Oscillateur à déphasage


L'oscillateur à déphasage (ou phase-shift) est un oscillateur produisant un signal "sinusoïdal".
Il se compose d'un amplificateur inverseur de gain A = −R2 / R dont la boucle de contre-réaction contient un filtre déphasant le signal de 180° pour la fréquence des oscillations. Comme filtre on utilise trois cellules RC identiques.
Le calcul de la fonction de transfert est un peu compliqué car il faut tenir compte du fait que chaque cellule constitue une charge non infinie pour la cellule précédente. Ce calcul est détaillé dans cette page.

On obtient avec x = RCω

La condition de phase pour avoir une oscillation est que la phase de (A.H) soit égale à π.
Elle impose que la partie imaginaire de H soit nulle soit x² = 1 / 6 ou ω0 = 1 / RC.(6)½,
De la condition sur le module, on tire soit R2 / R ≥ 29.

On peut consulter les courbes de gain et de phase du filtre RC à trois cellules dans cette page.
Pour ω0 le gain est voisin de −30 dB.

Il faut noter une particularité du circuit : La résistance R placée entre le point A et l'entrée inverseuse de l'AOP joue deux rôles. C'est la résistance d'entrée et c'est aussi la résistance de la troisième cellule de filtrage. En effet l'AOP fonctionnant en régime linéaire avec l'entrée + à la masse, l'entrée inverseuse est une masse virtuelle.

** Pour R2 il faut prendre une résistance ajustable réglée pour obtenir des oscillations avec une distorsion minimale. Si R2 est trop faible, il n'y a pas d'oscillation et si elle est trop grande, l'AOP sature.

** Il n'est pas indispensable d'utiliser trois cellules identiques mais le calcul de la fréquence d'oscillation devient très lourd.