Nous avons différents types d'oscillateurs disponibles en fonction de leurs caractéristiques et fonctionnalités. Mais en cela, les oscillateurs les plus utilisés sont les oscillateurs à cristal, Oscillateur Hartley , Oscillateur Dynatron, oscillateurs RC, etc. L'objectif principal de ces oscillateurs est de générer des oscillations de fréquence stables en continu et fréquemment. Parmi tous les différents types d’oscillateurs à quartz de l’oscillateur, on trouve une excellente stabilité de fréquence. Ils peuvent générer les oscillations à la fréquence de résonance sans aucune distorsion et même l'effet de température est très faible dans l'oscillateur à cristal en raison de la caractéristique unique du matériau du cristal. Le Oscillateur à cristal utilise le principe de effet piézoélectrique pour générer des oscillations de fréquence. À la fin de cet article, nous allons acquérir des connaissances sur la définition, le diagramme et les applications de l'oscillateur de perçage.
Qu'est-ce qu'un oscillateur Pierce?
C'est un type de oscillateur électronique particulièrement utilisé dans les oscillateurs à cristal pour créer une fréquence stable d'oscillations en utilisant le principe de l'effet piézoélectrique. En raison du coût, de la taille, de la complexité et de la puissance par rapport aux oscillateurs standard, ceux-ci sont largement préférés dans la plupart des solutions et dispositifs embarqués pour créer des oscillations de fréquence stables. Un oscillateur de perçage simple a les composants suivants comme un numérique onduleur , résistance, deux condensateurs et un cristal de quartz .
Circuit de l'oscillateur Pierce
La figure 1 suivante montre le schéma d'oscillateur de perçage simple et la figure 2 montre le schéma de circuit simplifié d'un oscillateur de perçage. Dans le circuit ci-dessus, X1 indique le dispositif à cristal, la résistance R1 comme résistance de rétroaction, U1 est un inverseur numérique, C1 et C2 sont les condensateurs connectés en parallèle. Ceux-ci relèvent de la partie conception.
schéma-circuit-oscillateur-percer
Opération
La résistance de rétroaction R1 sur la figure 1 consiste à créer un onduleur linéaire en chargeant la capacité d'entrée de l'onduleur à partir de la sortie de l'onduleur et si l'onduleur est idéal, alors avec une impédance d'entrée infinie et des valeurs d'impédance de sortie nulles. Avec cela, les tensions d'entrée et de sortie doivent être égales. Par conséquent, l'onduleur fonctionne dans la région de transition.
schéma simplifié de l'oscillateur à percer
- L'onduleur U1 assure le déphasage de 180 ° dans la boucle.
- Les condensateurs C1 et C2, cristal X1, fournissent ensemble un déphasage supplémentaire de 180 ° à la boucle pour satisfaire les critères de déphasage de Barkhausen pour les oscillations.
- En général, les valeurs C1 et C2 sont choisies égales.
- Sur la figure 1 de l'oscillateur Pierce, le cristal X1 est un mode parallèle avec C1 et C2 pour travailler dans la région inductive. C'est ce qu'on appelle le cristal parallèle.
Pour générer les oscillations à une fréquence de résonance, le circuit oscillateur doit satisfaire les deux conditions appelées critères de Barkhausen. Elles sont:
- La valeur d'amplitude du gain de boucle doit être égale à l'unité.
- Le déphasage autour de la boucle doit être de 360 ° ou 0 °.
Si l'oscillateur satisfait aux deux conditions ci-dessus, elles seules peuvent être un oscillateur digne. Ici, cet oscillateur satisfait les deux conditions de Barkhausen ci-dessus par la boucle du circuit et l'utilisation d'un onduleur.
Applications
Le applications de l'oscillateur de perçage inclure les éléments suivants.
- Ces oscillateurs sont applicables dans les solutions embarquées et dans les dispositifs à boucle à verrouillage de phase (PLL).
- Dans les microphones, les dispositifs à commande vocale et les dispositifs qui convertissent l'énergie sonore en énergie électrique dans ces dispositifs, ceux-ci sont préférés en raison de son excellent facteur de stabilité de fréquence.
- En raison de son faible coût de fabrication, il est utile dans la plupart des applications électroniques grand public.
Ainsi, Oscillateur Pierce est un oscillateur largement utilisé dans les solutions embarquées et certains appareils en raison de sa simple réalisation de circuits, de sa fréquence de résonance stable. Aucun paramètre ne peut affecter sa fréquence de résonance. Ainsi, il peut générer les fréquences constantes des oscillations. Mais dans quelques onduleurs numériques, le délai de propagation est trop petit. Nous devons donc considérer ceux qui n’ont pas le plus de délai de propagation.
