Qu'est-ce qu'un oscillateur RC ?
Un oscillateur RC utilise des composants électriques linéaires pour créer une onde sinusoïdale. Aux hautes fréquences, les oscillateurs fonctionnent comme des circuits LC accordés, mais aux basses fréquences, les condensateurs et les inductances du circuit électrique seraient assez volumineux. Cet oscillateur est préférable pour les applications basées sur les basses fréquences. L'oscillateur RC comprend un amplificateur ainsi qu'un circuit de rétroaction. La rétroaction connue sous le nom de déphasage peut être créée à l’aide de résistances et de condensateurs.
Principe de fonctionnement
Le circuit oscillateur RC utilise le réseau RC pour fournir le déphasage du signal de réponse dont il a besoin. Ces oscillateurs produisent une onde sinusoïdale propre pour une grande variété de charges et ont une fréquence élevée.
L'oscillateur RC de base utilisant un transistor est présenté ci-dessous. Le transistor de ce circuit est un élément actif de l'étage d'amplification. La tension d'alimentation V cc et résistances R 1 , R 2 , RC et R ET définir le point de fonctionnement DC de la région active du transistor.
C ET dans le circuit ci-dessus agit comme un condensateur de dérivation. Ici, les trois segments RC sont équivalents et R’ = R – hie représente la résistance finale de la section. Le « hie » représente la résistance du transistor, donc la résistance globale du réseau du circuit est « R ».
R. 1 et R 2 les résistances n'affectent pas le fonctionnement du circuit. La valeur minimale d'impédance disponible à partir du R ET -C ET Cette combinaison a également un effet minime sur le fonctionnement du courant alternatif.
La tension de bruit fait osciller le circuit lors de la mise sous tension. Un amplificateur avec un faible courant de base crée des courants de déphasage de 180 degrés dans l'amplificateur à transistor. Ce signal sera à nouveau déphasé de 180 degrés lorsqu'il répondra aux entrées de l'amplificateur. Pour un gain unité, les oscillations continueront.
L'utilisation d'un circuit alternatif analogique simplifie le circuit et donne la fréquence d'oscillation :
Si R c /R <<1;
À partir des équations ci-dessus, la modification des valeurs du condensateur et de la résistance modifie la fréquence d'oscillation.
Oscillateur RC avec amplificateur opérationnel
La figure ci-dessous montre un oscillateur avec un amplificateur opérationnel et trois des circuits RC en cascade utilisés comme circuits de rétroaction.
Étant donné que cet ampli opérationnel est inversé, son signal de sortie est à 180 degrés du signal d'entrée au niveau de la borne inverseuse. Le réseau de rétroaction RC ajoute 180 degrés de déphasage, provoquant des oscillations.
Résistances telles que R F et R 1 peut ajuster le gain d’un amplificateur opérationnel. Ajustez le gain de sorte que le gain du réseau de rétroaction et le gain de l'ampli-op soient légèrement supérieurs à 1 pour obtenir les oscillations souhaitées.
Un gain de circuit supérieur à 1 fait de ce circuit un oscillateur si l'ampli opérationnel a un gain supérieur à 29. La fréquence d'oscillation peut être obtenue à l'aide de l'équation suivante :
La condition d'oscillation peut être assurée avec A ≥ 29. Le gain de l'amplificateur peut être ajusté de manière à ce que les oscillations se produisent dans le circuit contrôlant R. 1 et R F .
Comment construire un circuit oscillateur RC ?
Pour la fréquence d'oscillation de 5 kHz, concevez un circuit oscillateur RC à trois étages avec des condensateurs de rétroaction de 2,5 nF. Dessinez l'oscillateur RC final. La sortie de fréquence de l'oscillateur RC est donnée par :
Pour calculer la résistance de rétroaction dans la configuration d'un ampli-op :
Le gain standard de l'ampli-op pour maintenir les oscillations est de 29 :
Le circuit de l'oscillateur RC sera le suivant :
Conclusion
Dans les oscillateurs RC, la fréquence peut être modifiée à l'aide de condensateurs ou de résistances. Cependant, les résistances restent fixes tandis que les condensateurs sont ajustés selon les besoins. Ils sont utilisés comme oscillateurs pour instruments de musique, générateurs de fréquence audio et récepteurs synchrones.