Générateur
de signaux sinusoïdal utilisant un AOP
Principe de fonctionnement
Principe de fonctionnement
Nous décrivons
dans cette page la façon de concevoir un circuit permettant de
délivrer un signal sinusoïdal à une fréquence
donnée. Tout circuit avec une réaction peut être
décrit par le schéma bloc suivant :
En
calculant Vs en fonction de Ve, on obtient l'équation suivante :
Vs/Ve = A / (1+A.B). Cette équation n'a pas de solution lorsque
AB = -1. C'est dans ces conditions que fonctionne l'oscillateur et le
circuit est instable.
Montage oscillateur simple
Dans le montage suivant, A est réalisé par l'AOP monté en amplificateur non inverseur de gain 1+ R2/R1. La réaction B est assuré par le dipôle RC série associé au dipôle RC parallèle. La tension v+ est :
.
Montage oscillateur simple
Dans le montage suivant, A est réalisé par l'AOP monté en amplificateur non inverseur de gain 1+ R2/R1. La réaction B est assuré par le dipôle RC série associé au dipôle RC parallèle. La tension v+ est :
. A la pulsation 
, v+ = Vs/3. Compte tenu de la condition AB = -1, R2/R1 doit être égal à 2 et la fréquence d'oscillation est .
Ce montage peut être testé mais la condition de gain est difficile à réaliser. Employer pour R1 une résistance ajustable pour ajuster précisément le gain et avoir en sortie une tension sinusoïdale avec peu de distorsions.
, v+ = Vs/3. Compte tenu de la condition AB = -1, R2/R1 doit être égal à 2 et la fréquence d'oscillation est . Ce montage peut être testé mais la condition de gain est difficile à réaliser. Employer pour R1 une résistance ajustable pour ajuster précisément le gain et avoir en sortie une tension sinusoïdale avec peu de distorsions.
Montage oscillateur avec stabilisation de la tension de sortie
Dans
le montage suivant, la tension de sortie est ajusté à une
valeur donnée par la présence du FET qui est
utilisé en résistance variable.
Pour
fonctionner dans la zone ohmique, le FET canal N nécessite une
tension négative; celle ci est obtenue à partir de D, R3,
R4 et C4. R4 et C4 joue un rôle de filtrage pour obtenir une
tension quasi continu pour commander le FET.
Quand la tension Vs augmente, Vgs augmente également et la résistance Rds du FET augmente et le gain de l'étage diminue. Il y a donc stabilisation de la tension de sortie et la tension Vs n'atteint pas la saturation de l'AOP.
Simulation du circuit avec le logiciel ADS
Au lancement du PC sous Flex, choisir la configuration ADS. Télécharger le fichier du schéma de simulation : Telechargement Fichier Zap
Enregistrer le fichier.
Ouvrir le logiciel ADS Advanced Design System. Puis File > Unarchived Workspace or Project.
Répondre OK à la création de Workspace Name. Puis Yes pour ouvrir la Workspace.
A l'erreur "Warnings/Error...", répondre Yes puis Close.
Puis dans la fenêtre qui se trouve à l'arrière plan, faire ADS > DesignKits > Unzip Designkit.
Choisir le répertoire : C:\Agilent\ADS2011_10\oalibs\componentLib\Analog_Parts_vendor_kit puis Choose
Attendre la fin de Unzipping Design Kit puis OK > Yes.
Ouvrir le schéma de la figure ci-dessous en cliquant sur Oscillateur_Pont_de_Wien.
Dans la fenêtre de schéma, Faire : Simulate > Simulate.
La fenêtre de résultat s'ouvre automatiquement. Vous observez le démarrage de l'oscillation, les signaux de sortie VOUT1 et VOUT2 et le spectre du signal sinusoïdal VOUT2 faisant apparaître la distorsion du signal.
Merci à François De Dieuleveult pour le fichier de simulation qui est extrait de son livre :
Quand la tension Vs augmente, Vgs augmente également et la résistance Rds du FET augmente et le gain de l'étage diminue. Il y a donc stabilisation de la tension de sortie et la tension Vs n'atteint pas la saturation de l'AOP.
Simulation du circuit avec le logiciel ADS
Au lancement du PC sous Flex, choisir la configuration ADS. Télécharger le fichier du schéma de simulation : Telechargement Fichier Zap
Enregistrer le fichier.
Ouvrir le logiciel ADS Advanced Design System. Puis File > Unarchived Workspace or Project.
Répondre OK à la création de Workspace Name. Puis Yes pour ouvrir la Workspace.
A l'erreur "Warnings/Error...", répondre Yes puis Close.
Puis dans la fenêtre qui se trouve à l'arrière plan, faire ADS > DesignKits > Unzip Designkit.
Choisir le répertoire : C:\Agilent\ADS2011_10\oalibs\componentLib\Analog_Parts_vendor_kit puis Choose
Attendre la fin de Unzipping Design Kit puis OK > Yes.
Ouvrir le schéma de la figure ci-dessous en cliquant sur Oscillateur_Pont_de_Wien.
Dans la fenêtre de schéma, Faire : Simulate > Simulate.
La fenêtre de résultat s'ouvre automatiquement. Vous observez le démarrage de l'oscillation, les signaux de sortie VOUT1 et VOUT2 et le spectre du signal sinusoïdal VOUT2 faisant apparaître la distorsion du signal.
Merci à François De Dieuleveult pour le fichier de simulation qui est extrait de son livre :