Synthèse de filtres - Site perso Benoit Decoux

Synthèse de filtres
- Projet Sujet : "Réalisation d’un filtre de Chebyshev
à amplificateurs opérationnels"
Introduction
L’objectif de ce projet est la synthèse et la réalisation pratique d’un filtre actif à base
d’amplificateurs opérationnels (AO), ainsi que l’étude théorique de la réalisation du même
filtre au moyen d’autres composants spécialisés.
Le travail s’effectuera en trinôme ou quadrinôme.
Cahier des charges
Etudes et réalisation
Les caractéristiques du filtre à réaliser sont les suivantes :
type du modèle : Chebyshev
type de la réponse en fréquence : :passe-haut
type de la structure électronique : Rauch
gabarit :
- atténuation minimale en bande coupée :
- fréquence correspondante :
- atténuation maximale en bande passante :
- fréquence correspondante :
Ac=
f c=
Ap=
fp=
50 dB
2 kHz
1 dB
5 kHz
L’étude doit comporter une 1ère partie de simulation fonctionnelle puis structurelle, à
l’aide de Pspice ou Proteus.
Le routage doit utiliser l’ensemble Isis-Ares de Proteus. Des notices de prise en main sont
disponibles à l’adresse Internet indiquée en annexe.
Le filtre doit être réalisé sur circuit imprimé. L’AO à utiliser est le LM324.
Il doit ensuite être testé pour vérifier que sa réponse en fréquence satisfait bien aux
exigences du gabarit. Ces tests doivent faire l’objet d’un compte-rendu détaillé dans le rapport
de projet (voir plus bas). Ils devront porter sur le montage complet mais également sur les
cellules élémentaires de filtrage qui le composent.
Le projet devra comporter une 2e partie portant sur l’étude théorique (sans réalisation)
complète du même filtre réalisé avec le composant MAX274/MAX275 de Maxim. Des
informations sur ces circuits sont disponibles sur le site de Maxim (www.maxim-ic.com) ainsi
qu’un logiciel de synthèse :
MAX274EVKIT (http://pdfserv.maxim-ic.com/arpdf/software/274SOFT.zip).
Enfin, une 3e partie portera sur l’étude théorique de la réalisation du même filtre au
moyen de la technologie à capacités commutées en circuit intégré. Cette technologie devra
être présentée et le choix du circuit utilisé justifié.
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Rapport
Un rapport de synthèse devra comporter :
- les études théoriques des 3 types de réalisations énoncés dans le sujet (à AO, à
composants Maxim et à capacités commutées), comportant des simulations pour les
2 premiers types ;
- les plans de la carte électronique (schéma d’implantation des composants et typon) ;
- la description détaillée des tests effectués sur la carte réalisée (tests unitaires et test
du montage complet) ;
- la répartition des tâches au sein du groupe.
Consignes pour la réalisation
Pour la réalisation de la carte électronique, le matériel mis à disposition sera :
- un circuit imprimé de taille 7,5cm×10cm ;
- un circuit intégré LM324 avec support ;
- des condensateurs de 100nF pour le découplage ;
- des condensateurs de toutes valeurs (à la demande) ;
- des résistances de toutes valeurs (à la demande).
Pour les résistances et condensateurs, vous devrez fournir une nomenclature complète,
avec des références chez les fournisseurs Farnell ou Radiospares (disponibles sur leur site
Internet). Prévoir un délai de livraison de 1 à 3 jours ouvrables en temps normal.
Les résistances seront prises dans la série E12 et les condensateurs dans la série E6 (film
plastique ou céramique).
Les composants devront être commandés entre les 2 dates limites indiquées en annexe.
Le câblage entre la carte et les appareils de mesure s’effectuera à l’aide de cordons
banane de 4mm de diamètre.
Les pastilles de connexion correspondantes sur le circuit imprimé devront être de 10mm
de diamètre (2 pour l’entrée, 2 pour la sortie et 3 pour l’alimentation). Celles des résistances
et condensateurs devront être de 3mm. Les pistes devront être de 1mm de largeur.
Ne pas oublier de repérer les points de câblage sur le circuit imprimé (Ve, Vs, ± Vcc,
Gnd), ainsi que les noms et prénoms.
Attention, le circuit imprimé ne doit se faire qu’après le choix des composants, pour
prévoir leur encombrement sur la carte.
Une fois le typon prêt, la carte devra être gravée dans la salle de gravure (voir en annexe).
La gravure utilise des produits chimiques dangereux. Il sera impératif de respecter
scrupuleusement les consignes de sécurité (celles-ci seront affichées en salle de gravure).
Un document technique d’aide à la gravure sera disponible dans la salle. Ce document
devra rester sur place.
En enseignant de l’école sera disponible dans le bureau A206 certains jours et à certaines
heures. Ses horaires de disponibilités seront indiqués sur la porte de cette salle et sur sa page
web (voir annexe).
L’implantation des composants et les tests se feront sur la même période en salles A206
(voir jours et horaires de disponibilité en annexe). Une perceuse et le matériel de soudure y
seront mis à disposition. Merci de prendre le plus grand soin de ce matériel.
Il est vivement recommandé de ne pas attendre les dates limites pour la réalisation et les
tests de la carte, pour éviter l’encombrement des salles et les files d’attentes pour accéder au
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matériel ; on n’est pas non plus à l’abri de problèmes de dernière minute (produits chimiques
usés, manque de disponibilité de l’enseignant apportant l’aide technique, etc).
Evaluation du projet
Le barème d’évaluation du projet comportera les points suivants :
- Qualité du rapport :
2 points
- Etude du filtre :
2 points
- Simulation :
4 points
- Qualité de la carte et évaluation des fonctionnalités : 6 points
- Etude du filtre Maxim :
3 points
- Etude du filtre à capacités commutées :
3 points
Disponibilités des salles pour la réalisation des cartes
Les salles B209 et A205 seront réservées certains jours pour la réalisation des cartes
électroniques.
Les dates et horaires de disponibilité seront affichées ultérieurement sur la porte de ces
salles et à l’adresse Internet indiquée en annexe.
Informations supplémentaires
Des informations supplémentaires sur le projet pourront éventuellement être mises en
ligne ultérieurement.
Il est vivement conseillé de consulter le site Internet du projet (voir adresse en annexe)
régulièrement.
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ANNEXE
Dates limite de commande des composants :
Du 7 au 11 avril
(par email : [email protected])
Dates de disponibilités des salles d’électronique (B209 et A205) et de la graveuse :
Les 5-6-7-9-13-14-15 et 16 mai.
Date limite de remise des rapports :
Le vendredi 16 mai à midi, à la reprographie.
Salle de gravure :
Elle se situe au 5e étage du bâtiment B.
Adresse Internet pour des informations utiles sur la prise en main de Proteus :
www.ece.fr/~riquier
Adresse email pour tout renseignement :
[email protected]
Adresse Internet pour les informations complémentaires sur le projet (à consulter
régulièrement) :
www.ece.fr/~decoux
Aide technique pendant la réalisation du projet
Benoît Decoux
(voir horaires de permanence à www.ece.fr/~decoux)
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