Générateur
de signaux carré dont la fréquence est commandé par
une tension
Chronogrammes
Nous décrivons dans cette
page le fonctionnement d'un générateur de signaux carré
dont la fréquence est commandé par une tension (VCO pour Voltage
controled oscillator). Ce circuit permet de constituer un oscillateur générant
des signaux carré d'une fréquence pouvant aller de 0.1 Hz à
quelques centaines de kHz.
Fonctionnement
Circuit A2
Lors de la mise sous tension du circuit A2, le bruit inévitablement présent en entrée de l'AOP A2 détermine la valeur de la tension en sortie de l'AOP; cette dernière atteint la valeur de saturation, ±15 V si l'AOP est alimenté avec +15V et -15V. Lorsque la tension est de + 15 V, le transistor T est commandé à l'état passant et c'est sa conduction qui influence le signe de la pente de l'évolution de V2 en fonction du temps comme nous le voyons ci après.
Circuit A1
C'est un circuit intégrateur avec une pente positive ou négative suivant que T est passant ou bloqué. Dans les 2 cas, v+ = Ve.(R/2)/(R+R/2)=Ve/3.
Fonctionnement
Circuit A2
Lors de la mise sous tension du circuit A2, le bruit inévitablement présent en entrée de l'AOP A2 détermine la valeur de la tension en sortie de l'AOP; cette dernière atteint la valeur de saturation, ±15 V si l'AOP est alimenté avec +15V et -15V. Lorsque la tension est de + 15 V, le transistor T est commandé à l'état passant et c'est sa conduction qui influence le signe de la pente de l'évolution de V2 en fonction du temps comme nous le voyons ci après.
Circuit A1
C'est un circuit intégrateur avec une pente positive ou négative suivant que T est passant ou bloqué. Dans les 2 cas, v+ = Ve.(R/2)/(R+R/2)=Ve/3.
- Quand T est bloqué, iR = (Ve-Ve/3)/(2.R) = Ve/(3.R). ic = iR et la tension V2 a donc une pente négative.
- Lorsque T est conducteur avec une résistance proche de zéro, on a : iR = Ve/R. On a toujours v- = Ve/3 et ic = - Ve/(3.R) et la tension V2 a alors une pente négative en fonction du temps.
La commande du transistor à
l'état passant ou bloqué dépend du signe de la tension
différentielle sur A2 comme on peut le voir sur les chronogrammes
ci-dessous.
Chronogrammes
Il vous reste à calculer
la fréquence en fonction des composants du circuit et montrer que
la fréquence dépend de Ve.
Remarque : lors de la simulation sur le logiciel spice de ce circuit, vous devez initialiser la tension aux bornes de la capacité à t = 0 pour que cette tension permette de faire démarrer l'oscillateur. L'initialisation s'obtient en plaçant IC = 10. IC s'obtient en double cliquant sur le symbole capacité et il signifie Initial Condition.
Remarque : lors de la simulation sur le logiciel spice de ce circuit, vous devez initialiser la tension aux bornes de la capacité à t = 0 pour que cette tension permette de faire démarrer l'oscillateur. L'initialisation s'obtient en plaçant IC = 10. IC s'obtient en double cliquant sur le symbole capacité et il signifie Initial Condition.