Filtre actif passe haut du 2ème ordre pour tweeter

Si vous souhaitez réaliser un filtre passe haut avec fréquence ajustable de 5 kHz à 10 kHz pour un tweeter d'une enceinte active, voici un schéma basé une structure de Sallen-Key et un potentiomètre double pour régler la fréquence de coupure. Les composants utilisés sont standard, faciles à trouver pour réaliser ce filtre actif.

Voici donc le schéma du filtre actif.

Schéma du filtre actif passe haut du 2ème ordre

Voici le schéma du filtre actif :

Filtre actif passe haut du 2ème ordre : schéma

Le potentiomètre est double

Réponse en fréquence du filtre actif passe haut

Les simulations LTSpice ont été faites pour les trois valeurs du potentiomètre : en butée d'un côté et de l'autre, ainsi qu'à la position médiane (la moitié de la valeur). On choisira de préférence un potentiomètre linéaire et non logarithmique.

Réponses en fréquence du filtre actif selon la position du potentiomètre de réglage

Le potentiomètre a été choisi à 10 kOhms parce que c'est une valeur standard.

Les deux condensateurs C1 et C2 ont une valeur commune de 2,2 nF. Ce choix est fait pour la simplicité.

R1 et R2 garantissent une valeur minimale de résistance lorsque le potentiomètre P1 est en butée à sa valeur minimale (0 Ohm). On aurait pu choisir la même valeur pour R1 et R2, mais la plus grande valeur de R1 offre un amortissement plus faible et ainsi une réponse en fréquence plus précise autour de la fréquence de coupure. Lorsque le potentiomètre est en butée (0 Ohm), l'amortissement est d'environ 0,7, ce qui offre une réponse en fréquence de type Butterworth (pas de dépassement, c'est-à-dire que le gain ne dépasse jamais 1, ou 0dB sur l'échelle logarithmique) tout en allant aussi proche que possible du croisement des deux asymptotes.

L'amortissement est égal à la racine carrée de (R2+P1)/(R1+P1).

Fréquence de coupure du filtre actif passe haut du 2ème ordre

La fréquence de coupure du filtre est donnée par la relation théorique :

Fréquence de coupure du filtre passe haut Sallen Key

C est la valeur commune de C1 et C2 (2,2 nF, soit 2,2e-9 pour les calculs)

On reconnaît la classique formule 1/(2.pi.R.C), avec R étant égale à la moyenne géométrique des deux résistances en jeu (racine carrée du produit des deux).

En fonction de la valeur prise par P1 (on suppose que les deux potentiomètres sont couplés et présentent la même valeur), la fréquence de coupure varie de 5,3 kHz à 10,2 kHz.

Mot de la fin

Ce filtre est ainsi adapté à une amplification active pour un tweeter d'enceinte hifi ou sono où des expérimentations sont souhaitées en jouant sur la fréquence de coupure.

Il est possible de fixer la valeur de P1 en le remplaçant par deux résistances fixes.

Pour réaliser le filtre actif équivalent, mais pour caisson de grave (passe bas) avec fréquence de coupure ajustable :

Filtre actif passe bas pour caisson de basse