Oscillateur à pont de Wien
Exemple : Oscillateur à pont de Wien
Une vidéo sur l'oscillateur à pont de Wien
Méthode : Filtre passe-bande
La fonction de transfert du circuit suivant (c'est un filtre passe-bande) est :
Avec :
et
.
Expérience :
Réaliser le montage avec les valeurs proposées sur la figure
Vérifier la nature du filtre obtenu
Évaluer expérimentalement
et
.
On rappelle que la largeur de la bande passante d'un filtre passe-bande est donnée par :
Méthode : Réalisation de l'oscillateur
On réalise le montage de la figure suivante, avec :
: une résistance de
: une série de boîtes de
,
,
et
.
Les valeurs de
et de
sont celles données au paragraphe précédent.
Étude théorique :
Déterminer l'équation différentielle du second ordre vérifiée par
(on posera
).
Calculer la valeur
nécessaire pour obtenir des oscillations sinusoïdales.
On choisit
avec
.
Justifier que la tension
peut s'écrire :
Donner la valeur de
. Exprimer
et
en fonction de
et
.
Calculer
et
pour
.
Que donne le résultat mathématique concernant l'amplitude des oscillations si
?
Que se passe-t-il réellement ?
Comment évoluerait l'amplitude des oscillations pour
?
Étude expérimentale :
Réaliser le montage :
Quel problème se pose pour l'obtention d'oscillations sinusoïdales pures ?
Mesurer la valeur de la pulsation du signal lorsque celui-ci est accroché.
La comparer avec celle qui assure le maximum du gain pour le pont de Wien.
Stabilisation en amplitude des oscillations sinusoïdales :
On reprend le montage précédent en supposant que des oscillations sinusoïdales de pulsation
et d'amplitudes
pour
et
pour
apparaissent.
On se propose de stabiliser les oscillations en prenant pour
une thermistance à coefficient de température négatif (CTN) suivant la loi :
où
est la puissance électrique moyenne dissipée dans cet élément et
une constante positive.
Remplacer la résistance
par la CTN qui a ici une valeur de résistance de
pour une température de 25°C.
Sa valeur augmente si la température décroît, et réciproquement.
Expliquer pourquoi ce dispositif permet de stabiliser les oscillations.
Faire varier
pour trouver les limites d'accrochage et de saturation du signal.