Oscillateur Clapp : Formule de Fréquence et Schéma du Circuit

Qu'est-ce qu'un oscillateur Clapp?

Un oscillateur Clapp (également connu sous le nom d'oscillateur Gouriet) est un oscillateur électronique LC qui utilise une combinaison particulière d'un inducteur et de trois condensateurs pour définir la fréquence de l'oscillateur (voir le schéma ci-dessous). Les oscillateurs LC utilisent un transistor (ou une lampe à vide ou tout autre élément de gain) et un réseau de rétroaction positive.

Un oscillateur Clapp est une variante de l'oscillateur Colpitts où un condensateur supplémentaire (C3) est ajouté au circuit accord en série avec l'inducteur, comme indiqué dans le schéma ci-dessous.

À part la présence d'un condensateur supplémentaire, tous les autres composants et leurs connexions restent similaires à ceux du cas de l'oscillateur Colpitts.

Ainsi, le fonctionnement de ce circuit est presque identique à celui de l'oscillateur Colpitts, où le rapport de rétroaction gouverne la génération et la stabilité des oscillations. Cependant, la fréquence d'oscillation dans le cas d'un oscillateur Clapp est donnée par

Généralement, la valeur de C3 est choisie pour être beaucoup plus petite que les deux autres condensateurs. Cela est dû au fait que, aux fréquences plus élevées, plus C3 est petit, plus l'inducteur sera grand, ce qui facilite la mise en œuvre et réduit l'influence de l'inductance parasite.

Néanmoins, la valeur de C3 doit être choisie avec le plus grand soin. Cela est dû au fait que, si elle est choisie trop petite, alors les oscillations ne seront pas générées car la branche L-C ne parviendra pas à avoir une réactance inductive nette.

Cependant, il convient de noter que lorsque C3 est choisi pour être plus petit en comparaison avec C1 et C2, la capacité nette régissant le circuit dépendra davantage de lui.

Ainsi, l'équation de la fréquence peut être approximée par

De plus, la présence de cette capacité supplémentaire rend l'oscillateur Clapp préférable à l'oscillateur Colpitts lorsqu'il y a besoin de varier la fréquence, comme c'est le cas avec l'oscillateur à fréquence variable (VCO). La raison derrière cela peut s'expliquer comme suit.

Dans le cas de l'oscillateur Colpitts, les condensateurs C1 et C2 doivent être modifiés pour varier leur fréquence de fonctionnement. Cependant, pendant ce processus, même le rapport de rétroaction de l'oscillateur change, ce qui affecte en retour sa forme d'onde de sortie.

Une solution à ce problème est de rendre C1 et C2 fixes et d'obtenir la variation de fréquence en utilisant un condensateur variable séparé.

Comme on pourrait le deviner, c'est ce que fait C3 dans le cas de l'oscillateur Clapp, ce qui le rend plus stable que l'oscillateur Colpitts en termes de fréquence.

La stabilité de la fréquence du circuit peut même être augmentée en enfermant l'ensemble du circuit dans une chambre à température constante et en utilisant une diode Zener pour assurer une tension d'alimentation constante.

En outre, il convient de noter que les valeurs des condensateurs C1 et C2 sont sujettes à l'effet des capacités parasites, contrairement à C3.

Cela signifie que la fréquence résonante du circuit serait affectée par les capacités parasites si l'on avait un circuit avec seulement C1 et C2, comme dans le cas de l'oscillateur Colpitts.

Cependant, si C3 est présent dans le circuit, alors les changements dans les valeurs de C1 et C2 n'affecteraient pas beaucoup la fréquence résonante, car le terme dominant serait alors C3.

Par ailleurs, il est observé que les oscillateurs Clapp sont comparativement compacts, car ils emploient un condensateur relativement petit pour accorder l'oscillateur sur une large bande de fréquence. Cela est dû au fait qu'ici, même un léger changement dans la valeur de la capacité varie la fréquence du circuit dans une grande mesure.

De plus, ils présentent un facteur Q élevé avec un rapport L/C élevé et un courant circulant moindre en comparaison avec les oscillateurs Colpitts.

Enfin, il convient de noter que ces oscillateurs sont hautement fiables et sont donc préférés malgré une plage de fréquence de fonctionnement limitée.

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