Généralement, l'oscillateur est un dispositif électronique utilisé pour transformer l'énergie continue en énergie alternative avec une fréquence élevée où la fréquence varie de Hz à quelques MHz. Un oscillateur n'a besoin d'aucune source de signal extérieure, comme un amplificateur. En général, oscillateurs sont disponibles en deux types sinusoïdal et non sinusoïdal. Les oscillations générées par les oscillateurs sinusoïdaux sont des ondes sinusoïdales formées à une fréquence et une amplitude stables, tandis que les oscillations générées par des oscillateurs non sinusoïdaux sont des formes d'onde complexes telles que triangulaire, carrée et en dents de scie. Cet article traite donc d'un aperçu d'un transistor en tant qu'oscillateur ou oscillateur à transistor – travailler avec des applications.
Définir l'oscillateur à transistor
Lorsqu'un transistor agit comme un oscillateur avec une rétroaction positive appropriée, il est alors appelé oscillateur à transistor. Cet oscillateur génère des oscillations non amorties en continu pour toute fréquence souhaitée si les circuits de réservoir et de rétroaction y sont correctement connectés.
Schéma du circuit de l'oscillateur à transistor
Le schéma de circuit de l'oscillateur à transistor est illustré ci-dessous. En utilisant ce circuit, nous pouvons simplement expliquer comment utiliser un transistor comme oscillateur. Ce circuit est séparé en trois parties comme suit.
Circuit de réservoir
Le circuit de réservoir génère des oscillations qui sont modifiées avec le transistor et génère une sortie amplifiée du côté du collecteur.
Circuit amplificateur
Ce circuit est utilisé pour amplifier les minuscules oscillations sinusoïdales disponibles dans le circuit base-émetteur et la sortie est produite sous forme amplifiée.
Circuit de rétroaction
Le circuit de rétroaction est une section très importante dans ce circuit car, pour un amplificateur, il nécessite une certaine énergie pour amplifier au niveau du circuit de réservoir. Ainsi, l'énergie du circuit collecteur est renvoyée au circuit de base en utilisant le phénomène d'induction mutuelle. En utilisant ce circuit, l'énergie est renvoyée de la sortie à l'entrée.
Fonctionnement du transistor comme oscillateur
Dans le circuit oscillateur à transistor ci-dessus, le transistor est utilisé comme circuit CE (émetteur commun) où l'émetteur est commun aux bornes de base et de collecteur. Entre les bornes d'entrée de l'émetteur et de la base, un circuit de réservoir est connecté. Dans le circuit de réservoir, l'inductance et le condensateur sont connectés en parallèle pour générer des oscillations dans le circuit.
En raison des oscillations de tension et de charge dans le circuit de réservoir, le flux de courant à la borne de base fluctue, de sorte que la polarisation directe du courant de base change périodiquement, puis le courant de collecteur change également périodiquement.
Les oscillations LC sont de nature sinusoïdale, de sorte que les courants de base et de collecteur varient de manière sinusoïdale. Comme le montre le schéma, si le courant à la borne du collecteur change de manière sinusoïdale, la tension de sortie atteinte peut être simplement écrite sous la forme Ic RL. Cette sortie est considérée comme une sortie sinusoïdale.
Une fois que nous avons tracé un graphique entre le temps et la tension de sortie, la courbe sera sinusoïdale. Pour obtenir des oscillations en continu dans le circuit du réservoir, nous avons besoin d'énergie. Mais dans ce circuit, aucune source de courant continu ou batterie n'est disponible.
Nous avons donc connecté L1 et L2 inducteurs dans les circuits du collecteur et de la base à l'aide d'une tige en fer doux. Ainsi, cette tige connectera l'inductance L2 à l'inductance L1 en raison de son induction mutuelle. Une partie de l'énergie dans le circuit collecteur sera connectée au côté base du circuit. Ainsi, l'oscillation dans le circuit du réservoir est maintenue et amplifiée en continu.
Conditions d'oscillation
Le circuit de l'oscillateur à transistor doit suivre les étapes suivantes
- Le déphasage de la boucle doit être de 0 et 360 degrés.
- Le gain de boucle doit être >1.
- Si un signal sinusoïdal est une sortie préférée, un gain de boucle > 1 entraînera rapidement la saturation de l'o/p aux deux pics de forme d'onde et générera une distorsion inacceptable.
- Si le gain de l'amplificateur est> 100, l'oscillateur limitera les deux pics de forme d'onde. Pour répondre aux conditions ci-dessus, le circuit oscillateur doit inclure un certain type d'amplificateur, ainsi qu'une partie de sa sortie, qui doit être renvoyée à l'entrée. Pour conquérir les pertes dans le circuit d'entrée, nous utilisons le circuit de rétroaction. Si le gain de l'amplificateur est <1, alors le circuit oscillateur n'oscillera pas et s'il est > 1, alors le circuit oscillera et générera des signaux déformés.
Types d'oscillateur à transistor
Il existe différents types d'oscillateurs disponibles, mais chaque oscillateur a la même fonction. Ils génèrent donc une sortie continue non amortie. Mais, ils changent en fournissant de l'énergie au circuit oscillatoire ou réservoir pour répondre aux plages de fréquences ainsi qu'aux pertes sur lesquelles ils sont utilisés.
Les oscillateurs à transistors qui utilisent des circuits LC comme circuits oscillants ou réservoirs sont extrêmement populaires pour produire des sorties haute fréquence. Les différents types d'oscillateurs à transistors sont décrits ci-dessous.
