Filtre analogique passif

Les filtres analogiques passifs sont un élément de base du traitement du signal très utilisé en électronique. Parmi leurs nombreuses applications, on peut citer la séparation d'un signal audio avant de l'appliquer à un haut-parleur des basses, à celui des médiums et à celui des aigus ; la combinaison et la séparation ultérieure de plusieurs conversations téléphoniques sur un seul canal ; la sélection d'une station de radio choisie dans un récepteur radio et le rejet des autres.

Les filtres électroniques analogiques linéaires passifs sont les filtres qui peuvent être décrits par des équations différentielles linéaires (linéaires) ; ils sont composés de condensateurs, d'inductances et, parfois, de résistances (composants passifs discrets) et sont conçus pour fonctionner sur des signaux analogiques variant de manière continue. Il existe de nombreux filtres linéaires dont la mise en œuvre n'est pas analogique (filtres numériques), et de nombreux filtres électroniques dont la topologie n'est pas passive - qui peuvent tous deux avoir la même fonction de transfert que les filtres décrits dans cet article. Les filtres analogiques sont le plus souvent utilisés dans des applications de filtrage d'ondes, c'est-à-dire lorsqu'il est nécessaire de laisser passer certaines composantes de fréquence et d'en rejeter d'autres à partir de signaux analogiques (temps continu).

Les filtres analogiques ont joué un rôle important dans le développement de l'électronique. Dans le domaine des télécommunications en particulier, les filtres ont joué un rôle crucial dans un certain nombre de percées technologiques et ont été la source d'énormes profits pour les entreprises de télécommunications. Il n'est donc pas surprenant que les premiers développements des filtres aient été intimement liés aux lignes de transmission. La théorie des lignes de transmission a donné naissance à la théorie des filtres, qui a d'abord pris une forme très similaire, et la principale application des filtres était leur utilisation sur les lignes de transmission des télécommunications. Cependant, l'arrivée des techniques de synthèse des filtres linéaires (synthèse de réseau) a considérablement amélioré le degré de contrôle du concepteur.

Aujourd'hui, on préfère souvent effectuer le filtrage dans le domaine numérique, où les algorithmes complexes sont beaucoup plus faciles à mettre en œuvre, mais les filtres analogiques trouvent encore des applications, en particulier pour les tâches de filtrage simple de bas ordre, et sont souvent la norme à des fréquences plus élevées où la technologie numérique n'est toujours pas pratique, ou du moins moins rentable. Dans la mesure du possible, et en particulier aux basses fréquences, les filtres analogiques sont désormais mis en œuvre dans une topologie de filtre (en) qui emploie un composant actif afin d'éviter les composants bobinés (c'est-à-dire les inductances, les transformateurs, etc.) requis par la topologie à base de composants passifs.

Il est possible de concevoir des filtres mécaniques analogiques linéaires en utilisant des composants mécaniques qui filtrent les vibrations mécaniques ou les ondes acoustiques. Bien qu'il y ait peu d'applications pour de tels dispositifs en mécanique, ils peuvent être utilisés en électronique avec l'ajout de transducteurs pour convertir vers et depuis le domaine électrique. En effet, certaines des premières idées de filtres étaient des résonateurs acoustiques parce que la technologie électronique était mal comprise à l'époque. En principe, la conception de ces filtres peut être réalisée entièrement en termes de contreparties électroniques des quantités mécaniques, avec l'énergie cinétique, l'énergie potentielle et l'énergie thermique correspondant respectivement à l'énergie dans les inducteurs, les condensateurs et les résistances.