oscillateur à base d'une résistance négative

[invite3d47444f]

Bonjour,
Je suis en train de travailler sur un sujet des oscillateurs et je veux savoir si possible l’influence de la résistance négative sur le signal de sortie des oscillateurs.
Par exemple si j’effectue une simulation d’un circuit RLC simple et après j’ajoute un circuit résistance négative qu’il est la différence que je peux remarquer.
De plus qu’ils sont les caractéristiques que je dois prendre en considération dans la construction d’un circuit oscillateur à part la fréquence d’oscillation.
Merci
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[invite6a6d92c7]

Bonjour!

Prends le problème à l'envers: étudie d'abord (théoriquement) un circuit LC, avec une bobine et un condensateur idéaux donc, puis un circuit RLC, plus réaliste, ou tu ajoutes une résistance. Compare-les: que constates-tu comme différences? Quel est le meilleur circuit pour faire un oscillateur? Tu vas rapidement comprendre! Tu as un simulateur à ta disposition? C'est un précieux outil pédagogique... J'utilise (à l'instant d'ailleurs) LTSpice, qui est très performant et... Gratuit.

Je suppose que ça a un rapport avec tes cours mais il faudrait que tu nous dise à quel niveau scolaire tu te situes (terminale? supérieur?...), car à mesure qu'on avance, on utilise des modèles de plus en plus complexes - mais de plus en plus fidèles. Si tu es dans le supérieur ou que tu veux étudier les oscillateurs RLC avec ces exigences, tu dois aussi t'intéresser au facteur de qualité ou au coefficient d'amortissement, qui sont liés par la relation "l'un = 1/(2*l'autre)!" ça a justement un rapport avec les pistes que je t'ai proposées au début, ça doit donc avoir un rapport avec la résistance du circuit...

Parce que tu le sais peut-être déjà mais il ne suffit pas d'assembler une bobine, un condensateur et une résistance pour que ça oscille, même pendant un temps court. En fait ça peut fonctionner dans trois régimes différents; on peut avoir une approche physique (avec des paramètres comme la résistance critique, le facteur de qualité et le taux d'amortissement) ou une approche mathématique (équations différentielles du second ordre, plus simples à résoudre dans le domaine de Laplace) et les deux se rejoignent. C'est un vaste sujet!

[invite3d47444f]

bonjour,
j'ai essayé de réaliser un circuit LC pour une frequence de 250Hz (schéma ci joint) mais le probléme est que lorsque je lance la simulation je voix un signal constant.

[Tropique]

bonjour,
j'ai essayé de réaliser un circuit LC pour une frequence de 250Hz (schéma ci joint) mais le probléme est que lorsque je lance la simulation je voix un signal constant.

Tu m'étonnes: un circuit uniquement passif peut juste continuer à osciller après l'impulsion initiale, à condition qu'il soit sans perte, ce qui n'existe que dans un simulateur ou certains labos suffisamment équipés.
Dans la réalité, il faut de la circuiterie active autour, qui synthétise une résistance négative comme tu l'as remarqué. Ce n'est pas limité aux oscillateurs qui créent une résistance négative explicite: tous, y compris le Colpitts des familles le font; c'est juste moins apparent que quand on vient brancher le dipôle en question aux bornes du circuit résonant, mais c'est toujours le cas.
Si tu vas voir dans la schémathèque de Futura, tu trouveras un ou deux exemples de résistances négatives utilisables dans le cadre d'un oscillateur

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3d47444f]

mon grand probléme est au niveau de simulation, lorsque je lance les simulations des cicruits oscillateurs ils ne marchent pas.
de plus j'aimerai commancer les simulations du montage du filtage avant d'ajouter le montage de la résistance négative

[invite6a6d92c7]

C'est normal: en fait, un circuit ne peut pas osciller tout seul, ce n'est qu'une question de stabilité... Et dans le monde parfait des simulateurs, tous les circuits sont plus ou moins stables! Un circuit stable, lorsqu'on lui applique un transitoire (une variation) en entrée, il revient à l'équilibre naturellement, plus ou moins vite. Un circuit instable, lui, il va amplifier cette variation et, si on est malin et qu'on lui apporte l'énergie qu'il perd, on peut le faire osciller en régime harmonique!

