LES OSCILATEURS ET GENERATEURS DE SIGNAUX

CHAPITRE 4:
OSCILLATEURS ET GENERATEURS DE SIGNAU
PROF. BOUROUBA NACERDINE
M1 ELECTRONIQUE D'INSTRUMENTATION
CHAPITRE 4
: CIRCUITS DE GENERATION DES SIGNAUX
4-1 CIRCUIT
A OSCILLATION
Dans certaines applications électroniques, certains dispositifs sont utiles pour leur
instabilité car ils permettent la génération des signaux
définies: ils sont appelés les Oscillateurs
Def:Un oscillateur
est un circuit électronique livrant des signaux alternatifs à partir de
tensions continue
d'alimentation
le
rôle de l'oscillateur: source de
application
en tant que horloge d'un
on distingue deux types :
1- les oscillateurs
sinusoïdaux
des signaux quasi
sinusoïdaux
2-
les oscillateurs à relaxation produisant des signaux carrées
des dents de scie, etc..
4-2 structure générale
d'oscillateur à
la structure d'un oscillateur
sinusoïdal
celle d'un système
bouclé qui comporte :
1-
une chaine directe fait d'un AOP ou transistor se
besoin de fonction de transfert H(p)
2- un quadripôle de réaction
injectant à l'entrée de L'AOP une fraction du signal de sortie:
caractérisé par K(p;
3-
une transmittance de boucle : T(p)= H(p).K(p)
A-
condition d'entretien des oscillations
Lorsque
le dispositif oscille, il fournit en conséquence
et d'amplitude Ao
autrement dit le
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: CIRCUITS DE GENERATION DES SIGNAUX
A OSCILLATION
Dans certaines applications électroniques, certains dispositifs sont utiles pour leur
instabilité car ils permettent la génération des signaux
périodiques
à des fréquences bien
définies: ils sont appelés les Oscillateurs
est un circuit électronique livrant des signaux alternatifs à partir de
d'alimentation
qui assure la polarisation des composants qui le constituent.
rôle de l'oscillateur: source de
référence de tension, de fréquence
ou de temps d'ou son
en tant que horloge d'un
micro-ordinateur, base de temps d'
oscilloscope
sinusoïdaux
(harmoniques)fournissant
sinusoïdaux
.
les oscillateurs à relaxation produisant des signaux carrées
d'oscillateur à
réaction
sinusoïdal
peut se ramener à
bouclé qui comporte :
une chaine directe fait d'un AOP ou transistor se
lon la fréquence de travail ou
besoin de fonction de transfert H(p)
injectant à l'entrée de L'AOP une fraction du signal de sortie:
une transmittance de boucle : T(p)= H(p).K(p)
condition d'entretien des oscillations
le dispositif oscille, il fournit en conséquence
un signal
sinusoïdal
autrement dit le
système
bouclé oscille si pour une fréquence
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X
Page 1
Dans certaines applications électroniques, certains dispositifs sont utiles pour leur
à des fréquences bien
est un circuit électronique livrant des signaux alternatifs à partir de
qui assure la polarisation des composants qui le constituent.
ou de temps d'ou son
oscilloscope
etc...
lon la fréquence de travail ou
selon le
injectant à l'entrée de L'AOP une fraction du signal de sortie:
sinusoïdal
s(t) de fréquence fo
bouclé oscille si pour une fréquence
fo on a

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cette condition se traduit
pratiquement par:
son module |()| = |(
ce qui signifie que à la fréquence f
quadripôle de réaction;
la phase:
(()) = (()
)
comme regle
: à la fréquence fo , le déphasage introduit par la chaine directe compense le déphasage
du quadripole de reaction.
B- Démarrage de l'oscillateur
si le système bouclé possédant
la fréquence
fo répondant à
la condition de
1- à première
vue , pas de démarrage de l'oscillateur
( absence d'oscillations) lors de la mise sous tension;
2- si le gain de l
a chaine directe augmente
une sinusoïde d'amplitude
croissante
sortie: phénomène transitoire;
3- après passage de ce régime
, l'amplitude se stabilise:
stabilité d'amplitude
règle
: pour qu'il ya démarrage de l'oscillateur, il
la transmittance de boucle à fo
soit
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pratiquement par:
)||()|=  ou |()|=
()
ce qui signifie que à la fréquence f
o , l'amplification de la chaine
directe compense l'atténuation du
)
+ (()) =   (()) =
−
: à la fréquence fo , le déphasage introduit par la chaine directe compense le déphasage
la fréquence
la condition de
Barkhaussen:
vue , pas de démarrage de l'oscillateur
( absence d'oscillations) lors de la mise sous tension;
a chaine directe augmente
légèrement:
croissante
apparait à la
, l'amplitude se stabilise:
: pour qu'il ya démarrage de l'oscillateur, il
faut que
soit
supérieur à 1
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X
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directe compense l'atténuation du
−
(())
: à la fréquence fo , le déphasage introduit par la chaine directe compense le déphasage

