Générateur sinusoïdal triphasé

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Voici un montage qui illustre bien la simplicité de réalisation d’un générateur triphasé à l’aide d’un microcircuit de filtre programmable (variable state) comme le UAF42 de Burr-Brown. On met à profit ici la disponibilité des trois fonctions intégrées, un filtre passe-haut, un passe-bande et un passe-bas.

Les signaux aux sorties des passe-haut et passe-bande sont, dans l’ordre, déphasés de 90 ϒ et 180 ϒ par rapport à celle du passe-bas. Dès lors, la construction d’un générateur sinusoïdal triphasé n’est plus que badinerie.

Le circuit intégré comporte en outre un amplificateur opérationnel supplémentaire, utilisable éventuellement comme tampon ou étage d’amplification.
Sur le schéma représenté ici, la fréquence d’oscillation se règle par les résistances RF1 et RF2. Pour le calcul, on a recours à la célèbre formule :

fosc = 1 / (2πRC),
dans laquelle R = RF1 = RF2 et C = C1 = C2 = 1 000 pF.

La plus haute fréquence d’oscillation qu’un UAF42 peut entretenir se situe aux environs de 100 kHz. La distorsion commence à être visible au-dessus de 10 kHz. Pour des fréquences inférieures à 100 Hz, il convient de shunter C1 et C2 par des condensateurs externes, sinon RF1 et RF2 prendraient des valeurs anormalement grandes.

À choisir, mieux vaut prendre pour ces condensateurs des modèles NP0 à la céramique ou au mica. Ne pas oublier non plus d’inclure dans le calcul les condensateurs internes de 1 000 pF.

Pour obtenir l’amplitude souhaitée en sortie, on déterminera les résistances R1 à R4 au moyen de la formule suivante :

R1/R2 = R3/R4 = (VO+Valim) / (VO – 0,15) – 1

Les valeurs de composants du schéma conduisent à une fréquence de 1 kHz. Dans ce cas, les deux condensateurs externes Cext disparaissent, les exemplaires intégrés de 1 000 pF satisferont à la tâche.

L’amplitude réellement obtenue peut s’écarter quelque peu de la valeur calculée, en raison du comportement non idéal des diodes et des amplificateurs opérationnels. Il peut donc s’avérer nécessaire de retoucher un peu les rapports R1/R2 et R3/R4.

Une rétroaction a lieu à travers RFB de la sortie du passe-bande sur l’entrée de l’amplificateur sommateur, condition nécessaire au démarrage de l’oscillation. Une bonne valeur pour RFB serait de 10MΩ pour les fréquences supérieures à 1 kHz, 5MΩ entre 10 Hz et 1 kHz et 750 kΩ sous les 10 Hz.

Choisir des valeurs plus petites mène à une réduction de l’amplitude en sortie et risque d’entraîner une certaine distorsion.

Pour assurer une entrée rapide en oscillation aux très basses fréquences un petit truc consiste à brancher une diode en parallèle sur RFB, le temps du lancement, puis de la débrancher une fois l’oscillation établie.

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