L'oscillateur se compose principalement d'un filtre qui va déphaser le signal de 180° et le renvoyer à l'a-op sur son entrée inverseuse. Le filtre déphaseur est composé des 3 condensateurs de 22nF et des résistances de 6.8kΩ. La dernière résistance est branchée à l'entrée inverseuse de l'a-op qui se trouve virtuellement à la masse via le signal de contre réaction (résistance de 56kΩ et diodes 1N4148).

L'oscillateur se met à osciller à la fréquence où le déphasage dans le filtre correspond le mieux à un déphasage de 180°. La fréquence est

Comme le filtre inverse la phase du signal et l'a-op également, nous avons un circuit dont le signal est de plus en plus amplifié. Sans limitation de l'amplitude le circuit fournirait un signal très déformé.

Nous avons une contre réaction "classique" (qui ne déphase pas le signal) composée d'une résistance de 56kΩ et de deux diodes 1N4148. Les deux diodes servent à "donner du jeu" et à permettre à l'oscillateur de démarrer.

Plus l'amplitude du signal augmente et plus les diodes se mettent à conduire, limitant ainsi l'amplitude maximale. Il n'y a pas d'écrètage brusque du signal, c'est la fonction de la résistance de 56kΩ.

On discute beaucoup de la valeur de la résistance de contre réaction.

• Si sa valeur est trop faible, l'oscillateur ne va pas démarrer. On peut le faire démarrer avec les deux diodes (et pas de résistance), mais alors on aura une limitation du signal avec un taux de distorsion élevé.

• Si sa valeur est trop élevée, l'oscillateur va s'emballer et les distorsions apparaissent parce qu'il y a un écrètage par les limites de la tension d'alimentation.

La seconde image montre la courbe quand la résistance a la meilleur valeur (100kΩ). Il y a toujours un écrètage (inévitable), mais on sait qu'on est sur la bonne voie. Une résistance de valeur un peu plus faible (82kΩ) et l'oscillateur ne démarre pas, une valeur plus élevée (120kΩ) et les distorsions deviennent très importantes.

Il n'est pas possible de se baser sur la diminution du gain de l'a-op aux fortes amplitudes pour avoir une limitation automatique. Cela ne marche pas aux basses fréquences et dépend trop de l'a-op utilisé et de la température.

L'ajout des deux diodes permet de faire démarrer l'oscillateur, même avec une résistance de valeur trop basse. Il n'y a pas de règle (en fait, je n'en ai pas trouvé...) qui permette de calculer la meilleur valeur de la résistance quand on utilise des diodes. J'ai pris une valeur d'un peu plus de la moitié de la valeur idéale. La valeur de la résistance détermine l'amplitude du signal en sortie: il faut qu'il ne s'approche pas de la tension d'alimentation (ici: 13V).

Nous sommes bons avec une amplitude de 923mV effectifs, ce qui correspond à une tension de pointe à pointe de 2.6V. L'a-op a encore de la marge. C'est avec cette valeur que la distorsion est la plus faible, mais vous pouvez avoir des résultats différents avec un autre a-op. Je mesure la distorsion avec un Keithley THD meter.

La distorsion totale est inférieure à 0.1%: bon pour le service!

Et une dernière image qui montre le déphasage, mesuré après le premier condensateur de 22nF. Le signal est en avance, mais pas vraiment de 60° (cela dépend de la valeur des composants, qui ont une tolérance de 10% pour mes condensateurs et de 5% pour mes résistances). Cela oscille, mais pas à la bonne fréquence, qui dépend en plus de la valeur de la contre réaction classique.

La fréquence est passée de 601Hz à 413Hz (qui se rapproche de la valeur calculée) quand le circuit a été correctement construit sur une plaquette et non plus avec des fils volants.

Le sinus le plus correct a été obtenu en dédoublant la dernière résistance de 6.8kΩ: une résistance de 12kΩ vers la masse et une résistance de 15kΩ vers l'entrée de l'a-op. Cela a nécessité de modifier à nouveau la valeur de la résistance de 56kΩ

On a calculé que la meilleure valeur pour la résistance de contre réaction est de 29× la valeur des résistances du filtre (donc 197.2kΩ). On part ici évidemment d'un a-op parfait, de résistances de valeurs exactes et de condensateurs sans pertes.

L'a-op que j'utilise (741) est loin d'être parfait et la valeur de la résistance à utiliser est de moitié, mais aucune résistance à elle seule ne permet un signal sinusoidal correct. Il faut un élément non-linéaire dont l'impédance diminue quand l'amplitude augmente. La valeur de la résistance de contre réaction à utiliser est d'environ 1/4 de la valeur calculée et on ajoute deux diodes pour permettre le démarrage.

Notez encore pour terminer qu'on peut changer les résistances et les condensateurs de place (le filtre déphase alors en arrière), mais toutes les valeurs sont à recalculer (et j'ai pas fort envie).