Amplificateurs opérationnels (8): Oscillateur à pont de Wien

Après une pause de plusieurs semaines, nous continuons aujourd'hui notre exploration des innombrables applications de l'amplificateur opérationnel.  Nous avions déjà transformé notre UA741 en oscillateur:  d'abord pour produire un signal en créneau (onde carrée), et ensuite pour produire un signal périodique de forme triangulaire.  Aujourd'hui, au moyen d'un circuit à peine plus compliqué, nous allons produire un signal de forme sinusoïdale.

Notre oscillateur à pont de Wien est une variante du circuit mis au point en 1939 par William Hewlett, cofondateur de la célèbre compagnie Hewlett-Packard.


Pour expérimenter, j'ai utilisé un circuit proposé dans un protocole de laboratoire de Virginia Tech.  Cette version de l'oscillateur utilise deux diodes comme dispositif de stabilisation de l'amplitude (Hewlett utilisait une ampoule incandescente, d'autres circuits utilisent un thermistor, une photorésistance ou un transistor à effet de champ).

Le pont de Wien proprement dit est la partie supérieure du circuit schématisé ci-dessous.  Il est constitué de deux résistances "R" identiques entre elles et de deux condensateurs "C" identiques entre eux.  Un des condensateur est relié en parallèle avec une des résistances, et cette paire est placé en série avec l'autre condensateur et l'autre résistance.

La fréquence du signal sinusoïdal produit par ce circuit dépend strictement de la valeur de "R" et "C":      f = 1 / (2πRC).   Par exemple, si vous utilisez deux condensateurs de 100 nF et deux résistances de 1 kΩ, la fréquence devrait être 1,6 kHz.    Pour augmenter la fréquence, vous diminuez la valeur de R ou de C.

Pour le reste, j'ai utilisé un amplificateur opérationnel UA741 alimenté par une alimentation ATX d'ordinateur.  Mes diodes étaient des 1N4002, mais je ne vois aucune raison de ne pas utiliser un autre modèle à la place.  Le potentiomètre permet de contrôler l'amplitude, et  il est parfois nécessaire de tourner son bouton pour démarrer l'oscillation.

Voici ce que ça donne à l'écran de l'oscilloscope:

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Yves Pelletier (Twitter:  @ElectroAmateur)