Circuit oscillateur
Un circuit oscillateur est un ensemble complet de toutes les parties du circuit qui aide à produire les oscillations. Ces oscillations doivent se maintenir et doivent être non amorties comme nous venons de le voir. Essayons d'analyser un circuit oscillateur pratique pour avoir une meilleure compréhension du fonctionnement d'un circuit oscillateur.
Circuit oscillateur pratique
Un circuit oscillateur pratique se compose d'un circuit de réservoir, d'un amplificateur à transistor et d'un circuit de rétroaction. Le schéma de circuit suivant montre la disposition d'un oscillateur pratique.
Parlons maintenant des parties de ce circuit oscillateur pratique.
Tank Circuit - Le circuit du réservoir est constitué d'une inductance L connectée en parallèle avec un condensateur C. Les valeurs de ces deux composants déterminent la fréquence du circuit de l'oscillateur et, par conséquent, on l'appelle commeFrequency determining circuit.
Transistor Amplifier- La sortie du circuit réservoir est reliée au circuit amplificateur de sorte que les oscillations produites par le circuit réservoir sont ici amplifiées. Par conséquent, la sortie de ces oscillations est augmentée par l'amplificateur.
Feedback Circuit- La fonction du circuit de rétroaction est de transférer une partie de l'énergie de sortie vers le circuit LC en phase appropriée. Cette rétroaction est positive dans les oscillateurs et négative dans les amplificateurs.
Stabilité de fréquence d'un oscillateur
La stabilité de fréquence d'un oscillateur est une mesure de sa capacité à maintenir une fréquence constante, sur un long intervalle de temps. Lorsqu'elle est utilisée sur une période de temps plus longue, la fréquence de l'oscillateur peut avoir une dérive par rapport à la valeur précédemment réglée soit en augmentant soit en diminuant.
Le changement de fréquence de l'oscillateur peut survenir en raison des facteurs suivants -
Le point de fonctionnement du dispositif actif tel que BJT ou FET utilisé doit se situer dans la région linéaire de l'amplificateur. Sa déviation affectera la fréquence de l'oscillateur.
La dépendance à la température des performances des composants du circuit affecte la fréquence de l'oscillateur.
Les changements de tension d'alimentation CC appliquée à l'appareil actif, décalent la fréquence de l'oscillateur. Cela peut être évité si une alimentation régulée est utilisée.
Un changement de charge de sortie peut provoquer un changement du facteur Q du circuit de réservoir, provoquant ainsi un changement de la fréquence de sortie de l'oscillateur.
La présence de capacités inter-éléments et de capacités parasites affecte la fréquence de sortie de l'oscillateur et donc la stabilité de fréquence.
Le critère de Barkhausen
Avec les connaissances que nous avons jusqu'à présent, nous avons compris qu'un circuit oscillateur pratique se compose d'un circuit réservoir, d'un circuit amplificateur à transistor et d'un circuit de rétroaction. Alors, essayons maintenant de brosser le concept des amplificateurs de rétroaction, pour dériver le gain des amplificateurs de rétroaction.
Principe de l'amplificateur de rétroaction
Un amplificateur de rétroaction se compose généralement de deux parties. Ils sont lesamplifier et le feedback circuit. Le circuit de rétroaction se compose généralement de résistances. Le concept d'amplificateur de rétroaction peut être compris à partir de la figure suivante ci-dessous.
D'après la figure ci-dessus, le gain de l'amplificateur est représenté par A. Le gain de l'amplificateur est le rapport de la tension de sortie Vo à la tension d'entrée V i . Le réseau de rétroaction extrait une tension V f = β V o de la sortie V o de l'amplificateur.
Cette tension est ajoutée pour la rétroaction positive et soustraite pour la rétroaction négative, de la tension de signal V s .
Donc, pour un retour positif,
V i = V s + V f = V s + β V o
La quantité β = V f / V o est appelée rapport de rétroaction ou fraction de rétroaction.
La sortie V o doit être égale à la tension d'entrée (V s + βV o ) multipliée par le gain A de l'amplificateur.
Par conséquent,
$$ (V_s + \ beta V_o) A = V_o $$
Ou
$$ AV_s + A \ beta V_o = V_o $$
Ou
$$ AV_s = V_o (1 - A \ beta) $$
Par conséquent
$$ \ frac {V_o} {V_s} = \ frac {A} {1 - A \ beta} $$
Soit A f le gain global (gain avec le feedback) de l'amplificateur. Ceci est défini comme le rapport de la tension de sortie V o à la tension de signal appliquée V s , c'est-à-dire,
$$ A_f = \ frac {Sortie \: Tension} {Entrée \: Signal \: Tension} = \ frac {V_o} {V_s} $$
À partir des deux équations ci-dessus, nous pouvons comprendre que l'équation de gain de l'amplificateur à rétroaction avec rétroaction positive est donnée par
$$ A_f = \ frac {A} {1 - A \ beta} $$
Où Aβ est le feedback factor ou la loop gain.
Si Aβ = 1, A f = ∞. Ainsi, le gain devient infini, c'est-à-dire qu'il y a une sortie sans aucune entrée. En d'autres termes, l'amplificateur fonctionne comme un oscillateur.
La condition Aβ = 1 est appelée comme Barkhausen Criterion of oscillations. C'est un facteur très important qu'il faut toujours garder à l'esprit, dans le concept des oscillateurs.