Modification de la fréquence
Le plus simple est de jouer sur la valeur de C1 et C2 simultanément en conservant la proportionnalité entre C1 et C2. La fréquence varie très peu avec la tension d'alimentation. Exemple de maquette de l'oscillateur sinus
Voici une petite maquette prototype avec un ampli op TL072:
Maquette de l'oscillateur sinus sans pont de Wien
Le TL072 est soudé en composant traversant, donc de l'autre côté de la carte. Les résistances sont des CMS de taille 0603 et 0805. On peut aussi gratter au ciseau un morceau de carte cuivre nue, étamer tout, puis placer les composants en CMS. Maquettes d'oscillateurs sinus grattées au ciseau
Sur ces maquettes, la diode zener 27 V permet d'alimenter l'oscillateur par une tension variable plus élevée en insérant une résistance série adaptée. Cette tension peut même être la tension secteur redressée et lissée (325 V DC) pour une alimentation à découpage. Dans ce cas, la résistance série devra être de 22 ou 27 kOhms et 10 Watts. Pour le découplage, on ajoute un condensateur céramique de 100 nF à 1 uF (35 V minimum) en parallèle avec l'alimentation (condensateur de découplage).
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Pont De Wien Oscillateur
Ce circuit est un oscillateur sinusoidal à pont de Wien. Je ne ferais pas ici faire un cours détaillé sur les oscillateurs en électronique, c'est un sujet
bien trop vaste et ce n'est pas le but de ce site, cependant je vous donne deux approches pour étudier de ce montage qui nécessitent, soit de maitriser les équations différentielles du second ordre, soit
de connaitre la théorie des oscillateurs (conditions d'oscillation) et les impédances complexes. Première approche: régime temporel
Ce montage fonctionne en régime linéaire par la présence d'une boucle de contre réaction négative. On peut écrire dans un premier temps:
Considerons à présent la boucle de contre-réaction positive constituée des ensembles série et parallèle R-C (ces ensembles forment ce que l'on nomme pont de Wien), avec I le courant circulant dans l'ensemble série:
Appliquons la loi des noeuds à l'entrée de l'ensemble parallèle R//C:
On voit tout de suite que si k=1/3 l'équation différentielle devient:
L'équation temporelle de la tension de sortie correspond bien à un signal sinusoidal de pulsation 1/RC.
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Brochage de l'ampli op TL072 et TL082
Applications possibles de l'oscillateur
Quelques applications de cet oscillateur stable et simple:
- Générateur d'ultra sons
- Test et conception d'alimentations à découpage
- Test d'ampli op
Si on souhaite un oscillateur qui donne un créneau (au lieu de sinus), le montage avec U1a suffit.
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Cette connexion forme un filtre passe-bande sélectif dépendant de la fréquence du second ordre. Ce filtre a un facteur Q élevé à une fréquence sélectionnée. Les valeurs des composants des deux circuits RC sont les mêmes. A la fréquence de résonance, le déphasage du signal sera de 0 et le circuit aura une bonne stabilité et de faibles distorsions. Outre les circuits RC, les deux autres bras du Weinbridge se composent de deux autres résistances R3, R4. Vous trouverez ci-dessous le schéma de circuit d'un oscillateur à pont Wein utilisant OP-Amp. Schéma de circuit de l'oscillateur en pont Wein utilisant un ampli-op Lorsque des fréquences plus élevées sont appliquées, la réactance des condensateurs connectés dans le pont Wein est très faible. Cela court-circuite la résistance R2 et sa tension de sortie sera nulle. À des fréquences plus basses, la réactance plus élevée des condensateurs est observée et le condensateur C1 agit comme un circuit ouvert, ce qui fait que la tension de sortie est nulle.
Une solution classique consiste à utiliser un simple ampoule au lieu de. Le comportement du filament prévoit en effet que l'augmentation de la résistance lorsque celle-ci est chauffée. De ce point de vue, l'utilisation d'une ampoule est équivalente à une thermistance PTC. L'inertie thermique de l'ampoule, il est possible de stabiliser efficacement l'amplitude de la sortie à onde sinusoïdale, en maintenant la distorsion à des valeurs très faibles et on passera à l'abaissement de la fréquence émise. La première utilisation de cette configuration est créditée à Meacham (dans le système de réglage d'amplitude de son oscillateur à quartz audio) en 1937 et utilisé en 1939 par William Hewlett, fondateur avec David Packard la société Hewlett Packard. Le premier produit de cette société était un oscillateur audio de Wien stabilisé avec une ampoule et commercialisée sous le nom de HP 200A. Le diagramme en haut montre le circuit en fonction d'un amplificateur opérationnel en mesure d'éviter l'écoulement de courant cathodique de repos dans l'élément thermosensible, l'obtention d'une meilleure stabilisation du signal d'amplitude.
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