Oscillateur Hartley
L'oscillateur Hartley est un type d'oscillateur électronique utilisé pour déterminer la fréquence d'oscillation via un circuit accordé. La principale caractéristique de cet oscillateur est que le circuit accordé comprend un seul condensateur connecté en parallèle à travers deux inductances en série et le signal de retour nécessaire à l'oscillation est obtenu à partir de la connexion centrale des deux inductances. L'oscillateur Hartley convient aux oscillations dans la gamme RF jusqu'à 30 MHz. Pour en savoir plus sur cet oscillateur, cliquez ici - Oscillateur Hartley.
Oscillateur à cristal
L'oscillateur à cristal de transistor est applicable dans différents domaines de l'électronique ainsi que de la radio. Ces types d'oscillateurs jouent un rôle clé dans la fourniture d'un signal CLK bon marché à utiliser dans un circuit logique ou numérique. Dans d'autres exemples, cet oscillateur peut être utilisé pour fournir une source de signal RF constante et précise. Ces oscillateurs sont donc fréquemment utilisés par les radioamateurs ou les radioamateurs dans les circuits d'émetteurs radio, là où ils peuvent être les plus efficaces. Pour en savoir plus sur cet oscillateur, cliquez ici - Oscillateur à cristal.
Oscillateur de Colpitt
L'oscillateur Colpitts est tout à fait opposé à l'oscillateur Hartley, sauf que les inductances et les condensateurs sont remplacés les uns par les autres dans le circuit du réservoir. Le principal avantage de ce type d'oscillateur est qu'en raison de moins d'inductance mutuelle et d'auto-inductance dans le circuit de réservoir, la stabilité de fréquence de l'oscillateur est améliorée. Cet oscillateur génère de très hautes fréquences à partir de signaux sinusoïdaux. Ces oscillateurs ont une stabilité à haute fréquence et peuvent supporter des températures basses et élevées. Pour en savoir plus sur cet oscillateur, cliquez ici - Oscillateur Colpitts
Oscillateur de pont de Vienne
L'oscillateur de pont de Wien est un oscillateur de fréquence audio fréquemment utilisé en raison de ses caractéristiques importantes. Ce type d'oscillateur est exempt de fluctuations ainsi que de la température ambiante du circuit. Le principal avantage de ce type d'oscillateur est que la fréquence passe de 10 Hz à 1 MHz. Ce circuit oscillateur donne donc une bonne stabilité de fréquence. Pour en savoir plus sur cet oscillateur, cliquez ici - Oscillateur à pont de Vienne.
Oscillateur à décalage de phase
L'oscillateur à déphasage RC est un type d'oscillateur lorsqu'un simple réseau RC est utilisé pour fournir le déphasage nécessaire vers le signal de retour. Semblable à l'oscillateur Hartley & Colpitts, cet oscillateur utilise un réseau LC pour fournir la rétroaction positive requise. Cet oscillateur a une stabilité de fréquence exceptionnelle et génère des ondes sinusoïdales pures sur une large gamme de charges. Pour en savoir plus sur cet oscillateur, cliquez ici - Oscillateur à déphasage RC
Gammes de fréquences de différents oscillateurs à transistors sommes:
- pont de Vienne (1Hz à 1MHz),
- oscillateur à déphasage (1Hz à 10MHz),
- Oscillateur Hartley (10kHz à 100MHz),
- Colpitts (10kHz à 100MHz) &
- oscillateur à résistance négative> 100 MHz
Oscillateur à transistor utilisant un circuit résonant
Un oscillateur à transistor utilisant un circuit résonant comprenant une inductance et un condensateur dans une série générera des oscillations de fréquence. Si une inductance est doublée et que le condensateur sera changé en 4C, alors la fréquence est donnée par
L'expression de fréquence ci-dessus est utilisée pour la fréquence des oscillations LC dans un circuit LC en série. Après cela, en trouvant les deux fréquences comme le rapport f1 et f2, et en remplaçant les changements dans les valeurs d'inductance et de capacité, la fréquence «f2» peut être trouvée en termes de «f1».
Le rapport des deux fréquences (f1&f2)
Ici, 'L' est doublé et 'C' est changé en 4C
Remplacez ces valeurs dans l'équation ci-dessus, alors nous pouvons obtenir
Si nous trouvons la fréquence 'f2' en fonction de la fréquence 'f1', nous pouvons obtenir l'équation suivante 
Applications
La applications d'un transistor comme oscillateur inclure les éléments suivants.
- Un oscillateur à transistor est utilisé pour générer des oscillations constantes non amorties pour toute fréquence souhaitée si les circuits oscillatoires et de rétroaction y sont correctement connectés.
- L'oscillateur de pont Wien est très utilisé dans les tests audio, les tests de distorsion des amplificateurs de puissance et également utilisé pour l'excitation du pont AC.
- L'oscillateur Hartley est utilisé dans les récepteurs radio.
- L'oscillateur de Colpitt est utilisé pour générer des signaux de sortie sinusoïdaux avec des fréquences extrêmement élevées.
- Ceux-ci sont largement utilisés dans l'instrumentation, les ordinateurs, les modems, les systèmes numériques, la marine, les systèmes à boucle à verrouillage de phase, les capteurs, les lecteurs de disque et les télécommunications.
Ainsi, il s'agit de un aperçu du transistor oscillateur - types et leurs applications. Voici une question pour vous, quelle est la fonction d'un oscillateur ?
