Oscillateur Colpitts

L'oscillateur Colpitts, découvert par Edwin H. Colpitts, est l'une des nombreuses configurations envisageables d'oscillateur électronique.



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  • Cette fréquence correspond à la fréquence ou l'impédance de Cbe est égale... un oscillateur Colpitts avec une capacité d'accord C (pF) = 10000/F (MHz).... Cet oscillateur s'adapte à l'ensemble des fréquences comprises entre 3, 5 et 14 MHz.... (source : oernst.f5lvg.free)
  • La figure 1 représente un oscillateur de type Colpitts dans lequel la... La figure 4 illustre la caractéristique impédance - fréquence d'un quartz..... et Ce entre les limites E et la masse, comme dans un oscillateur Colpitts classique.... (source : freepatentsonline)
  • ... Il existe plusieurs types d'oscillateur Colpitts.... mais on ne saura rien dire dessus, si ce n'est la fréquence d'oscillation.... Ici ce qui me perturbe c'est le condensateur entre l'émetteur et le collecteur du transistor.... faire une adaptation d'impédance et une transformation de tension.... (source : forums.futura-sciences)

L'oscillateur Colpitts, découvert par Edwin H. Colpitts, est l'une des nombreuses configurations envisageables d'oscillateur électronique. Ses principaux atouts résident dans sa simplicité de mise en place mais aussi 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, alors que dans celle de Hartley, la fréquence est déterminée par deux inductances et un condensateur.

Exemple de montage

Le schéma suivant se base sur un transistor NPN monté en polarisation par base commune. Sa fréquence est d'environ 50 MHz.

Oscillateur colpitts 1.jpg

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

Formules

La fréquence parfaite 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 ) }}

Il existe une version simplifiée (Attention, C est en µF, L en µH et f en MHz !)  : 
f_0 = {09 \over \sqrt {L_1 \cdot \left (C \right) }}


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

Analyse

Une méthode d'analyse d'oscillateur est de déterminer l'impédance d'entrée d'un port d'entrée en négligeant l'ensemble des composants réactifs. Si l'impédance rapporte la limite de la résistance négative, l'oscillation est envisageable. 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 d'origine, les parasites des éléments et les non-linéarités de système 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 envisageable.

En ignorant la bobine, l'impédance d'entrée peut être écrite ainsi : Z_{in} = \frac{v_1}{i_1} Dans cet exemple, v1 est la tension d'entrée et i1 est le courant d'entrée. La tension v2 est donnée par v2 = i2Z2

Z2 est l'impédance de C2. Le courant reçu par C2 est i2 qui est la somme de deux courants : i2 = i1 + is

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

gm est la transconductance du transistor. Le courant d'entrée i1 est donné par i_1 = \frac{v_1 - v_2}{Z_1}

Z1 est l'impédance de C1. Zin = Z1 + Z2 + gmZ1Z2

L'impédance d'entrée apparaît comme deux condensateurs en série avec une limite intéressante, le Rin qui est proportionnel au produit des deux impédances : Rin = gmZ1Z2

Si Z1 et Z2 sont complexes et ont le même symbole, Rin sera une résistance négative. Si l'impédance pour Z1 et Z2 se substituent, Rin est R_{in} = \frac{-g_m}{\omega ˆ 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

Notes


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