Splitter

Ein Splitter bedeutet wörtlich Aufteiler. Der Splitter ist eine Komponente einer ”DSLAnlage”, welche die gemischten Signale von Telefon (Sprachfrequenz) und Internetanschluss (Hochfrequenz) in diesen beiden Bestandteile zerlegt und auch wieder zusammenführt. Die Funktionsweise des Splitters ist grob vergleichbar mit einer Frequenzweiche, die ein Audiosignal auf mehrere Lautsprecher in Abhängigkeit von der Tonhöhe aufteilt.
In diesem Projektlabor haben wir ein Splitterschaltung aufgebaut, die ein analoges Audiosignal als Eingang verwendet.

Figure 1: Schaltplan des Splitters

Die Splitterschaltung besteht aus einer Sinusförmige Eingangsspannung mit 20V Peak to Peak um Null zentriert, einer Frequenz von 2Kh und einem Null DC Offset, zwei Operationsverstärker mit einer Spannungsversorgung von  12V, die als Spannungsfolger arbeiten daher eine Verstärkung von 1V, wobei der Ausgang des OPV mit dem invertierendem Eingang rückgekoppelt ist. Bei den 2 Operationsverstärker haben wir die Versorgungsspannung mit jeweils einem Kondensator von 0.1μF gekoppelt, damit der OPV stabilisiert wird. Danach haben wir eine Transientanalyse durchgeführt mit Stoptime 0.1s. Als Ausgang haben wir die Spannung an den Widerständen R1 und R2 gemessen.

Figure 2: Simulation des Splitters

Die Simulation in der Abbildung 2 mit Hilfe von LTspice zeigt, dass die Ausgangsspan-
nungen UR1(V nc01) und UR2( V nc02) die gleiche Amplitude 10 V
haben wie die Eingangsspannung(V n002) haben und somit ist die Aufgabe des Splitters erfüllt,wobei die Ausgänge eine genaue Kopie der Eingänge darstellen.
Wir haben die Ltspice Schaltung in einem Steckbrett nachgebaut. Dabeihaben wir folgende
Bauelemente verwendet:
      • 2 Widerstände von 1Ω ein Widerstand von 220kΩ
      • 2 Keramikkondensatoren von 0.2 nF
       • 2 OPVs von TL071

Schaltung mit LTspice:
Die Schatung des Splitters wurde mit Hilfe von Ltspice simuliert.
Die verwendeten Bauteile sind wie folgt:

Die Eingangsspannung ist Sinusförmig mit einer Amplitude von 10V und einer Frequenz von 2KHz.
Die Splitterschaltung ist wie folgend:

Wir haben danach eine Transienten Analyse durchgeführt.
Die simulierten Verläufe sind wie folgt:

Figure 4: Simulation des Splitters

Wobei (Vn002)die simulierte Eingangsspannung entspricht:
(Vn 02)bzw (Vn 01)entsprechen die Ausgangsspannungen UR1 bzw
Nachdem wir die Schaltung in Ltspice simuliert haben, haben wir die Schaltung auf dem Steckbrett gebaut.
Die aufgebaute Schaltung ist in der folgenden Abbildung zu sehen:

Funktionsweise:
Das Prinzip dieser Schaltung beruht auf dem Verteilen eines Audiosignals auf 2 Ausgangssignale mit der gleichen Amplitude des eingespeisten Signals. Wir haben als Eingang eine Sinusförmige Spannung mit 10 V Amplitude,dann haben wir 2 Operationssverstärker verwendet, die als Spannungssfolger arbeiten mit 12V
Steuerspannung und einem Kondensator von 0.1mF, um die zu stabilisieren.Schließlich haben wir am Ausgang 2 Widerstände in Reihe verschaltet mit den Operationssverstärkern. Zu betrachten sind die Verläufe des Eingangssignals sowie des Ausgangssignale(UR1 bzw UR2).

Figure 5: Splitterschaltung auf dem Steckbret

EAGLE Schaltplan:

Wir haben als Nächstes die Schaltung mithilfe von Eagle aufgebaut.
Der Schaltplan sieht wie folgend aus:

Figure 6: Splitterschaltung Eagle-Schematic

Für die Schaltung wurden folgende Bauteile verwendet:
•2 Operationssverst ̈arker TL072P.
•1 Kondensator von 0.1μF.
•1 conn−04 statt 3 Klinker damit wir nicht viele Kabeln verwenden.
•1 con Harting ML 10 für die Stromversorgung.
•2 Ausgangsswiderstände R1,R4 mit jeweils 1kΩ
•1 Eingangsswiderstand R5 mit 220kΩ
Bei der Stromversorgung (con Molex) waren die Anschlüsse wie folgt :
•Die Anschlüsse 9 und 10 sowie 3 und 4 miteinander verbunden.
•Die Anschlüsse 7 und 8 mit −12 V angeschlossen.
•Die Anschlüsse 6-5 mit GND.
•Die Anschlüsse 1 und 2 mit +12V angeschlossen.

EAGLE Layout:

Wir haben danach die das Schaltplan im Eagle Board aufgebaut.
Wir haben die Electric Rule Check (ERC)durchgeführt um alle Fehler zu behandeln, und auf alle Einstellungen aufgepasst:
•Raster auf 1.27 mm
• Alt auf 0.635mm
• Knickmodus 1
•Breite auf 0.8 mm
• VIA auf Achteck
• Bohrung auf 0.9
• VIA Diameter auf 1.5mm
Die Board Schaltung sieht wie folgend aus:

Figure 7: Splitterschaltung Eagle-Board

Platine und Auswertung:
Die Platine war leider zu klein, und wurde deswegen mit der White Noise Schaltung verbunden . Daher gibt es einen neuen Schaltplan Eagleboard: