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1- Condition d'oscillation
2- Démarrage de l'oscillation
3- Stabilisation de l'amplitude
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Exercices
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Oscillateur à pont de Wien
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Oscillateur Pierce à transistor
0scillateur à résistance négative
Oscillateur Colpitts à transistor
Questionnaire : les oscillateurs sinusoïdaux en questionsOscillateurs sinusoïdaux
1) Condition d'oscillation :
L'oscillateur sinusoïdal est un système bouclé placés volontairement dans un état d'instabilité. Il est
constitué d'une chaîne directe H(p) apportant de l'amplification et d'un quadripôle de réaction K(p).
Pour qu'un système bouclé oscille, il faut qu'il existe une fréquence f0 ou une pulsation Ω0 pour laquelle
le gain de boucle soit égal à 1 : c'est la condition de Barkhausen :1)().()(
000 ππΩΩΩ ou " gain de boucle = 1 » qui se traduit en pratique par deux conditions : sur le module1)()()(00
0πωπΩΩΩ ou )(/1)(
00A la fréquence f
0 , l'amplification de la chaîne directe compense l'atténuation du quadripôle de réaction.
sur la phase 0))(arg(.))(arg())(arg( 000 ou ))(arg(.))(arg( 00A la fréquence
f0 , le déphasage de la chaîne directe compense le déphasage du quadripôle de réaction.Remarque : pour que l'oscillation puisse démarrer, il faut avoir, au moment de la mise sous tension de
l'oscillateur, une amplification un peu supérieure à l'atténuation du quadripôle de réaction
fTdB=20log(ITI)
= = arg(T) f f0 0dB 0 fTdB=20log(ITI)
= = arg(T) f f0 0dB 0 Oscillateur en fonctionnement Oscillateur au démarrage Figure 2.Transmittance de
boucle d'on oscillateur en fonctionnement et au démarrage.Transmittance H(p)
Transmittance
K(p)Sortie Y(p)
Chaîne directe : H(p)
Chaîne de retour : K(p)
Gain de boucle : T(p) = H(p).K(p)
Figure 1.
Structure d'un
oscillateur.Oscillateurs sinusoïdaux
2) Démarrage de l'oscillation :
A la mise sous tension de l'oscillateur, les fluctuations dues à l'agitation thermique des électrons
provoquent le démarrage de l'oscillation à condition qu'il existe une fréquence f0 à laquelle le déphasage
total est nul et l'amplification de la chaîne supérieure à 1.Lorsque l'amplitude augmente, l'amplificateur sort de son domaine linéaire et le signal est forcément
écrêté par l'étage d'amplification, ce qui conduit à une diminution de l'amplification qui sera ainsi ramenée
à la valeur T=1.
Lors du démarrage d'un oscillateur , on passe toujours de la situation IHKI > 1 à la situation IHKI = 1.
1)().()(
000×πΩΩΩ 1)().()(
000 condition de démarrage condition d'entretien des oscillationsDans la pratique on peut :
compter sur la saturation de l'amplificateur pour écrêter le signal aux fortes amplitudes prévoir un circuit de contrôle de gain qui diminue l'amplification aux fortes amplitudes La pureté spectrale du signal obtenu est meilleure dans le deuxième cas. amplificationTransmittance
H(p)Transmittance
K(p) atténuation et filtrage amplification T > 1 amplification de boucle T = 1Transmittance
H(p)Transmittance
K(p)écrêtage
écrêtage
amplification atténuation et filtrageFigure 3.
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