Oscillateur à quartz

[BastienBastien]

Bonjour à tous,

Je cherche à comprendre comment un oscillateur à quartz peut fonctionner.
J'ai trouvé des schémas (parallèle et série), mais j'ai du mal à les comprendre car je ne sais pas comment se comporte un quartz.
Ok, j'ai bien vu le modèle équivalent d'un quartz, c'est-à-dire RLC en // avec un C, mais ça ne m'aide pas grandement.

N'y a-t-il pas d'autre moyen, pour comprendre, que de sortir les équations à ralonge et avoir une approche très qualitative ?

Je voudrais bien avoir une approche (facile) comme avec l'oscillateur RC avec deux portes inverseuses, mais je crains que là ça ne soit pas possible (?).

Connaissez-vous un site qui explique son fonctionnement SIMPLEMENT ?

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[invite01fb7c33]

Que dire de plus pour avoir une représentation un peu plus physique, c'est une oscillation mécanique à la base. Le quartz est un composant piézo électrique qui se déforme s'il est soumis à une différence de potentiel entre deux de ces faces. C'est assez bien expliqué sur Wikipédia.

Extrait:
Lorsqu'il est soumis à un champ électrique, le quartz va se déformer par effet piézoélectrique inverse. Le champ électrique est appliqué par une différence de potentiel (ddp) dans deux électrodes placées dans le quartz. Lorsque le champ est coupé, le quartz va générer à son tour un champ électrique lorsqu'il va reprendre sa forme initiale, provoquant une ddp dans les électrodes. L'alternance de ces deux états, entretenue par un composant actif, va se stabiliser sur une des fréquences de résonance du quartz. Cette fréquence dépend essentiellement de la forme et des dimensions du quartz.

L'électronique autour du quartz apporte l'énergie qui permet d'entretenir cette vibration. La déformation mécanique du quartz stocke et restitue de l'énergie comme le ferait une inductance, les faces métallisées du quartz constituent un condensateur, vu de l'extérieur l'ensemble est assimilable à un circuit LC, ou L et C seraient très stable.

[invitea3c675f3]

Le quartz est un cristal piezoélectrique. C-à-d qu’une oscillation électrique est accompagnée d’une oscillation mécanique. Son équivalent électrique est un RLC série en parallèle avec une capa, mais il n'y a rien de tout ça à l’intérieur.

La particularité du quartz est la proximité en fréquence de ses deux régimes d’oscillation série et parallèle, ce qui fait que son impédance varie très rapidement entre ces deux fréquences.

Les oscillateurs linéaires fonctionnent avec un ampli rebouclé par un filtre. Si le gain total est inférieur à 1, toute oscillation s’amortit ; si le gain est exactement égal à 1 (et le déphasage de la boucle est nul) l’oscillateur va fonctionner exactement à la fréquence calculée ; si le gain est supérieur à 1, l’oscillateur est forcé et oscillera quelque part dans une plage proche du sommet du filtre.



Dans le pont de Wien, le feedback avec RC série et RC parallèle a un gain de 1/3 à la résonance et un Q autour de 0,3, ce qui fait que si l’ampli a un gain d’un peu plus de 3 (le trait d’axe vert, ce pont de Wien va osciller quelque part entre 500Hz et 1,5kHz. Pour avoir un pont de Wien précis en fréquence, il faut chiader le circuit de régulation d’amplitude pour forcer de gain de l’ampli exactement à 3V/V. On obtient alors un beau signal sinus.

Temp_1.jpg

Avec un quartz, pas ce soucis. Le filtre est tellement étroit qu’on sera très proche de la fréquence central, même avec un gain de boucle très supérieur à 1. Ça se voit dans la sortie de l’oscillateur à quartz qui est bien rarement une jolie sinusoïdale.

[f6bes]

Bonsoir,
Dans le BOITIER d'un quartz....y a pas grand chose.
Vue intérieure( ancien boitier)

http://f5zv.pagesperso-orange.fr/RAD...T/RM24T03.html
En "moderne" ...c'est scellé et indémontable.


Bonne soirée

[A voir en vidéo sur Futura]

[BastienBastien]

Hi,

Merci pour vos réponses. Pour répondre à fabang, j'ai déjà lu l'article wikipedia et comprends parfaitement tout ce qu'il a copy/pasté, sauf ceci :

"L'alternance de ces deux états, entretenue par un composant actif, va se stabiliser sur une des fréquences de résonance du quartz"

Pourquoi ça se stabilise sur la fréquence du quartz ?

EDIT : je crois que je viens de comprendre...
Maintenant, si j'en ai le courage et le temps, je vais tenter de formaliser mon approche, avec les grosses_arraignées_qui_font_pe ur, pardon, je voulais dire, les équations.

[f6bes]

Pourquoi ça se stabilise sur la fréquence du quartz ?

Bonjour à toi,
C'est le quartz qui "commande" à bord.
Si l'énergie que tu envoie au quartz n'est pas sur la F du quartz, ALORS le quartz décroche ou n'oscille plus...c'est génant.
Donc en fonctionnement c'est forcément sur la F du quartz (ou parfois des harmoniques).
Bonne journée