Oscillateur analogique type Colpitts

[LTHOMAS]

Bonjour à tous,

J'essaye actuellement de mettre au point une sorte de capteur de proximité inductif. Pour cela je me base sur le schéma d'une note d'application ci-jointe. J'ai réalisé le montage de l'oscillateur (le reste ne m'intéresse pas trop) afin de réaliser quelques essais, j'ai changé quelques valeurs (voir schéma ci-joint). J'ai calculé la fréquence de sortie à l'aide de l'équation 1 de la note d'appli puis vérifié sur mon montage, c'est ok, néanmoins j'observe une petite saturation du signal lors des alternances positives (voir oscillo ci-joint).

Je n'ai pas trop l'habitude de mettre au point ce genre de montages, je ne sais pas quelle démarche adopter pour étudier le montage. J'ai donc essayé d'étudier théoriquement le fonctionnement, étude du point de polarisation (voir doc ci-joint) puis réalisation du schéma petits signaux (qui met en évidence l'amplificateur et le filtre déphaseur), mais je suis très vite bloqué, je ne sais pas par où continuer.

Ce que j'aimerais faire :

- Redémontrer la formule de la fréquence d'oscillation (équation 1 de la note d'appli)
- Calculer l'amplitude de la sinusoïde de sortie Voutosc
- Connaitre les conditions d'oscillation (selon les valeurs des composants l'oscillateur ne démarre pas forcément...)


Merci d'avance pour votre aide...

Thomas

PJ :

AN2679.pdf

etude_oscillateur.pdf

IMGP4224.jpg
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[azad]

Ton signal commence a saturer à 5V et ton alim est de 5V !! Tu devrais en déduire des choses....

[louloute/Qc]

Le Colpitts n’est pas un oscillateur particulièrement bon côté distorsion.

Il est sympa pace qu’on peut le faire marcher avec un quartz ou un L-C, mais si on cherche à réduire sa distorsion ou le faire marcher le plus près possible de la fréquence de résonnance du LC ou du quartz, il risque de ne plus démarrer.

[Tropique]

Ce que j'aimerais faire :

- Redémontrer la formule de la fréquence d'oscillation (équation 1 de la note d'appli)

Facile: il faut isoler du circuit les composants réactifs participant à la résonance et incorporer leur valeur équivalente dans la formule de Thomson.

- Calculer l'amplitude de la sinusoïde de sortie Voutosc

Beaucoup, beaucoup plus difficile. En fait, presque impossible à priori s'il n'y a pas soit un mécanisme d'asservissement type AGC, soit une limite de saturation. Ici, c'est la tension d'alim

- Connaitre les conditions d'oscillation (selon les valeurs des composants l'oscillateur ne démarre pas forcément...)

voir théorie archi-classique:
http://www.oumnad.123.fr/Electroniqu...cillateurs.pdf

[A voir en vidéo sur Futura]

[LTHOMAS]

Merci à tous !

- Ok pour la fréquence.

- Ok pour les conditions d'oscillation, je ne redémontre pas la formule... mais comment déterminer hfb ? (il me semble que c'est Ic / Ie mais en statique ou en dynamique ?)

- Je me suis à présent placé avant la limite de saturation en ajustant R6, j'ai une amplitude càc de 4V avec une belle sinusoïde. Lorsque j'approche du métal de la bobine, son impédance augmente (pertes par courants de foucault) et l'amplitude du signal diminue jusqu'à l'arrêt des oscillations, mon capteur de proximité fonctionne bien. C'est dommage qu'il ne soit pas possible de déterminer l'amplitude de sortie (ou peut être une approximation à l'aide d'une boucle dans un programme de calcul, je ne sais pas ?), car j'aurais pu déterminer les variations des caractéristiques de la bobine au RLCmètre en fonction de la proximité de l'objet à détecter pour ensuite ajuster les valeurs de l'oscillateur pour obtenir la meilleure dynamique en amplitude afin de pouvoir capter loin.

La mise au point reste délicate, l'étude aussi. Maintenant si vous avez d'autres conseils ou docs avec des explications détaillées je suis preneur.

Merci

Thomas

[Tropique]

- Ok pour les conditions d'oscillation, je ne redémontre pas la formule... mais comment déterminer hfb ? (il me semble que c'est Ic / Ie mais en statique ou en dynamique ?)

En dynamique évidemment, précisément à la fréquence d'oscillation

- Je me suis à présent placé avant la limite de saturation en ajustant R6, j'ai une amplitude càc de 4V avec une belle sinusoïde. Lorsque j'approche du métal de la bobine, son impédance augmente (pertes par courants de foucault) et l'amplitude du signal diminue jusqu'à l'arrêt des oscillations, mon capteur de proximité fonctionne bien. C'est dommage qu'il ne soit pas possible de déterminer l'amplitude de sortie (ou peut être une approximation à l'aide d'une boucle dans un programme de calcul, je ne sais pas ?), car j'aurais pu déterminer les variations des caractéristiques de la bobine au RLCmètre en fonction de la proximité de l'objet à détecter pour ensuite ajuster les valeurs de l'oscillateur pour obtenir la meilleure dynamique en amplitude afin de pouvoir capter loin.

Si bien sur, on sait toujours tout faire; en se basant sur la caractéristique exponentielle du transistor, et en tenant compte de tous les effets de second ordre, genre Early, on peut arriver à le calculer analytiquement, mais il faut de très bonnes raisons pour le faire, parce que c'est extrêmement lourd.
On peut aussi le faire de manière graphique, à partir de la compression du gain, c'est ce qui était fait avant l'avènement des simulateurs.
Maintenant, le plus simple est la simulation: soit à visée purement "pratique", soit avec des objectifs plus généraux, en incorporant des équations dans le programme, à côté de la simulation purement itérative.
On peut arriver à une fidélité excellente par rapport à la réalité, à condition que les composants clés soient bien modélisés

[LTHOMAS]

Ok merci beaucoup pour ces infos.