Electronique 3/Chapitre 2 : Oscillateurs sinusoidaux

Généralités

L'oscillateur

Un oscillateur est un circuit qui produit une forme d'onde répétitive à sa sortie avec seulement une tension d'alimentation continue à l'entrée.

Il n'y a donc pas besoin de signal répétitif à l'entrée

Un oscillateur sinusoïdal convertir de façon spontanée une tension continue en une tension sinusoïdale de fréquence définie.

Un oscillateur de base est constitué de :

• Un amplificateur pour le gain (à base de transistor ou AOP)
• Un circuit de contre réaction positive produisant un déphasage et fournissant une atténuation

          _________
         |         |
 .--->---| Ampli A |-----.------>
 |       |_________|     |
 |                       |
 |        _________      |
 |       | Contre  |     |
  \------| reac. B |-----.
         |_________|     

Instabilité d'un système linéaire

G (p) = N (p) / D (p)

Les pôles de la transmittance G(p) sont les racines du polynôme au dénominateur.

• Un système linéaire est stable si tous ses pôles ont une partie réelle négative

• Un système linéaire est instable si il y a au moins un des pôles à partie réelle positive ou nulle

 Schéma à compléter !

Si on veut construire un oscillateur, on va se placer en instabilité et s'assurer de la présence d'au moins 2 pôles complexes conjugués à partie réelle nulle.

Instabilité d'un système bouclé

 Schéma à compléter

V1(p) = E(p) + S(p) B(p) S(p) = A(p) V1(p)

Vs1 / Vs = B(p)

S(p) = A(p) S(p) B(p) + E(p) A(p)

Transmittance d'un système bouclé

T'(p) = S(p) / E(p) = A(p) / ( 1 - A(p) B(p) )

T(p) = A(p) B(p)

transmittance du système en boucle ouverte

Pour regarder la stabilité du système il faut résoudre

1 - A(p) B(p) = 0

soit A(p) B(p) = 1

=> Vérifier la position des pôles, trop long

Conditions d'oscillation

Pour qu'un système bouclé oscille il faut donc qu'il existe une fréquence f0 pour laquelle le gain de boucle A(p) B(p) soit égal à 1.

Cette condition d'entretien des oscillation est la condition de Barkhauser.

Cette phase se traduit en pratique par deux conditions

• Sur le module
  \(| Y(j \omega) | = | A(j \omega_0) | . | B(j \omega_0) | = 1\)
  A la fréquence d'oscillation, l'amplification de la chaine directe (A) compense l'atténuation (B) de la contre-réaction.
• Sur la phase
  \(arg ( T(j \omega_0) ) = 0\)

A la fréquence d'oscillation de déphasage introduit par la boucle de contre-réaction

Condition de démarrage des oscillations (critère de Nyquist)

\(T(j \omega_0) = A(j \omega_0) B(j \omega_0) > 1\)

Démarage et stabilisation de l'amplitude

 Schéma à compléter

 Schéma à compléter