Qu’est-ce qu’un oscillateur ?
Un oscillateur est un circuit qui utilise des circuits électroniques pour générer un signal de courant alternatif soutenu.
Il est également appelé oscillateur ou circuit d’oscillation. Il existe plusieurs types de circuits oscillateurs, notamment les circuits oscillateurs RC qui combinent une résistance (R) et un condensateur (C), les circuits oscillateurs utilisant un cristal ou un résonateur en céramique, et les circuits oscillateurs LC qui combinent une bobine (L) et un condensateur (C) et utilisent leur résonance, en fonction de l’utilisation.
Utilisations des oscillateurs
Les oscillateurs sont utilisés pour obtenir les fréquences d’émission et de réception dans les équipements de radiodiffusion et de communication. Dans le domaine de la radiodiffusion, les informations du programme modulées sur des ondes radio d’une fréquence donnée sont transmises, et le récepteur reçoit des ondes radio de cette fréquence pour reproduire le contenu du programme, de sorte que les oscillateurs sont des circuits importants à la fois pour l’émetteur et le récepteur.
De même, dans le domaine des communications, les informations peuvent être échangées en transmettant à une fréquence fixe et en s’accordant à cette fréquence au niveau du récepteur. Dans les circuits numériques, y compris les microprocesseurs, l’horloge système joue un rôle important dans la synchronisation des circuits logiques, et les oscillateurs sont utilisés comme source de fréquences stables sur lesquelles l’horloge système est basée.
De plus, la source sonore d’un instrument de musique électronique forme également le timbre de l’instrument sur la base du signal de l’oscillateur.
Principe de l’oscillateur
Les circuits oscillateurs, qui sont la source des oscillateurs, comprennent les oscillateurs RC, qui combinent un filtre passe-bande et un circuit d’amplification à rétroaction pour produire des ondes sinusoïdales dans la gamme des basses fréquences, ainsi que les circuits oscillateurs LC et les circuits oscillateurs à cristaux, qui utilisent le phénomène de résonance pour produire des ondes sinusoïdales dans la gamme des hautes fréquences. Cette section décrit principalement les circuits d’oscillateurs à cristaux.
1. Unités à quartz
Le quartz est un élément de réactance pure qui ne présente pratiquement aucune perte en termes de caractéristiques électriques. Sa réactance n’est inductive (caractéristique d’une bobine) que dans une gamme de fréquences très étroite, de sorte que si un condensateur est connecté au cristal, la fréquence de résonance est déterminée dans cette gamme de fréquences.
Dans la configuration typique des oscillateurs de Colpitts, si la bobine est remplacée par un cristal de quartz, l’oscillation ne se produit que dans la plage étroite où le cristal est inductif.
2. Cristaux de céramique
Les unités à cristal de quartz sont fabriquées à des coûts élevés, car la fréquence d’oscillation est déterminée par l’usinage de haute précision du cristal de quartz minéral. Des circuits d’oscillation en céramique utilisant des résonateurs en céramique relativement peu coûteux ont donc également été adoptés. Les résonateurs en céramique présentent également une réactance inductive dans une gamme de fréquences spécifique, mais l’inconvénient est que leurs caractéristiques ne sont pas aussi raides que celles des cristaux de quartz, de sorte que la précision de la fréquence d’oscillation est inférieure.
3. Cristaux de quartz pour horloges et montres
Les cristaux de quartz et de céramique ont des fréquences d’oscillation comprises entre plusieurs centaines de KHz et plusieurs dizaines de MHz, mais il existe des cristaux de quartz de 32,768 KHz utilisés dans les horloges. La précision de la fréquence étant importante dans les circuits d’oscillation des horloges, les cristaux de céramique ne sont pas utilisés.
Autres informations sur les oscillateurs
Produits liés aux oscillateurs
1. Résonateurs à quartz et en céramique
Il s’agit de composants vendus sous forme de cristaux individuels et utilisés en liaison avec des circuits intégrés dans lesquels des circuits d’oscillation sont incorporés.
2. Oscillateurs
Les oscillateurs sont des composants vendus en tant que pièces qui combinent un circuit d’oscillation et une unité de cristal dans un seul boîtier. Comme il existe des produits avec différentes fréquences d’oscillation pour différentes utilisations, il convient de choisir celui qui a la fréquence requise. Le type le plus courant est celui des horloges à circuit numérique, où l’onde sinusoïdale est convertie en onde carrée pour la sortie.
3. Synthétiseur de fréquence
Une fréquence d’oscillation variable est nécessaire dans les équipements de communication, mais la fréquence d’oscillation est fixe dans un oscillateur à cristal seul. Des synthétiseurs de fréquence sont disponibles pour de telles utilisations.
4. Générateurs de signaux
Le générateur de signaux à fréquence variable est un type d’instrument de mesure électronique. Les types les plus courants sont ceux qui utilisent des circuits d’oscillateurs RC pour les basses fréquences et des synthétiseurs de fréquence pour les hautes fréquences.