Oscillateur Colpitts: TD + simulation
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a)

Etude théorique
L’étude qui suit porte sur le montage de la figure 1.
VCC
(3 V)
C3

(10 nF)
C0
(15 pF)

L
(220 nH)

R1

R2

C1
(120 pF)
C2
(33 pF)

R3
(2,2 kΩ)

figure 1

a/

Déterminer la fréquence d’oscillation du circuit.
(expression littérale puis application numérique).
On pourra négliger l’influence de la résistance de polarisation R3.

b/

Les pertes du circuit résonnant (C0 // L) peuvent être modélisées par une résistance série
Rs de 10 Ω.
Pour garantir le démarrage des oscillations, on prendra pour l’impédance négative ramenée par la partie active une marge de sécurité de 3 par rapport au minimum nécessaire. Déterminer la résistance équivalente Req que doit ramener la partie active.
En déduire le courant de polarisation nécessaire pour le transistor.

c/

Avec la valeur de R3 indiquée sur la figure 1, fixer les valeurs des résistances de polarisation R1 et R2.

d/

Afin de pouvoir modifier la fréquence d’oscillation, on ajoute une varicap dont la caractéristique capacité-tension est donnée à la figure 2. Le schéma est maintenant celui de la figure 3. Pour la tension de contrôle Vctrl variant de 1 à 10 V, indiquer la plage de fréquence couverte par l’oscillateur.
Exprimer en % la variation possible de fréquence.

Cvar

Vctrl

figure 2
VCC
C4
(15 pF)

(L >>)

C3

R1

Vctrl
C1
(C >>)

Cvar

C0

R2
L

C2

R3

figure 3

b)

Simulation
Dessiner sous DXP le schéma de la figure 1 en utilisant les valeurs trouvées précédemment. (Pour le transistor, utiliser par exemple le modèle MRF947 de la librairie
"Motorola Discrete BJT.IntLib".)

a/

Simuler le circuit en analyse transitoire et mesurer la fréquence d’oscillation. astuce: pour faire démarrer les oscillations, ajouter une source de courant dans le montage et injecter une impulsion à un endroit judicieusement