oscillateur colpitts émetteur commun

[fichter]

Bonjour à tous,

- un ampli Base Commune (non inverseur) : X1+X2+X3=0 (condition phase) , X2=-Go.X1 où Go= Gain en tension à vide
Colpitts BC.jpg
X1 et X3 de même nature, X2 de nature différente : Colpitts (X1, X3 : capas , X2: Inductance) , Hartley (X1, X3 : Inductances, X2: capa)


- un ampli Emetteur Commun (inverseur) : X1+X2+X3=0 (condition phase) , X2=Go.X1 (Go: Gain en tension à vide)
Colpitts EC.jpg
j'ai repris et fait dans le détail les calculs de multiplication des fct de transfert de l'ampli et de la chaine retour, et si je ne me trompes avec un bjt soit on a :
X1 et X2 de même nature, X3 de nature différente : Colpitts (X1, X2 : capas , X3: Inductance) , Hartley (X1, X2 : Inductances, X3: capa)
et dans le cas du Colpitts on doit avoir (si je ne me trompe) : C2 ≤ βC1

Or pour l'auteur ici avec son Colpitts à EC :
https://www.youtube.com/watch?v=eJLzeIhComo
prend les mêmes valeurs de condensateurs C1=C2=2nF ne respectant pas du tout l'atténuation du pont diviseur compensant le Gain de l'ampli, et pourtant ça oscille quand même ..... ??
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[DAT44]

Bonjour,
pour les condition d'oscillation, le gain s'adapte a la valeur des condensateurs et non l'inverse ...

[fichter]

Merci pour votre réponse, vous voulez dire que le gain en tension de l'ampli va s'adapter valeurs C1, C2 et L que j'aurais choisi ? Serait ce parce que l'impédance d'entrée du filtre chargeant l'ampli va varier avec ces 3 variables :
Théoriquement la charge de l'ampli est Rc//[C2//(L+C1)] ici j'ai remplacé Rc par Lc : Lc//[C2//(L+C1)] où Lc a une impédance nulle en polarisation et très grande à fo afin que la charge ne soit finalement que C2//(L+C1).

[DAT44]

Bonjour,
en remplacent Rc par une inductance Lc tu change compétemment la polarisation statique de l'ampli, la tension de collecteur est figé a VCC (6V) tu n'a plus d'amplification du signal en sortie ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[nornand]

bjr voir la chaine d'un cousin https://youtu.be/jX8m0Kg7qr4

[fichter]

En fait pour l'oscillateur à pont de Wien qui déphase pas et dont le filtre passe bande atténue de 1/3, il y a pas de choix : il faut un ampli non inverseur (à Aop) de gain en tension Av=3
Idem pour le réseau déphaseur dont le filtre passe Bas ou Haut d'ordre 3 qui atténue de 1/29 et déphase de 180° : il faut un ampli inverseur (à Aop) de gain Av=29

Maintenant en HF faut un bjt et là c'est difficile voir impossible de régler le gain en tension Av puisque ce dernier dépend de la charge qui elle-même dépend des valeurs du filtre en pi.
D'ailleurs je remarque que dans les formules on n'a plus une condition sur le gain en tension du style X2=Go.X1 mais une condition avec le gain en courant β du bjt du style C2=βC1 j'imagine du fait de la faible impédance d'entrée de l'ampli EC

Pour l'inductance choke moi non plus je comprenais pas, mais comme j'ai dit on choisit la self Choke Lc pour qu'à fo son impédance soit très grande. Or de même que si Rc>>Zefiltre on a Rc//Ze filtre =Ze filtre , de même avec si à fo ZLc>>Ze filtre on a ZLc//Ze filtre = Ze filtre , par contre comme Vcc=Vc il faut VRE=Vcc/2 donc RE grande mais on s'en fiche puisque l'ampli EC est découplé.

Et là sur la video à 17:40 https://youtu.be/jX8m0Kg7qr4 l'auteur insère directement son filtre entre le Collecteur et le masse Vcc pour le signal qui ne voit que le diviseur C3/(C3+C4) alors que la polarisation ne voit que ZL1=0. Et donc c'est ZL1 qui sert de self Choke, même si ayant à fo=837kHz : L3=5.7Ω , X3=25Ω , X4=120Ω je la trouve un peu faible sa Choke puisque la charge au Collecteur est L3//(X3+X4)=5.7Ω//145Ω≈5.6Ω ...
Quand au diviseur de tension X3/(X3+X4)=25/145≈1/6 ça signifie que le Gain de son BC >6.

