de 268 millions de bits...
Cadencée par une horloge de 100 kHz, la séquence dure au total 45 minutes...
L'extrait ci-dessous montre :

- le signal d'horloge
- un extrait de la séquence

recopie d'écran scannérisée
Réponse temporelle : horloge et PRPG
20 us / c haut : CH1 : 2 V / c bas : CH2 : 2 V / c


Cela rejoint le chronogramme de simulation donné en page 185.


b) Bruit Blanc

On reprend la structure indiquée page 186.
Le filtre est analogique, de structure Sallen Key, et coupe à 5 kHz environ.
L'extrait ci-dessous montre :

- le signal PRPG
- la sortie du filtre

recopie d'écran scannérisée
PRPG et bruit blanc
100 us / c haut : CH1 : 2 V / c bas : CH2 : 0,5 V / c

Cela rejoint le chronogramme de simulation donné en page 186 : on retrouve l'aspect aléatoire, (mais ce n'est évidemment pas la même séquence).

Remarque :
Sur la structure d'un générateur de bruit blanc, consulter également le complément de l'article 40, dans ce site.


fin de l'article 30

lire le courrier des lecteurs sur cet article

retour à l'écran d'accueil