En outre, à partir du circuit, il est évident que la tension de sortie est renvoyée à la fois aux bornes d'entrée inverses et non inverses. À la fréquence de résonance, les tensions appliquées aux terminaux inverseurs et non inverseurs seront égales et en phase les unes avec les autres. Cependant, même dans ce cas, le gain de tension de l'amplificateur doit être supérieur à 3 pour déclencher des oscillations et égal à 3 pour les maintenir. En général, ce type d'op-amp Oscillateurs de pont de Wien ne peuvent pas fonctionner au-dessus de 1 MHz en raison des limitations imposées par leur gain en boucle ouverte. Les réseaux de Wien-Bridge sont basse fréquenceoscillateurs utilisés pour générer des fréquences audio et sub-audio comprises entre 20 Hz et 20 kHz. En outre, ils fournissent une sortie sinusoïdale stabilisée, à faible distorsion, sur une large plage de fréquences pouvant être sélectionnée à l'aide de boîtes à décades. De plus, la fréquence d'oscillation dans ce type de circuit peut être modifiée assez facilement, il suffit simplement de faire varier le condensateur C 1 et C 2.
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L'amplitude de la tension de sortie sera d'un tiers de la tension d'entrée. La sortie de l'ampli-op est donnée comme entrée au circuit en pont à partir des points a et c. La sortie du pont est dérivée des points b et d et donnée comme entrée à l'ampli-op. Une partie de la sortie de l'amplificateur est renvoyée à la borne positive ou non inverseuse de l'amplificateur opérationnel via le circuit diviseur de tension, formé par la combinaison en série d'une résistance et d'un condensateur. Une autre partie de la sortie est une rétroaction vers la borne négative ou inverseuse de l'amplificateur opérationnel, via l'impédance de magnitude 2R. Ici, le réseau de rétroaction fournit un déphasage nul. Étant donné que l'amplificateur n'est pas inverseur, il a également un déphasage nul. Par conséquent, la combinaison d'un pont de rétroaction et d'un amplificateur non inverseur produit un déphasage nul autour de la boucle. Ainsi, la condition requise pour la génération d'oscillations est atteinte. Le circuit de l'oscillateur en pont de Wein utilisant IC741 est donné ci-dessous.
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Critère d'oscillation de Barkhausen Ce critère définit la condition d'oscillation et détermine la fréquence d'oscillation.
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En effet, celle-ci se produit à une fréquence où la condition d'oscillation = 1 est satisfaite. Les termes n et Go, tous deux des nombres complexes, représentent le « gain » du circuit de réaction et le gain de l'amplificateur. À la fréquence soit, le « gain » du filtre de Wien vaut 1/3 et le signal de sortie est en phase avec le signal d'entrée. En raccordant le filtre de Wien entre la sortie et l'entrée d'un amplificateur de gain 3 (un amplificateur opérationnel dans la figure), on obtient un oscillateur qui produit une sinusoïde à la fréquence indiquée. En général, on prend et. Stabilisation de l'amplitude des oscillations [ modifier | modifier le code]
Le gain de l'AOP dépend des résistances R 3 et R 4; pour avoir un gain de 3, on prendra R 3 = 2 R 4. Mais les imprécisions des valeurs de R 3 et R 4 font que cette condition n'est jamais tout à fait remplie. Que se passe-t-il alors:
si R 3 < 2 R 4, l'oscillateur n'oscille pas;
si R 3 > 2 R 4, l'oscillation démarre bien, l'amplitude croît jusqu'à la valeur limite, déterminée par la tension d'alimentation de l'AOP; le problème, c'est que dans cette condition la forme d'onde est distordue, les sommets sont aplatis.
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Si le gain est insuffisant l'oscillation cesse; s'il est trop grand, il y a saturation. En pratique, on utilise pour la résistance R_2 un élément non linéaire dont la résistance croît avec le courant qui la traverse afin de stabiliser le gain. Si V_2 croît, le courant i croît ainsi que R_2 ce qui induit une diminution de V_2.
Oscillateur en pont Wein utilisant le contrôle de gain automatique IC741Pour avoir des oscillations soutenues, le gain de boucle total de l'oscillateur doit être maintenu à la valeur 1. Ainsi, un contrôle de gain automatique est requis pour un oscillateur à rétroaction. Pour ce faire, une diode Zener est placée dans le réseau de rétroaction en parallèle avec la résistance R3. Lorsque la tension de sortie atteint le niveau de tension de claquage Zener, la diode Zener commence à conduire. Cela court-circuitera la résistance R3, ce qui diminue le gain de l'amplificateur à 3 et maintient le gain total de la boucle à 1. Cette méthode de contrôle de gain est facile mais elle souffre de la non-linéarité de la diode Zener qui à son tour provoque une distorsion dans les ondes sinusoïdales. Pour surmonter la limitation, JFET est placé dans le chemin de rétroaction négative. Ce JFET agit comme une résistance commandée en tension. En utilisant JFET pour le contrôle automatique du gain, une forme d'onde sinusoïdale stable peut être produite.
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