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le surprenant est le gain de boucle supérieure et égal à la fois à UN:
pour éliminer cet amalgame alors:
1- gain supérieur à est Un (amplification de la chaine
direct est A>1) : c'est pour le démarrage de l'oscillateur
lors de la mise sous tension par la présence des
fluctuations (présence d'agitation thermique) ou pour
une fréquence fo correspond un déphasage total nul:
lors d'application d'une
perturbation à l'entrée
du système linéaire: celui ci dépend des pôles
dans le plan complexe
un système linéaire est instable s'il ya un pole
à partie réelle positive.
si on veut construire un oscillateur, il faut se
placer délibérément en instabilité et s'assurer
de la présence d'aux moins 2 pôles complexes
conjugués avec partie réelle positive
l'instabilité est atteint facilement par emploi de
système bouclé ou la fraction du signal de
sortie est réinjectée à l'entrée du quadripôle de
réaction.

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2-
en augmentant son amplitude, l'
en région
linéaire: signal fortement écrêté conduisant
ainsi à une diminution de l'amplification jusqu'à 1
Problématique:
l'écrêtage est nécessaire
pour ramener le gain à 1 mais le
signal livré à la sortie sera
déformé: mauvaise qualité
résolution:
déformation possible à éviter par emploi d'un
ampli doté d'un contrôle
de gain : diminution de celui ci
aux fortes amplitudes.
stabilisation d'amplitude
: par emploi de réaction on ramène
le gain de boucle
a un :élimination de l'écrêtage et limite la déformation et l'amp
harmoniques.
4-3
OSCILLATTEUR DE PONT DE WIEN
La réaction est de
type tension serie.il s'agit d'un
quadripôle de réaction
appelé filtre de
il en découle
de ce filtre que les tensions de sortie et
d'entrée sont en phase pour la
fréquence
fo= 
√
et que sa transmittance vaut:
L'association de ce filtre à un AOP
constitue un oscillateur
sinusoïdal
dont
l'amplification est Ho=1/Ko
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en augmentant son amplitude, l'
amplificateur n'est plus
linéaire: signal fortement écrêté conduisant
ainsi à une diminution de l'amplification jusqu'à 1
pour ramener le gain à 1 mais le
déformé: mauvaise qualité
déformation possible à éviter par emploi d'un
de gain : diminution de celui ci
: par emploi de réaction on ramène
a un :élimination de l'écrêtage et limite la déformation et l'amp
OSCILLATTEUR DE PONT DE WIEN
type tension serie.il s'agit d'un
appelé filtre de
Wien.
de ce filtre que les tensions de sortie et
fréquence
et que sa transmittance vaut:
L'association de ce filtre à un AOP
non inverseur
sinusoïdal
à fréquence fo et
l'amplification est Ho=1/Ko
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X
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a un :élimination de l'écrêtage et limite la déformation et l'amp
litude des

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Dans le plan complexe:
le signal de sortie est presque sinusoïdale de fréquence f
4-4
OSCILLATEUR A DEPHASAGE
Le circuit déphaseur est fait de 3 cellules RC. Il
constitue la boucle de retour donnant un déphasage
de 180° entre la sortie et
l'entrée.
La réaction est de type tension parallèle.
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le signal de sortie est presque sinusoïdale de fréquence f
osc
à condition R2
OSCILLATEUR A DEPHASAGE
:PHASE-SHIFT
Le circuit déphaseur est fait de 3 cellules RC. Il
constitue la boucle de retour donnant un déphasage
l'entrée.
La réaction est de type tension parallèle.
chaine de retour:
(
)
=
(
)
/
2) avec 1 =
⟹
(
)
=
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X
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à condition R2
≥ 
chaine de retour:
(
)
=
2
/
(
1
+
 et 2 =
(
)
=
(
)