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Remarque disambigua.svg homonymie - Si vous êtes à la recherche d'autres utilisations, voir Oscillateur (désambiguïsation).
Remarque disambigua.svg homonymie - Si vous êtes à la recherche de la 'EP de société de l'information la 2007, voir oscillateur.

en électronique un oscillateur est un circuit électronique formes de production d 'vague de fréquence, façonner et amplitude plusieurs types sans signal entrée. Certains sont conçus pour être en mesure de générer la fréquence, la forme et amplitude variable par des systèmes de contrôle tels que des tensions ou Potentiomètres.

Les oscillateurs peuvent être divisés en deux grandes catégories:

  • harmonique ou sinusoïdal (Ou plus correctement près sinusoïdale);
  • pour se détendre ou bloqué.

Les oscillateurs dans leur immensité sont utilisés dans de nombreuses applications allant de timing de circuits numériques et non pas, à la génération de palier pour télécommunications, les instruments électromédicaux, etc.

Pour tout oscillateur appliquent également les importantes suivantes nomenclatures:

  • s'il agit un force proportionnelle externe à vitesse (friction) F DampingS qui aura sa propre fréquence variable ωS, on parle d'oscillateur amorti; sinon il est simple;
  • s'il agit une force externe au fil du temps de manière sinusoïdale variant Ffa avec une fréquence constante ωfa, on parle de oscillateur forcé; sinon il est libre.

oscillateurs électriques harmoniques

la oscillateurs harmoniques produire un signal de tendance sinusoïdal (Ou aussi près que possible de lui).

Essentiellement, il est amplificateur dans laquelle 'sortie Il est montré à l'entrée d'un réaction par un effet positif filtre passe-bande serré. Lorsque le circuit est sous tension, l'amplificateur produit inévitablement à la sortie bruit. Le circuit de réaction renvoie l'entrée des composantes de bruit de la bande passante de fréquence du filtre qui sont amplifiés. le cycle est répété jusqu'à atteindre le régime de fonctionnement.

Les oscillateurs sinusoïdaux sont suddivisibi en trois catégories principales en fonction des éléments de circuit utilisés.

  • oscillateur RC: L'utilisation, ainsi que des éléments actifs, des résistances et des condensateurs exclusivement (circuit RC). Parmi eux, il faut mentionner: l 'oscillateur à pont de Wien, l 'oscillateur à déphasage, l'oscillateur Double T, l'oscillateur en quadrature.
  • LC oscillateurs: L'utilisation, en plus des éléments actifs, des circuits de contre-réaction avec des résistances, des condensateurs et des inductances. Leur particularité est d'exploiter un résonateur RLC pour assurer la stabilité aux oscillations. Pour ne citer: L 'Van der Pol oscillateur, l'oscillateur Colpitts, l'oscillateur Hartley, l 'oscillateur Meissner.
  • oscillateurs à base de quartz: Cette dernière catégorie oscillateur utilise un cristal quartz piézoélectrique dont le comportement est similaire à celui d'un circuit LC. Ces oscillateurs ont des qualités remarquables de la stabilité et de la stabilité à la fréquence température dates de l'excellente qualité de son oscillateur mécanique des cristaux de quartz piézo-électrique. Le plus connu est l'oscillateur Pierce.

Les principales solutions de circuits utilisés dans l'électronique pour réaliser des oscillateurs harmoniques sont les suivants:

Hartley

oscillateur
Hartley schéma de l'oscillateur FET

L'oscillateur Hartley est un type LC, dans lequel la réaction est du type à couplage Inductive par un transformateur accordé (pour les hautes fréquences ce sont deux bobines enroulées dans l'air). En variante, une seule bobine est utilisée, qui se comporte comme un autotransformateur l'écoute, comme dans l'exemple de la figure.

La fréquence de résonance peut être modifiée en agissant sur le condensateur variable, en maintenant l'amplitude du signal relativement constante produite. Les inconvénients de cette solution sont la production d'harmoniques indésirables, et une forme d'onde sinusoïdale pas parfaitement.

Il est généralement utilisé à des fréquences supérieures à 100 MHz pour contourner les problèmes d'instabilité du rapport de capacité entre les condensateurs 2 du Colpitts.

Colpitts

L'oscillateur Colpitts est le nom de son inventeur, Edwin H. Colpitts. Il est une solution simple et fiable, capable de générer des signaux de bonne qualité sans efforts de conception excessive.

Le circuit Colpitts est similaire au circuit Hartley avec la différence que la réaction a lieu à travers un filtre constitué par un inducteur et deux condensateurs. Normalement, il est utilisé à des fréquences inférieures à 100 MHz.

Seiler

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: Seiler Oscillateur.

L'oscillateur Colpitts Seiler est une réaction en émetteur-base (ou grille-cathode ou grille-source) dans lequel le couplage à résonateur parallèle se produit à travers un petit condensateur Cela rend l'amplification de la tension et de l'impédance quadratiquement[peu clair], ce qui conduit à une quantité négligeable d'énergie transférée au résonateur et à la stabilité (encore mieux que celle de 'oscillateur Vackar) Est très élevé, mais le temps de stabilisation Il devient long par rapport l'équivalent Colpitts.

Vackar

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: oscillateur Vackar.

Une version modifiée de la Colpitts a été réalisée par Vackar avec la simple interposition d'un petit condensateur qui augmente considérablement la stabilité de l'oscillateur. Étant donné que l'énergie transférée est particulièrement faible, cette amélioration est au détriment du temps de décantation.

