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      Présentation de la séquence

      Cette séquence permet d’étudier, modéliser et mettre en œuvre les filtres électriques (actifs, passifs) afin de comprendre le traitement et l’amélioration des signaux dans les systèmes techniques.
      L’approche SIN (Systèmes d’Information et Numérique) est engagée dans l’analyse de la chaîne de traitement du signal, l’application à un cas réel (guitare DMS, audio, simulation) et la restitution de la démarche technique.

      Situation déclenchante

      Comment concevoir et justifier le choix d’un filtre pour répondre aux besoins d’un système audio ou automatisé (guitare, module de traitement, mesure signal) ?

      Objectifs de la séquence

      • Identifier et modéliser les types de filtres rencontrés dans le traitement du signal (CO5.8.SIN1, CO3.1).

      • Calculer la fréquence de coupure, simuler la réponse fréquentielle et interpréter graphiquement l’efficacité d’un filtre (CO7.3.SIN1).

      • Mettre en œuvre une chaîne de traitement : simulation (LTSpice, Falstad…), réalisation et application sur système réel (CO7.3.SIN2).

      • Restituer et argumenter, à l’oral ou à l’écrit, la démarche choisie : schémas, calculs, choix techniques, impact sur le système (CO4.1/CO4.2/CO4.3).

      • Relier la chaîne de traitement à la structuration SIN globale et à la résolution de problématiques numériques ou techniques.

      Compétences SIN du BO mobilisées

      • CO5.8.SIN1 : Choix/justification de l’architecture de traitement de l’information.

      • CO7.3.SIN1 : Mise en œuvre de moyens matériels/simulation pour caractériser le signal (calculs, courbes, simulation).

      • CO7.3.SIN2 : Concevoir/adapter la chaîne matérielle/logiciell pour le traitement d’un problème donné.

      • CO4.1-4.2-4.3 : Communiquer, restituer et argumenter la démarche technique à l’oral/écrit.

      Progression simplifiée

      ÉtapeActivité principaleCompétences viséesConnaissances travaillées
      1Introduction, modélisation des filtresCO5.8.SIN1, CO3.1Typologie, schémas, fonctions, cas réels
      2Calculs et simulationsCO7.3.SIN1Fréquence coupure, courbe réponse, efficacité
      3Application concrète (guitare DMS, audio, TP)CO7.3.SIN2Réalisation, test, traitement du signal
      4Restitution et synthèseCO4.1, CO4.2, CO4.3Argumentation, bilan oral/écrit, schéma

      Pistes d’évaluation

      • Qualité de la modélisation, pertinence du schéma de chaîne de traitement.

      • Exactitude des calculs, compréhension des réponses fréquentielles.

      • Maîtrise de la simulation/validation des filtres (outil numérique vs. réel).

      • Clarté, rigueur et argumentation de la restitution (dossier, oral, schéma).

      Liens avec autres disciplines et parcours

      • Maths : fonctions, graphique, proportionnalité, calculs trigonométriques.

      • SPC : signaux, périodicité, phénomène de résonance.

      • ETLV : vocabulaire (low‑pass/high‑pass filter, cut‑off frequency…).

      • Parcours Numérique/Audio/Ingénierie : métiers de l’audio, du signal, de la conception électronique.

      Ressources et outils

      • Fiches synthèse filtres électriques et schémas.

      • Tutoriels simulation (LTSpice, Falstad, Tinkercad).

      • Schémas DMS, TP, supports d’exposé, grille d’évaluation.

      • Quiz d’auto‑évaluation sur les filtres, calculs et justifications.


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      Introduction et définitions Page
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      Introduction et définitions (bis) Page
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      Exemple et calculs pour un filtre passe-bas (1er ordre) Page
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      Exemple d’un filtre passe-haut Page
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      Exemple d’un filtre passe-bande Page
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      Exemple filtre coupe-bande (ou réjecteur de bande) Page

  • Guitare électrique DMS (filtres actifs/passifs)

  • Exercices