Maîtriser l'Oscillateur de Clapp : Conception, Contrôle de Fréquence et Applications Pratiques

Les oscillateurs sont parmi les gadgets les plus incroyables des circuits électroniques modernes. Nous allons examiner l'oscillateur de Clapp, l'un des oscillateurs de base les plus connus. Pour comprendre l'oscillateur de Clapp, je recommande d'abord d'apprendre les fondamentaux théoriques abordés ici, avant de passer à des applications pratiques.

1. Qu'est-ce qu'un Oscillateur de Clapp ?

L'oscillateur de Clapp, aussi appelé oscillateur de Gouriet, est un oscillateur électronique qui utilise un ensemble d'inductance et un troisième condensateur supplémentaire pour fixer la fréquence d'oscillation.

Les oscillateurs LC utilisent un transistor et un réseau fournissant une rétroaction positive. Une caractéristique simple est de générer un signal sinusoïdal, fonction similaire à l'oscillateur de Clapp. Un amplificateur injecte un signal amplifié dans le réseau de la partie commutatrice, qui renvoie une réponse rafraîchie au cycle de l'amplificateur, produisant des oscillations stables.

(Schéma de circuit imprimé de l'oscillateur de Clapp)

2. Principe de Fonctionnement de l'Oscillateur de Clapp

Le circuit comporte un amplificateur à un étage et un réseau de déphasage. L'amplificateur à un étage comprend un réseau séparant le moteur électrique.

(Schéma de l'oscillateur de Clapp montrant le réseau de déphasage)

Le transistor connecté à cet emplacement a une source Vcc. L'alimentation fournie par le transistor définit l'utilisation de la bobine RFC. La bobine RFC élimine toute composante alternative présente dans la source d'alimentation, fournissant une alimentation continue au circuit du transistor.

Le schéma du transistor fournit cette alimentation au réseau de commutation de phase vers le condensateur variable de découplage CC2. Ce condensateur ne laisse passer que la composante alternative vers le réseau de déphasage. Si un composant continu pénètre ce réseau, il dégrade le facteur Q de la bobine.

Le système d'arrêt du transistor connecté à la résistance RE renforce la stabilité du circuit de séparation d'alimentation. Le condensateur a une connexion similaire qui laisse passer le courant alternatif dans le circuit réel.

La puissance amplifiée générée dans l'amplificateur provient de l'autre côté du condensateur C1.

La réponse régénérative transmise au circuit du transistor passe par le condensateur C2. Il est notable que la tension aux bornes de C1 et C2 est en opposition de phase.

La puissance totale de C1 peut être en phase avec la puissance de sortie générée par le circuit amplificateur. La puissance de sortie de C2 correspond à l'étage et à l'amplitude de la force dans le circuit amplificateur. Cette tension à la partie opposée circule vers l'amplificateur qui fournit aussi un déphasage de 180 degrés.

Ainsi, le signal de réponse qui a déjà un déphasage de 180° est transmis par l'amplificateur. La conversion de phase totale devient 360°, condition essentielle pour l'oscillation.

Ces configurations d'oscillateur de base sont très fiables et donc populaires malgré une plage de performance totale limitée.

3. Fréquence de l'Oscillateur de Clapp

(Fréquence d'oscillation dans un oscillateur de Clapp)

L'oscillateur de Clapp utilise une inductance et trois condensateurs pour définir sa variation de fréquence. Il est similaire à un oscillateur de Colpitts avec un diviseur de tension capacitif générant le signal de réponse. La fréquence est relative à la formule et détermine la fréquence exacte d'oscillation.

Les condensateurs C1 et C2 sont fixes tandis que C3 est variable. La valeur de C3 est bien plus petite que C1 et C2, ce qui fait que la capacité équivalente C ≈ C3, et la formule donne la fréquence d'oscillation.

(Calculs et schémas supplémentaires de l'oscillateur de Clapp)

4. Comment Construire un Oscillateur de Clapp Simplement

(Construction d'un oscillateur de Clapp)

D'après la formule, l'oscillateur de Clapp dépend de la capacité C3. La valeur de C3 doit être inférieure à C1 et C2. Si C3 a une faible charge, la taille du condensateur peut être petite.

Choisir des valeurs standard pour les résistances R1 et R2 de façon qu'avec une résistance d'émetteur R3 = 470 Ω, le courant de collecteur du transistor NPN Q1 soit d'environ 1 mA. C1 = 1 nF et C2 = 4,7 nF sont des points de départ. La fréquence de résonance peut varier de 500 kHz à 2 MHz selon les valeurs de C1, C2, C3 et L1. Calculer C3 et choisir la valeur la plus proche dans votre kit. À la fréquence maximale définie par L1, ce circuit peut fournir une onde sinusoïdale de plus de 10 Vpp.

Le choix de C3 doit être prudent : trop petit, le réseau de commutation ne fournira pas d'oscillations assez fortes (doit être < C1, C2). Il faut aussi une réaction équilibrée pour assurer le changement.

5. Applications de l'Oscillateur de Clapp

(Oscillateurs de Clapp montés sur circuit imprimé)

• Programmes nécessitant une large plage de fréquences variables, ex: circuits d'accord de récepteurs pour l'accord de fréquence.
• Applications où des oscillations continues et non amorties sont favorables.
• Conditions nécessitant de résister régulièrement à des températures extrêmes (hautes et basses).

Résumé

Cet article a examiné de nombreux aspects de l'oscillateur de Clapp. Il est important de noter que les oscillateurs de Clapp sont très appréciés pour leur fiabilité. À basses fréquences, l'oscillateur de Clapp peut augmenter ses fréquences en enfermant le dispositif électronique, oscillateur inclus, dans une zone à température constante. Pour toute question ou information supplémentaire, contactez-nous.