phch.py

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Created on December 18, 2025

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1. Méthode générale pour un filtre
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# 1. Identifier le type de filtre :
#    - Passe-bas : laisse passer les basses fréquences, atténue les hautes
#    - Passe-haut : laisse passer les hautes fréquences, atténue les basses
#    - Passe-bande : laisse passer une plage de fréquences
#    - Coupe-bande : bloque une plage de fréquences

# 2. Identifier Gmax :
#    - Gain maximal du filtre sur la bande passante
#    - Gmax souvent en dB : Gmax = 20*log10(Av_max)
#    - Exemple : Gmax = 40 dB → Av_max = 10^(40/20) = 100

# 3. Tracer ou relever le gain en fonction de la fréquence :
#    - En général sur un graphique log-log ou log-lin
#    - On lit G(f) pour différentes fréquences f

# 4. Déterminer la fréquence de coupure fc :
#    - Définition : fréquence pour laquelle le gain a baissé de 3 dB par 
#rapport à Gmax
#      G(fc) = Gmax - 3 dB
#    - Av(fc) = Av_max / sqrt(2) (pour filtres en tension)
#    - Exemple : si Gmax = 40 dB → G(fc) = 37 dB

# 5. Calculer l’ordre du filtre :
#    - Observer la pente d’atténuation après fc
#    - Ordre n : 
#       Atténuation ≈ -20 dB/décade par ordre
#       Exemple : si on a -40 dB/décade → filtre ordre 2
#    - Une décade = facteur 10 en fréquence

# 6. Calculer la réponse du filtre à une fréquence f donnée :
#    - Gain en dB : G(f)
#    - Gain en tension : Av(f) = 10^(G(f)/20)
#    - Tension de sortie : Vout(f) = Vin * Av(f)

# 7. Vérifier le comportement pour signal continu (f=0 Hz) :
#    - Filtre passe-bas : Vout(f=0) ≈ Vin (signal passe)
#    - Filtre passe-haut : Vout(f=0) ≈ 0

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# Exemple pratique : filtre passe-bas
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# Données :
# Vin = 2 V
# Gmax = 0 dB → Av_max = 1
# Mesures : 
#   G(f=1 Hz) = -10 dB
#   G(f=10 Hz) = -30 dB

# Calcul ordre :
# Pente = (G(f2) - G(f1)) / log10(f2/f1)
# Pente ≈ (-30 - (-10)) / log10(10/1) = -20 dB/décade → ordre 1

# Fréquence de coupure fc :
# Relever la fréquence où G(f) = Gmax - 3 dB
# Exemple : fc = 1,7 kHz

# Calcul Av à fc :
# Av(fc) = 10^(G(fc)/20)
# Exemple : G(fc) = -3 dB → Av(fc) = 10^(-3/20) ≈ 0,707

# Tension de sortie :
# Vout(fc) = Vin * Av(fc)
# Exemple : Vout = 2 * 0,707 ≈ 1,41 V

# Calcul des harmoniques si nécessaire :
# f1 = fréquence fondamentale
# f3, f5, ... = multiples de f1
# Amplitude harmonique : Ufn = (4/pi) * Vin / n (pour signal carré)
# Atténuation par le filtre : multiplier par Av(fn)

# Conclusion :
# - Méthode générale pour analyser un filtre :
#   1. Identifier type
#   2. Lire Gmax
#   3. Relever G(f)
#   4. Déterminer fc (Gmax - 3 dB)
#   5. Calculer ordre par pente
#   6. Calculer Av(f), Vout(f)
#   7. Vérifier signal continu ou harmonique
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# 1. Résistance de sortie
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# Objectif : savoir comment adapter l'ampli aux HP pour un transfert maximal.
# Valeurs possibles (sélecteur) : LOW = 4 Ω, HIGH = 8 Ω
# Principe : pour un transfert max, Rs (ampli) = Rch (HP)
# Exemple calcul : 
#   Si HP 8 Ω → choisir HIGH pour Rs = 8 Ω
#   Si HP 4 Ω → choisir LOW pour Rs = 4 Ω

# 2. Résistance d’entrée
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# Objectif : connaître la tension réellement "vue" par l'ampli
# Re pour phono/CD = 47 kΩ → permet de limiter les pertes
# Schéma type :
#   Source (Ve, Rs) → Entrée ampli (Re)
# Formule pont diviseur tension : 
#   V_ampli = Ve * (Re / (Rs + Re))
# Exemple :
Ve = 3e-6  # Tension source 3 μV (tuner)
Rs = 100   # Résistance de sortie source 100 Ω
Re = 47000 # Résistance d'entrée ampli 47 kΩ
V_ampli = Ve * (Re / (Rs + Re))  # V_ampli ≈ 2,993 μV

# Remarque : plus Rs << Re, moins il y a de perte → tension presque identique

# 3. Bande passante
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# B = [10 Hz ; 100 kHz] → plage de fréquence où l’ampli transmet correctement
#le signal

# 4. Meilleure entrée pour qualité audio
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# Entrée CD → THD plus faible, SNR plus élevé

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# 2ème partie : Gain et performances
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# 1. Amplification en tension
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# Puissance max par voie : Pmax = 50 W
# Tension max générateur interne :
Rch = 16  # Exemple HP 16 Ω
Vs0 = (Pmax * Rch)**0.5  # Vs0 ≈ 28 V

# Amplification en tension Av pour entrée phono à tension max :
Ve_phono = 3e-3  # 3 mV
Av = Vs0 / Ve_phono  # Av ≈ 9300
# => L'ampli multiplie la tension d'entrée par ~9300 pour atteindre Vs0

# 2. Entrée phono
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# Calcul courant entrant :
Ie_phono = Ve_phono / Re  # Ie ≈ 64 nA

# Calcul puissance d'entrée :
Pe_phono = Ve_phono * Ie_phono  # Pe ≈ 0,19 nW

# Amplification en puissance :
Ps = 50  # Puissance de sortie
Ap_phono = Ps / Pe_phono  # Ap ≈ 2,6e11
G_PHONO = 10 * math.log10(Ap_phono)  # Gain en dB

# 3. Entrée CD
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Ve_CD = 0.2  # 200 mV
Ie_CD = Ve_CD / Re  # Ie ≈ 4,2 μA
Pe_CD = Ve_CD * Ie_CD  # Pe ≈ 0,8 μW
G_CD = 10 * math.log10(Ps / Pe_CD)  # Gain ≈ 77 dB

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# Remarques générales TD6
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# Pour toutes les entrées :
# 1. Calculer le courant entrant Ie = Ve / Re
# 2. Calculer puissance d'entrée Pe = Ve * Ie
# 3. Calculer amplification en puissance Ap = Ps / Pe
# 4. Calculer gain en dB : G = 10 * log10(Ap)
# 5. Vérifier bande passante B pour la qualité audio
# 6. Vérifier Rs et Re pour adaptation aux HP et perte minimale
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