Et quant à ma question de pourquoi dans un Ampli EC l'auteur prends C1=C2 alors que la formule impose C2 ≤ βC1 , j'ai l'impression que cette inégalité C2/C1≤β n'interdit pas C2=C1 puisque 1<β .
Donc au final je dirais qu'en pratique avec un Ampli EC on peut toujours choisir C2=C1 et on se contente selon la fréquence fo voulue d'obtenir L et Cequiv https://ekalk.eu/lc_fr.html et d'avoir alors C1=C2=2Cequiv

[fichter]

Pièce jointe 462118

En sortant ma calculatrice pour calculer les réactances à la valeur d'oscillation/résonnance du filtre j'ai fini par atteindre l'illumination :
Dans un LC en parallèle, à la résonnance ZL=-ZC et l'impédance équivalente Z=ZC*ZL/(ZC+ZL) → ∞ puisque ZC+ZL→0

Or c'est la condition de phase sur les réactances : XC1+XC2+XL=0 qui impose fo=1/2π√(LCeq) Ceq = C1 en série avec C2 où les parties imaginaires s'annulent
Sauf que le vrai paramètre au final c'est le rapport C2/C1 car ce qui va charger l'ampli EC c'est la charge XC2//(XL+XC1). Ainsi :
• si C1=C2 : la charge XC2//(XL+XC1) → ∞ , et on a alors Rc//∞=Rc et là le Gain de l'ampli est max A.B>>1 (signal plus très très sinusoïdal)
C1=C2=2Ceq , à fo : on a XL+XC1=-XC2 soit 2 branches d'impédances opposées en // d'où une et impédance de charge XC2//(XL+XC1) → ∞
• à l'inverse si C2>>C1 : la charge XC2//(XL+XC1) → 0 (par ex C2=10C1 suffit) , et on a alors Rc//0 = 0 et le gain de l'ampli chute à 0
à fo : Ceq ≈ C1 donc XC1≈-XL donc XL+XC1≈0 ça fait donc XC2 en // avec une impédance nulle donc la charge est bien nulle

Mes calculs dans 3 cas différents sont là :




Donc les calculs hyper lourds pour déboucher sur une condition de maintien d'amplitude X1≤βX2 où β≈200 me font un peu rire car au final c'est jamais un hasard si on choisit toujours en pratique X1≈X2 (et sans préciser pourquoi en plus).
Le pbme est le même pour le Base Commune, sauf qu'on a plus un C2 // (C1+L) mais une bobine en // avec 2 condo entre lesquels on prend la sortie vers l'Emetteur.
En fait pour l'EC plus C2 va s'éloigner de C1 plus le filtre va charger l'ampli et le gain chuter. Donc on peut ainsi se rapprocher de A.B=1 si on trouve le signal plus assez sinusoïdal.
Sinon avec C2=C1 et un filtre d'impédance infini le gain de l'ampli est simplement Av=(-β.Rc)/h11 et c'est tellement élevé qu'avec mes simulations sous Isis de Protéus l'oscillation est bien plus sinusoïdal avec un EC non découplé où Av=-Rc/RE

[fichter]

je suis désolé d'en rajouter une couche avec mes calculs à faire changer de trottoir, mais j'avais qu'à moitié raison sur l'impédance du filtre qui charge l'ampli en fct du rapport C2/C1 car j'avais oublié le calcul de la FT du filtre dans les 2 autres cas (C2>>C1 et C2=2C1)

En fait pour résumer le filtre étant un LC parallèle ou à fo : XL=-XCe
• si C1=C2=2Ce alors X1=X2=XCe/2 → XC2=-(XC1+XL) → 2 branches en // de valeur égales et opposées = impédance infinie chargeant le filtre
sauf que la FT du filtre est minimale à 1 : XC1/(XC1+XL)=-1 puisque XL=-2XC1

• si C2=20C1 alors C1≈Ce or XL=-XCe → X1=-XCe et là dans la branche L+C1 on a une impédance nulle , donc donc C2//(L+C1)=C2//0=0 (charge nulle)
Sauf que là, la FT est infini : XC1/(XC1+XL)→ -∞

Autrement dit avec 2 cas extrêmes on a :
à C2=C1 : un filtre qui est une charge d'impédance infinie (un vrai circuit bouchon de 2 réactances opposées) pour l'ampli mais dont la fct de transfert est minimale à l'unité
à C2>>C1 : un filtre qui est une charge d'impédance nulle (2 branches en // dont une a une impédance nulle) pour l'ampli mais dont la fct de transfert tend vers l'infini
Donc ça se compense, et au final la condition mathématique donnée par la formule C2≤β.C1 reste le seul critère valable. Ca m'a juste permis de comprendre ce qu'il se passe dans les 2 branches du filtre en fct du rapport des 2 capas

Voilà pour mes calculs finis :
Calcul AN.jpg


Et pour la simulsation sous ISIS :
Oscillateur simul Isis.jpg