Les oscillateurs sont au cœur des systèmes électroniques : ils fournissent les horloges des microprocesseurs, les porteuses RF des communications, les signaux d’excitation en instrumentation, et des références temporelles ultra-stables (pour le GPS par exemple: synchronisation des satellites). Un oscillateur transforme une alimentation continue (DC) en un signal périodique (AC) sans excitation externe périodique.
Un oscillateur se conçoit comme un amplificateur A(p) muni d’une rétroaction positive β(p), formant une boucle de transfert L(p)=A(p) . β(p) avec $p = j. \omega$
$$ Vs = A.(Ve+B.Vs)=A.Ve+A.B.Vs\\ Vs-A.B.Vs=A.Ve\\
Vs.(1-A.B)= A.Ve\\ \frac{Vs}{Ve}=\frac{A}{1-A.B} $$
Ce résultat montre que le gain $\frac{Vs}{Ve}$ peut devenir infini en fonction du gain de la boucle de retour et ce, sans signal en entrée: c’est la condition de Barkhausen
La condition (idéale) d’oscillation dite de Barkhausen s’écrit :
Les 2 critères sont donc:
En pratique, on conçoit un gain de boucle légèrement > 1 à l’allumage pour garantir le démarrage, puis une non-linéarité contrôlée stabilise l’amplitude à l’équilibre.