Présentation

Article

1 - CONCEPTS DE BASE

2 - FILTRAGE « ANALOGIQUE »

3 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : R1100 v2

Filtrage « analogique »
Pratique du filtrage - Filtrage linéaire : filtrage analogique

Auteur(s) : Abdeldjalil OUAHABI

Date de publication : 10 déc. 2020

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Le filtrage est une opération fondamentale dans le traitement de l’information. Celui-ci consiste à transformer une information (contenue dans une mesure ou une observation) en une information « filtrée », jugée plus pertinente et plus utile, à l’aide d’un système matériel ou logiciel appelé "filtre". L’extraction, l’estimation et la prédiction sont également considérées comme des opérations de filtrage.

Cet article est restreint aux filtres linéaires où l’information extraite est une combinaison linéaire des observations disponibles. Une telle approche permet de bénéficier de modèles simples et efficaces.

Après avoir énoncé les concepts fondamentaux du filtrage linéaire, cet article se concentre sur les filtres analogiques et leur réalisation.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Filtering: Theory and Practice Linear filtering: Analog filtering

Filtering is a selective presentation or deliberate manipulation of information to make it more acceptable or favorable to its recipient. In signal processing, a filter is a device or process that removes some unwanted components or features from a signal.

This paper is restricted to linear filters where the extracted information is a linear combination of the available observations.

It is oriented towards filters called analog filters. These filters can be designed to process continuous time varying signals in their raw, real world (analog) form.

Auteur(s)

  • Abdeldjalil OUAHABI : Professeur des Universités - Polytech Tours. Université de Tours (France) - Coordonnateur Traitement du Signal et Machine Learning. Université de Bouira (Algérie)

INTRODUCTION

Ce travail est né du besoin de mettre à disposition des ingénieurs et techniciens toute une panoplie de méthodes actuelles de filtrage. Il vise également à démystifier les aspects considérés comme abscons en fournissant des clés pour une bonne pratique des opérations de filtrage.

En 1988, le défunt Jacques Max, adjoint scientifique au Commissariat à l’Énergie Atomique de Grenoble, a proposé aux « Techniques de l’Ingénieur » une contribution très intéressante sur la pratique du filtrage analogique : notre article se situe dans une volonté de compléter et étendre la pratique du filtrage aux récents développements aussi bien « analogiques » que numériques, à une et à deux dimensions.

Par exemple, la synthèse d’un filtre analogique répondant à des contraintes ou spécifications ne se fait plus à l’aide d’abaques ou de tableaux, de transformations d’un filtre passe-bas prototype en un filtre passe-haut ou passe-bande, et encore moins de normalisations/dénormalisations. Le filtre est réalisé directement par un code MATLAB qui fournit les paramètres répondant au gabarit souhaité et il ne reste à l’expérimentateur qu’à mettre en place les composants électroniques et obtenir le filtre analogique désiré.

Mais qu’est-ce que le filtrage ?

Le filtrage est une opération qui consiste à transformer l’information (contenue dans un signal) en entrée d’un système matériel ou logiciel en une information de sortie différente de l’information d’origine mais plus utile pour l’expérimentateur.

Dans le cas d’un signal à une ou à deux dimensions, cette transformation peut se matérialiser, par exemple, soit par une sélection ou une élimination de certaines fréquences, soit par une réduction, voire même une suppression d’informations indésirables. Dans cette optique, il est possible de citer l’exemple de la lumière blanche qui se transforme en lumière bleue, ou bien celui d’un e-mail ou un site web bloqué ou « filtré » par un dispositif électronique ou par un code informatique agissant selon certains critères. L’extraction ou l’estimation d’informations pertinentes et de caractéristiques utiles peut être considérée également comme un filtrage.

La classification des dispositifs (matériels et logiciels) de filtrage, appelés filtres, peut s’appuyer sur plusieurs descripteurs. Nous avons opté pour deux grandes familles de filtres : les filtres linéaires et les filtres non-linéaires. Une autre subdivision commune à ces deux grandes familles est possible : les filtres à temps (ou variable) continu(e) appelés encore filtres « analogiques » et les filtres numériques.

Cet article est un rappel des concepts de base et des méthodes de synthèse et de réalisation de filtres linéaires analogiques à partir d’un gabarit souhaité.