Clapp

oscillateur
diagramme d'oscillateur Clapp (il n'a pas indiqué la polarisation en courant continu)

oscillateur Clapp le réseau de rétroaction est constituée par une seule bobine et trois condensateurs, dont deux (C1 et C2 sur la figure) constituent un diviseur de tension qui détermine la quantité de rétroaction du composant actif.

L'oscillateur Clapp est essentiellement un Colpitts avec un condensateur en série avec la bobine. La fréquence d'oscillation en hertz pour le circuit de la figure qu'il est:

Le circuit Clapp offre des performances améliorées par rapport à l'Colpitts dans la construction d'oscillateurs à fréquence variable (VFO), puisqu'il est possible de faire varier la capacité du condensateur en série avec la bobine sans modifier l'amplitude de la rétroaction et donc la stabilité du signal. En régime astable décale la sortie de 90 ° vers la droite.

Meissner

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: oscillateur Armstrong.

Il est un oscillateur à rétroaction obtenue pour le couplage du transformateur inventé par Alexander Meissner, en particulier utilisé avec les tubes à vide.

Un pont de Wien

oscillateur
Schéma de l'oscillateur Wien en pont avec amplificateur opérationnel
icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: Wien Pont Oscillateur.

Cet oscillateur fonde son fonctionnement sur le circuit de pont de Wien traité par max Wien en 1891. Au moment de Wien ils n'avaient pas encore été inventé des dispositifs actifs, soit capable d'amplifier, et l'oscillateur ne pouvait pas être réalisé. L'idée moderne est due à William Hewlett, co-fondateur de Hewlett Packard, qui l'a présenté dans sa thèse graduation un Université Stanford. Il pas par hasard le circuit, peut produire un signal parfaitement sinusoïdale, a été utilisé pour la première fois dans l'oscillateur de précision HP 200A.

La fréquence d'oscillation est (R = R1= R2 et C = C1= C2):

La clé de l'oscillateur de distorsion limitée Hewlett réside dans la stabilisation d'amplitude. L'amplitude du signal dans un oscillateur tend à augmenter jusqu'à ce que les extrémités supérieure et inférieure de la sinusoïde sont aplaties en raison de la saturation. Hewlett a pris lampe à incandescence pour limiter le gain de l'amplificateur dans un mode non linéaire. La résistance du filament augmente avec l'augmentation de la température, à son tour, augmenté du courant de joule. Le circuit est conçu de telle sorte qu'une augmentation de la résistance produite par une augmentation du niveau de signal, implique une réduction de gain.

Aujourd'hui, dans le même but on utilise des transistors FET ou de photocellules, en obtenant des distorsions inférieure à 0,0008% (8 parties par million) Avec de petites variations par rapport au circuit d'origine alors que les systèmes de Photorésistance LED / CdS permet une distorsion inférieure à 3 ppm.

oscillateurs détente

Les oscillateurs de relaxation sont des types particuliers d'oscillateurs capables d'émettre des impulsions ou des signaux électriques de diverses formes non-sinusoïdale, par exemple ondes carrées, ondes en dents de scie et de courtes impulsions de durée suivie d'une plus longue période de récupération.

Ils sont constitués d'un composant non linéaire qui se décharge périodiquement l'énergie stockée dans un condensateur ou une inductance, ce qui provoque un changement brusque de sortie. Parmi les éléments non-linéaires utilisables que vous avez: transistor à jonction bipolaire, DIAC et lampes au néon.

Pensez à la simplicité d'une lampe au néon. La teneur en gaz reste isolante jusqu'à ce que la tension à ses bornes dépasse une valeur critique, elle déclenche une avalanche de conduction et la tension aux extrémités du tube tombe à des valeurs beaucoup plus faibles. La conduction du gaz cesse lorsque la tension tombe en dessous d'un seuil minimum. Il est mis en parallèle avec un tube de condenseur et en série avec les deux éléments de résistance. En appliquant une tension de charge du condensateur commence avec une période τ = RC. Lorsque la tension dépasse la valeur de déclenchement du tube de condensateur est téléchargé immédiatement au désamorçage de la tension du tube et le cycle reprend. Le circuit ainsi constitué produit en sortie, à savoir à travers le condensateur, un signal en dents de scie environ.

Les signaux d'impulsion ou d'onde carrée produit par un oscillateur à relaxation peuvent être utilisés pour piloter des circuits numériques, tels que des compteurs, des temporisations et aussi des microprocesseurs. Souvent, cependant, ils sont préférés pour des raisons d'oscillateurs à quartz stabilité de fréquence.

Les formes D 'onde triangulaire et en dents de scie sont utilisés dans la déviation du faisceau d'électrons dans tubes à rayons cathodiques de oscilloscopes et téléviseurs analogique.

oscillateur
Schéma multivibrateur astable. Notez la symétrie du circuit.

Un type particulier de l'oscillateur de relaxation est la multivibrateur astable. Comme tous les basculeurs est un circuit qui peut être dans l'un des deux états possibles. En aucun multivibrateur astable des deux états, il est stable, de sorte que le circuit continue à passer d'un état à l'autre avec une période déterminée par les valeurs des condensateurs et des résistances présentes.

Le multivibrateur astable produit généralement une onde carrée avec cycle de service dépend du degré de symétrie du circuit.

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