Pourquoi ce circuit oscille-t-il?


10

Le circuit ci-dessous est un oscillateur. Quand je le simule avec ltspice, il génère en effet une forme d'onde (bien qu'il ne semble pas être une onde sinusoïdale très pure).

Ce que je ne comprends pas, c'est pourquoi il oscille.

Toute la littérature de base que j'ai lue jusqu'à présent sur les oscillateurs (Colpitts, Clapp, Hartley, etc ...) semble indiquer que les circuits d'oscillateurs doivent avoir à la fois des condensateurs et des inductances dans la partie "réservoir" du circuit.

De plus, si vous regardez la théorie, il semble que vous ayez besoin à la fois de bouchons et de bobines pour faire un réservoir qui a une fréquence de résonance appropriée (la formule 1 / Sqrt [LC]), mais le "réservoir" de ce circuit est uniquement fait des résistances et des condensateurs.

Lorsque je calcule les impédances pour le réservoir de ce circuit en utilisant des formules de topologie H, il semble être réglé pour ressembler à un gros condensateur (sauf bien sûr pour le court-circuit à la terre au milieu de celui-ci),

Si quelqu'un pouvait expliquer pourquoi ce circuit oscille et comment, je l'apprécierais vraiment (les explications intuitives / pratiques et théoriques sont les bienvenues).

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab


"sauf bien sûr pour le court au sol au milieu" - je suppose que le terrain y est très important.
John Dvorak

Le pont de Wien est un exemple d'oscillateur RC uniquement
clabacchio

Réponses:


14

C'est un oscillateur à déphasage.

Normalement, la rétroaction du collecteur à la base agit "négativement" et c'est assez important pour certains amplificateurs. Cela est dû au fait que le signal du collecteur est l'inverse du signal de base (également connu comme déphasé à 180 °). Tout ce qui est renvoyé le fait sans provoquer d'oscillations. Ce type de rétroaction est également utilisé dans les amplificateurs opérationnels pour contrôler le gain.

Sur le circuit en question, il y a un tas de composants qui prennent le signal du collecteur et le déphasent suffisamment pour qu'à une fréquence particulière , il apparaisse en phase avec le signal de base et le renforce. Cela le fait osciller.

Sur un plan plus technique, le feedback formé autour de R2, R3, R4, C1, C2 et C3 agit comme un filtre coupe-bande "doux". Il faut dire que l'intention d'un "bon" filtre coupe-bande est de supprimer totalement une fréquence (telle que 50Hz ou 60Hz lorsque l'alimentation secteur est un problème). La fréquence qui est entaillée sera déphasée de 180 ° et si elle n'est pas totalement entaillée (comme dans un bon filtre coupe-bande), ce qui restera sera réinjecté et renforcera le signal de base d'origine en le faisant osciller.

Peu importe que le signal soit atténué de 20 dB, il restera encore suffisamment de signal pour être amplifié et générer une onde sinusoïdale.


En fait, l'atténuation de 20 dB à la fo (fréquence d'oscillation) est une caractéristique souhaitée afin de ne pas surcharger trop la rétroaction positive. Dans tout type d'oscillateur à rétroaction, la rétroaction positive doit être soigneusement contrôlée: trop et le dispositif actif principal saturera, trop peu et le circuit n'oscillera pas du tout (en raison de pertes dans la boucle).
jose.angel.jimenez

@ jose.angel.jimenez Très vrai, mais le manque de contrôle d'amplitude approprié est quelque chose qui rend ce circuit peu fiable en tant qu'oscillateur à onde sinusoïdale pure.
Andy aka

3
Terme de recherche utile pour cette topologie: filtre "twin T" ou oscillateur. Il peut être transformé (dans une boucle de rétroaction) en un très bon filtre coupe-bande ou filtre passe-bande sélectif, ainsi qu'en de très bons oscillateurs (avec un contrôle de niveau approprié)
Brian Drummond

2
@BrianDrummond: Merci pour cela, très utile, qui m'a conduit à l' oscillateur Twin T et aux réseaux Zobel qui expliquent beaucoup sur le circuit ci-dessus.
blondiepassespar

+1 Très bonne réponse. Très accessible à ceux qui ne connaissent pas le concept
Gustavo Litovsky
En utilisant notre site, vous reconnaissez avoir lu et compris notre politique liée aux cookies et notre politique de confidentialité.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.