Tout au long de cet article, il est mis à la disposition du lecteur de nombreux exemples et exercices d’applications pour illustrer les résultats obtenus : les exemples ont toujours un but pédagogique ou une approche du concret en vue de réaliser un filtre « sur mesure ». Des codes MATLAB sont proposés pour permettre à l’expérimentateur de mettre en œuvre concrètement la pratique du filtrage.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

instrumentation   |   filtering   |   analog devices   |   analog filtering   |   electronics   |   filters

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r1100


Cet article fait partie de l’offre

Mesures et tests électroniques

(78 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

2. Filtrage « analogique »

2.1 Un peu de lexique

HAUT DE PAGE

2.1.1 Signification du mot « analogique »

Le terme « analogique » provient du grec analogos (αναλογος) signifiant « qui est en rapport avec, proportionnel ». Par extension au sens premier du terme analogique, une grandeur est dite analogique si sa mesure varie de façon continue.

L'électronique emploie des circuits analogiques à base de résistances, inductances, capacités, diodes, transistors, amplificateurs opérationnels…, comme calculateur ou moyen de traitement. Il existe une analogie entre le système mécanique (premier type de calculateur apparu) et le système électronique (deuxième type apparu), d’où le vocable « analogique ».

Aujourd’hui, le mode analogique se distingue du mode numérique auquel il est opposé par convention. L’analogique est né avec le début de l’électricité, tandis que le numérique est apparu plus récemment avec l’ère de l’informatique. Ce sont deux procédés pour traiter, transporter et stocker des données de type audio, photo, vidéo… Une grandeur physique comme, par exemple, un signal électrique, une position dans l'espace, une certaine hauteur de liquide, etc., est naturellement supposée analogique.

En fait, les phénomènes qui nous entourent sont quasiment tous continus, c'est-à-dire que, lorsque ces phénomènes sont quantifiables, ils passent d’une valeur à une autre sans discontinuité. C’est la raison pour laquelle, quelle que soit la nature physique du phénomène étudié, un signal analogique lui est associé. L’acquisition des grandeurs physiques se fait, la plupart du temps, à l’aide de capteurs de toutes sortes, spécifiques à la grandeur mesurée. Il existe des capteurs de lumière, de son, de température, de pression, de contraintes… Le signal que le capteur renvoie est donc sans discontinuité et, en général, proportionnel à la grandeur physique mesurée.

HAUT DE PAGE

2.1.2 Filtrage de fréquences

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Mesures et tests électroniques

(78 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Filtrage « analogique »
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - PAARMANN (D.L.) -   Design and Analysis of Analog Filters: A Signal Processing Perspective.  -  Kluwer Academic publishers (2003).

  • (2) - WANHAMMAR (L.) -   Analog Filters Using MATLAB.  -  Springer (2009).

  • (3) - MIMOUNA (A.), ALOUANI (I.), BEN KHALIFA (A.), EL HILLALI (Y.), TALEB-AHMED (A.), MENHAJ (A.), OUAHABI (A.), BEN AMARA (N.E.) -   OLIMP: A Heterogeneous Multimodal Dataset for Advanced Environment Perception.   -  Electronics, Volume 9, 560 (2020).

  • (4) - RASOULI (A.), TSOTSOS (J.K.) -   Autonomous Vehicles That Interact With Pedestrians: A Survey of Theory and Practice.  -  IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, Volume 21, no. 3, pp. 900-918 (2020).

  • (5) - ADJABI (I.), OUAHABI (A.), BENZAOUI (A.), TALEB-AHMED (A.) -   Past, Present, and Future of Face Recognition: A Review.  -  Electronics, Volume 9, 1188 (2020).

  • ...

ANNEXES

  1. 1 Annuaire

    1 Annuaire

    Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)

    MATLAB 2019 – R2019b Compagnie Mathworks. France

    https://fr.mathworks.com/products/new_products/release2019b.html

    SPICE 1993 – Logiciel libre de simulation généraliste de circuits électroniques analogiques fondé par Laurence W. Nagel et l’université de Californie à Berkeley.

    http://bwrcs.eecs.berkeley.edu/Classes/IcBook/SPICE/

    HAUT DE PAGE

    Cet article est réservé aux abonnés.
    Il vous reste 94% à découvrir.

    Pour explorer cet article
    Téléchargez l'extrait gratuit

    Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


    L'expertise technique et scientifique de référence

    La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
    + de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
    De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

    Cet article fait partie de l’offre

    Mesures et tests électroniques

    (78 articles en ce moment)

    Cette offre vous donne accès à :

    Une base complète d’articles

    Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

    Des services

    Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

    Un Parcours Pratique

    Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

    Doc & Quiz

    Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

    ABONNEZ-VOUS