Un exemple: prends une masse au bout d'un bâton rigide, une louche par exemple. Tiens l'extrémité libre du bâton dans une main, la masse se trouvant en dessous: le système est à l'équilibre puisqu'il ne bouge pas, la masse reste à la verticale et c'est tout. Maintenant, avec ton autre main, applique une variation: tu prends la masse de la louche, et tu la décales un peu sur le côté: tu fournis de l'énergie au système puisque tu élèves une masse, tu lui confères donc de l'énergie potentielle. Maintenant, lâche la masse en tenant toujours l'autre extrémité du manche: la masse va revenir dans sa position initiale, soit directement, soit en oscillant un peu autour de celle-ci, mais elle va finir par y revenir. C'est un système stable. Maintenant, tiens la louche à l'envers: la masse en haut, l'extrémité libre en bas. Tu te débrouilles pour que ce soit bien vertical et que ça ne tombe pas d'un côté ou de l'autre. Le système est à l'équilibre, d'accord? Il ne bouge pas. Applique une variation en entrée: tu pousses un peu la louche. Que se passe-t-il? Elle se casse la g***le d'un côté très rapidement et va se remettre dans la position décrite tout à l'heure: la masse en bas, ta main qui tient l'extrémité libre en haut, soit en une fois, soit en oscillant autour de cette position.

Ce que je veux dire par là, c'est que même un système instable peut THÉORIQUEMENT rester en "équilibre instable", et c'est ce que tu as constaté avec ton simulateur. Dans la "vraie vie", ta louche ne restera pas bien longtemps "à l'envers" avec la masse en haut, dès qu'il va y avoir un coup de vent ou qu'on va te bousculer ou que tu vas bouger...etc, elle va tomber et peut-être se mettre à osciller autour du point d'équilibre. Mais dans un monde imaginaire? Elle peut y rester un an s'il le faut. Un simulateur est par définition "parfait", et aucune contrainte extérieure ne viendra perturber ton équilibre, même instable, si tu ne la crées pas. C'est pour ça que tes oscillateurs n'oscillent pas: pour démarrer, il leur faut une impulsion extérieure, qui vient (en général) tout naturellement dans le cas d'un oscillateur réel, mais doit être créée en simulation...




Je reviens sur ce que Tropique t'a dit. Notre louche mise "à l'envers" avait une certaine quantité d'énergie potentielle puisque tu l'as soulevée pour la mettre dans cette position. Et tu as appliqué une impulsion pour faire démarrer les oscillations. Là il n'y a ni l'un ni l'autre: pas d'énergie, et pas d'impulsion. Ca ne peut pas osciller! Essaye de mettre le même circuit en série avec une source de tension continue, qui se chargera à la fois de l'apport énergétique et du transitoire (à t=0, elle vaut 0V, puis passe brutalement à une valeur que tu auras choisie: c'est un échelon de tension).

Regarde ce que ça donne! D'avance, quelques questions: qu'est-ce que ça change par rapport au circuit où la source de tension est absente? Est-ce que le montage oscille? Si oui, est-ce qu'il oscille bien et durablement dans le temps? Maintenant, ajoute une résistance en série dont tu feras varier la valeur. Qu'est-ce qui a changé? Est-ce que la valeur de la résistance a une influence sur le MODE de fonctionnement?




Bon dimanche à tous!

[invite6a6d92c7]

J'oubliais: avec LTSpice, et je pense que c'est pareil avec les autres, pour que la manipulation marche, tu dois cocher un paramètre du genre "démarrer les sources de tension externes à 0", afin que tous les condensateurs soient déchargés à l'état initial. Sinon ça ne marche pas...