{"id":150,"date":"2019-06-14T16:15:38","date_gmt":"2019-06-14T14:15:38","guid":{"rendered":"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ss2019mo\/?page_id=150"},"modified":"2019-07-08T16:41:14","modified_gmt":"2019-07-08T14:41:14","slug":"vca","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/vca\/","title":{"rendered":"VCA"},"content":{"rendered":"

VCA(Voltage Controlled Amplifier)<\/strong><\/p>\n

\u00a0<\/strong>Mit dem Voltage Controlled Amplifier soll ein eingehendes Signal spannungsgesteuert \u00fcbertragen werden. Der VCA hat zwei Eing\u00e4nge, die Steuerspannung und das Audiosignal, und als Augang das ggf. ver\u00e4nderte Audiosignal. Mithilfe der positiven Steuerspannung kann eingestellt werden, mit welcher Verst\u00e4rkung das Originalsignal weitergeleitet wird. Dabei ist wichtig, dass eine maximale Verst\u00e4rkung von 1 gegeben ist, das Signal also nur abged\u00e4mpft werden kann. Der VCA erm\u00f6glicht durch diese Steuerung verschiedene Modulationsm\u00f6glichkeiten zur Anpassung der Lautst\u00e4rke, Sounddesign durch m\u00f6gliche H\u00fcllkurvengeneratoren und Effekte wie den Tremolo- oder Vibratoeffekt.<\/p>\n

Bei der Realisierung haben wir uns entschieden, die Spannungssteuerung mithilfe eines Vactrols umzusetzen. Ein Vactrol ist eine Kombination aus einer LED und einem Fotowiderstand.Durch Regulierung des ausgestrahlten Lichts der LED, kann der Widerstandswert angepasst werden<\/p>\n

F\u00fcr unseren VCA wird der notwendige Stromfluss durch die LED \u00fcber die Steuerspannung geregelt, die dann wiederum den Widerstandswert des Fotowiderstands festsetzt.<\/p>\n

Dieser Fotowiderstand ist Bestandteil einer invertierenden Verst\u00e4rkerschaltung, durch die das Audiosignal gespeist wird. Der invertierende Verst\u00e4rker ist eine der Grundschaltungen der Elektronik und nutzt einen Operationsverst\u00e4rker. Je nach Verh\u00e4ltnis der beiden Widerst\u00e4nde, l\u00e4sst sich eine unterschiedliche Verst\u00e4rkung kleiner 1 einstellen. Um die D\u00e4mpfung zu erh\u00f6hen , so dass f\u00fcr ein Control Voltage von 0V auch fast kein Signal mehr durchkommt,\u00a0werden zwei invertierende Verst\u00e4rker in Serie geschaltet. Mithilfe des Vactrols und des invertierenden Verst\u00e4rkers kann der Widerstandswert variiert werden und so eine spannungsabh\u00e4ngige Verst\u00e4rkung f\u00fcr die<\/span>\u00a0<\/span>Schaltung realisiert werden.<\/span><\/p>\n

Unten ist die Bilder von\u00a0 Testaufbau im Steckbrett und Eagle Schaltplan gezeigt,<\/p>\n

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Unsere Schaltung besteht im Prinzip aus drei Teilschaltungen:<\/p>\n

In der ersten Teilschaltung ‚Voltage Mapping‘ wird die am Eingang anliegende Steuerspannung von 0-5V auf 0-2V runtergesetzt und mit einem Offset von +3V addiert. Ursache daf\u00fcr ist, dass unser verwendeter Photoresistor eine sehr hohe Spanne zwischen minimalen und maximalen Widerstandswerten in Abh\u00e4ngikeit des ausgestrahlten Lichts erreicht. Daher skalieren wir den Eingangsbereich herunter, wobei aber wichtig ist, dass unser VCA zwischen den Spannungswerten 3 bis 5 V funktioniert. Daher wird noch der Offset +3V hinzuaddiert. Das Heruntersetzen wird mit Spannungsteilern realisiert. Die Addition aus dem skalierten Control Voltage und der konstanten 3V wird mit einem Summierverst\u00e4rker erreicht. Da dieser aber beim Summieren das Vorzeichen umdreht, wird ein weiterer invertierender Verst\u00e4rker in Reihe geschaltet, damit die Spannung wieder positiv wird.<\/p>\n

Die gemappte Steuerspannung wird an die LED-Schaltung (2.Teilschaltung) angelegt, damit durch die LED entsprechend Strom flie\u00dft, um den Leitwert des Photoresistors zu modulieren. Die LED ist Teil einer Bipolartransistorschaltung. Je h\u00f6her die Steuerspannung, umso gr\u00f6\u00dfer der Stromfluss der LED und desto kleiner wird der Widerstand des Photoresistors.<\/p>\n

Dieser ist nun Bestandteil der 3. Teilschaltung (Audio inv. Verst\u00e4rker), in dem die wesentliche spannungsgesteuerte D\u00e4mpfung des Audiosignals stattfindet. Je gr\u00f6\u00dfer die Steuerspannung ist, desto kleiner ist der Widerstandswert des Photoresistors $R_{ph}$. F\u00fcr 5V Steuerpannung ergibt sich eine Verst\u00e4rkung von fast 1. Bei 0V Steuerpannung dagegen ist der Widerstandswert des Photoresistors R2 so gro\u00df, dass die Verst\u00e4rkung praktisch 0 ist. Das Audiosignal kann somit spannungsgesteuert fast komplett abged\u00e4mpft, bzw unver\u00e4ndert durchgelassen werden.<\/p>\n

Urspr\u00fcnglich waren drei einzelne Stages des invertierenden Verst\u00e4rkers vorgesehen, aber beim realen Test unserer Schaltung haben wir gemerkt, dass es so gut funktioniert, dass eine Stufe allein ausreicht. Weiterhin haben wir auch versucht, dass die komplette Range der D\u00e4mpfung 0 bis 1 mit einer unver\u00e4nderten Steuerspannung eingestellt werden kann. Dies hat sich jedoch als schwierig gestaltet, deswegen haben wir es bei der Dynamic Range 3-5V belassen.<\/p>\n

hier ist die fertige Platine f\u00fcr die VCA\u00a0\"\"<\/p>\n

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VCA(Voltage Controlled Amplifier) \u00a0Mit dem Voltage Controlled Amplifier soll ein eingehendes Signal spannungsgesteuert \u00fcbertragen werden. Der VCA hat zwei Eing\u00e4nge, die Steuerspannung und das Audiosignal, und als Augang das ggf. ver\u00e4nderte Audiosignal. Mithilfe der positiven Steuerspannung kann eingestellt werden, mit … Weiterlesen →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":89,"featured_media":159,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/150"}],"collection":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/wp-json\/wp\/v2\/users\/89"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=150"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/150\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":277,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/150\/revisions\/277"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/wp-json\/wp\/v2\/media\/159"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=150"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}