Les oscillateurs : presentation

Les oscillateurs sont des composants électroniques trés pratiques, puisqu'ils permettent de générer une tension alternative à une certaine fréquence f.

Ils se présentent sous la forme d'un boîtier à 4 pattes:
- Une alimentation (5V, 3,3V, etc.) noté VCC
- Une masse notée GND
- Une sortie signal: OUT
- Une entrée permettant d'activer ou de désactiver la sortie de l'oscillateur (l'ENABLE en anglais), noté EN.



Le signal de sortie est souvent carré. Il permet de générer l'entrée horloge de microcontrôleur (CLOCK en anglais).

Les paramètres importants sont:
- La fréquence
- La tension et le courant de sortie
- Le rapport cyclique: idéalement 50%
- La déviation de la fréquence en fonction de la température: souvent en ppm (partie par million).
- Présence d'une compensation interne de la dérive en fonction de la température
- Le bruit de phase
- Les temps de montée et de descente



Sortie idéale d'un oscillateur



Sortie réélle

On remarque sur le signal réel, qu'on aurait pu obtenir sur un oscilloscope, que le rapport cyclique n'est pas exactement de 50%, et que le signal possède des temps de montée T1 et T2 (qui sont différents). On remarque aussi la présence d'overshoot et d'undershoot qui représentent la réponse transitoire de la sortie ou de la charge pilotée par l'oscillateur.

Note:la fréquence max des oscillateurs est limitée. Au delà de 30 ou 40 Mhz suivant la technologie, nous utiliserons des oscillateurs à boucle de vérouillage de phase (PLL Phase Lock Loop en anglais). Si la précision en fréquence n'est pas nécessaire, on pourra utiliser des résonateurs céramiques. La variation en fréquence (tolérance et variation en fonction de la température) pourra être de 5%. Prudence donc!

Un oscillateur possède une faible impédance de sortie: il est capable de débiter du courant, ou dans d'autres termes il est capable de driver des charges faibles. Mais cela à des limites et au dessus d'un courant de sortie, le signal risque d'être fortement modifié et ne plus ressembler à un signal carré idéal.



Exemple de signal de sortie d'un oscillateur chargée par une charge capacitive

Si on place un condensateur en sortie de l'oscillateur, on obtient en sortie le signal ci dessus. On remarque que les temps de montée sont plus importants, ce qui peut entrainer un retard sur la ligne.