Oscillateur Colpitts

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L’oscillateur Colpitts, inventé par Edwin H. Colpitts, est l'une des nombreuses configurations possibles d'oscillateur électronique. Ses principaux atouts résident dans sa simplicité de mise en place ainsi que dans sa robustesse.

L'oscillateur de Colpitts est le dual de l'oscillateur Hartley. Dans la configuration de Colpitts, la fréquence d'oscillation est déterminée par deux condensateurs et une inductance, tandis que dans celle de Hartley, la fréquence est déterminée par deux inductances et un condensateur.

Exemple de montage[modifier | modifier le code]

Le schéma suivant se base sur un transistor NPN monté en polarisation par base commune. Sa fréquence est d'environ 58 MHz.

Oscillateur colpitts 1.jpg

L'usage d'un transistor bipolaire est un exemple, un JFET ou MOSFET peut convenir, pourvu qu'il possède une bande passante suffisante.

Formules[modifier | modifier le code]

La fréquence idéale d'oscillation est donnée par la formule suivante :  f_0 = {1 \over 2 \pi \sqrt {L_1 \cdot \left ({ C_1 \cdot C_2 \over C_1 + C_2 }\right ) }}

Ou, simplifiée : 
f_0 = {0.159 \over \sqrt {L_1 \cdot C }}


C = { C_1 \cdot C_2 \over C_1 + C_2 }

Analyse[modifier | modifier le code]

Oscillateur de Colpitts.

Une méthode d'analyse d'oscillateur est de déterminer l'impédance d'entrée d'un port d'entrée en négligeant tous les composants réactifs. Si l'impédance rapporte la limite de la résistance négative, l'oscillation est possible. Cette méthode sera employée ici pour déterminer des conditions de l'oscillation et de la fréquence de l'oscillation. Cette configuration modèle le circuit de collecteur commun dans la section ci-dessus. Pour l'analyse initiale, les parasites des éléments et les non-linéarités de dispositif seront ignorés. Ces limites peuvent être incluses plus tard dans une analyse plus rigoureuse. Même avec ces approximations, la comparaison acceptable avec des résultats expérimentaux est possible.

En ignorant la bobine, l'impédance d'entrée peut être écrite ainsi : Z_{in} = \frac{v_1}{i_1} Dans cet exemple, v_1 est la tension d'entrée et i_1 est le courant d'entrée. La tension v_2 est donnée par v_2 = i_2 Z_2

Z_2 est l'impédance de C_2. Le courant reçu par C_2 est i_2 qui est la somme de deux courants : i_2 = i_1 + i_s

i_s est le courant reçu par le transistor. i_s est un courant dépendant déterminé par : i_s = g_m \left ( v_1 - v_2 \right )

g_m est la transconductance du transistor. Le courant d'entrée i_1 est donné par i_1 = \frac{v_1 - v_2}{Z_1}

Z_1 est l'impédance de C_1. Z_{in} = Z_1 + Z_2 + g_m Z_1 Z_2

L'impédance d'entrée apparaît comme deux condensateurs en série avec une limite intéressante, le R_{in} qui est proportionnel au produit des deux impédances : R_{in} = g_m Z_1 Z_2

Si Z_1 et Z_2 sont complexes et ont le même symbole, R_{in} sera une résistance négative. Si l'impédance pour Z_1 et Z_2 se substituent, R_{in} est R_{in} = \frac{-g_m}{\omega ^ 2 C_1 C_2}

Si un condensateur est relié à l'entrée, le circuit oscillera si l'importance de la résistance négative est plus grande que l'impédance du condensateur et de n'importe quels éléments parasites. La fréquence de l'oscillation est comme indiquée dans la section précédente.

Cet article est une traduction partielle de l'article de la wikipédia anglophone

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]