VCF – Voltage Controlled Filter

Der in Abbildung 1 gezeigte Schaltplan wurde mit Hilfe von LT-Spice entworfen. Wir
haben uns dabei an einem Moog-Ladder Entwurf von Subroutine.info angelehnt und diesen in seinem Frequenzgang verändert.

(FOTO FEHLT)

Der von uns gewählte Schaltplan zeigt den in Abbildung 2 abgebildeten Frequenzgang.
Man kann deutlich das gewünschte Tiefpassverhalten erkennen, wobei kleinere Frequenzen deutlich verstärkt und hohe Frequenzen deutlich gedämpft werden. Die verschiedenen Frequenzgänge sind durch Parametervariationen (Grenz-Frequenz und Frequenz-Justage), die später über ein Potentiometer geregelt werden sollen, dargestellt.

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In Abbildung 3 ist die Antwort auf ein sinusförmiges Eingangssignal zu sehen, welches 20V Peak-to-Peak hat. Am Ausgang ist das veränderte Signal ebenfalls mit 20V Peak-to-Peak mit veränderter Signalform dargestellt.

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Für den Steckbrettaufbau wurde zunächst die Transistorleiter aufgebaut und getestet. Nachdem die Messung positive Ergebnisse geliefert hatte, wurde am nächsten Termin die restliche Schaltung aufgebaut und die Ausgangsspannung gemessen. Die Ergebnisse entsprachen nicht ganz den Erwartungen. Dies lässt sich auf die Bauteile zurückführen, welche nicht vorrätig waren und durch Ahnliche ersetzt werden mussten.

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Schlussendlich haben wir entschieden die simulierte Schaltung, vorerst ohne Anderungen, als Platine umzusetzen, da die Filtercharakteristik in den Messungen erkennbar war und sich alle Abweichungen hoffentlich durch die richtigen Bauteile beheben lassen

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Nach der Simulation und dem Testen am Steckbrett wurde die Platine in eagle gelayoutet.Wir haben nach dem Layout bei den folgenden Simulationen noch einige Veränderungen an den Widerstandswerten vorgenommen, so das das Verhalten der Schaltung verbessert werden konnte. Abbildungen 6 und 7 zeigen die Schematics und auch die Layouts in Eagle, einmal von der Moog-Ladder und einmal von unserer Potiplatine.

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Abbildung 8 zeigt die fertig geätzen und bestückten Platinen.

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Abbildungen 9,10 und 11 zeigen die Ausgänge bei 10Hz, 20Hz und 50Hz. Es wurde
jeweils eine Messung mit Dreieck am Eingang und eine mit Rechteck am Eingang gemacht.

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VCF – Zusammenfassung

Zusammenfassend hat die Moog-Ladder wie gezeigt funktioniert. Nach den ersten Simulationen mussten noch Widerstandsgr¨oßen angepasst werden, so dass die Schaltung besser funktionierte und einstellbar ist.
Die Moog-Ladder besitzt 3 Eingänge und einen Ausgang über die Klinkenstecker. Der erste Eingang wird als Audioeingang benutzt, in die anderen beiden Eingänge können Hüllkurven etc. angelegt werden und über die Potis gewichtet werden. Es ist möglich das Eingangssignal und das Ausgangssigmal über Potis zu gewichten. Desweiteren befinden sich noch vier weitere Potis auf dem Board um jeweils die Rückkopplung zu steuern, den Arbeitspunkt einzustellen und um den Frequenzgang zu verändern.