Electronique générale 1ère année Les oscillateurs Electronique générale 1ère année J. BRESSON

Sommaire Critère de Nyquist Conditions d’amplitude et de phase Oscillateurs à quadripôle de réaction à cellule RC à pont de Wien à Q de réaction Oscillateurs à relaxation multivibrateur astable Signal triangulaire Signal rampe Oscillateurs à circuit résonnant Oscillateur Colpitts Oscillateur Hartley Oscillateur à circuit accordé Oscillateur à diode tunnel Oscillateur à Quartz

1 – Critère de Nyquist En pratique, on recherche une solution oscillante, ce qui impose que le système soit instable. Remarquons qu’un oscillateur possède une sortie mais pas d’entrée Finalement pour avoir un système instable, la fonction de transfert en boucle ouverte : Un système est instable (oscillation) si en parcourant la courbe dans le sens des pulsations croissantes, on laisse le point +1 sur la droite. Critère de Nyquist – réaction positive

2 – Critère de Nyquist L’instabilité est assurée si : Soit : Ou encore :  Condition d’amplitude  gain critique  Condition de phase  wo Oscillateurs sinusoïdaux à quadripôles de réaction ou à résistance négative Différents types d’oscillateurs : Oscillateurs à relaxation (créneaux, dent de scie,…)

3 – Oscillateurs à quadripôle de réaction 3.1 – oscillateur à cellule RC 3.2 – oscillateur à pont de Wien 3.3 – oscillateur à Q de réaction

4 – Oscillateurs à relaxation 4.1 – multivibrateur astable 4 – Oscillateurs à relaxation 4.2 – signal triangulaire 4.3 – signal rampe

5 – Oscillateurs à circuit résonnant 5.1 – Oscillateur Colpitts 5 – Oscillateurs à circuit résonnant 5.2 – Oscillateur Hartley 5.3 – Oscillateur à circuit accordé

6 – Oscillateur à résistance négative 6.1 – A diode tunnel Soit un circuit RLC auquel on applique une impulsion de courant  oscillation décroissante à cause de la résistance R du circuit. Si on compense cette résistance par une résistance négative, il n’y a plus de décroissance exponentielle mais plutôt le système oscille librement.

Les modes de résonance sont fonction de la géométrie du quartz 7 – Oscillateur à Quartz 7.1 – Effet piézoélectrique Le comportement piézo-électrique du quartz sous l’action d’une force Effet direct Résonance en flexion d’une lame de quartz sous l’action d’une tension alternative Effet inverse Les modes de résonance sont fonction de la géométrie du quartz 7.2 – Schéma équivalent du Quartz Impédance d’un quartz de 100 kHz Fp Fs Le facteur de qualité est beaucoup plus élevé que celui-ci d’un résonateur usuel.

7 – Oscillateur à Quartz 7.3 – Montages De part son schéma équivalent (circuit RLC), l’insertion d’un quartz dans un montage assure l’oscillation au même titre qu’un circuit résonnant classique (montage Colppits, Hartley …) Oscillateur Colppits Du fait de son Q très élevé et de sa stabilité, le quartz va permettre de contrôler très précisément la fréquence d'oscillation. Dès que l'on aura besoin d'une fréquence stable, on aura recours au quartz.

QCM Fin du diaporama