Als erstes stellte man sich die Frage, welcher Verstärker realisiert werden soll. Da ein AB Verstärker schon im zweiten Labortermin gebaut wurde und der Wirkungsgrad zu gering war, fiel die Wahl auf den Klasse D-Verstärker, der durch den Einsatz von MOSFets einen besseren Wirkungsgrad erzielen kann. Somit begann die Suche nach geeigneten Schaltplänen und Verständnis über die Funktionsweise zu gewinnen. Dabei halfen die Vorträge vor den Laborterminen. Begonnen wurde damit, einen Rechteck- Dreieck-Generator in LT Spice zu simulieren. Das erste Problem war, passende Operationsverstärker (OPVs) zu finden und die Schaltung so zu dimensionieren, dass ein vernünftiges Signal mit einer Frequenz von 200kHz generiert wird. Im dritten Labortermin lief die Simulation mit geeignetem Ergebnis und so wurde die Schaltung auf dem Steckbrett aufgebaut. Das nun erzeugte Signal war ernüchternd. Es gab weder ein Dreieck- noch ein Rechtecksignal am Ausgang. So musste ein Zusatztermin vereinbart werden, indem beschlossen wurde sich nach neuen, besser geeigneten OPVs und Komperatoren umzusehen. Im Zusatztermin wurde außerdem noch klar, dass die zuvor aufgebaute Schaltung aus zwei Gründen nicht funktionierte: Erstens, es bestand keine richtige Verbindung zwischen einer der Spannungsquellen und dem Stecker am Steckbrett, was dazu führte, dass „VCC–äuf dem Steckbrett komplett fehlte. Zweitens fiel auf, dass der verwendete Komperator einen Open-Collector Output hatte und somit erst einen Strom ausgeben konnte, wenn er mit einem Pull-Up Wiederstand auf VCC gezogen wird. Als diese Fehler behoben waren, war zum ersten Mal ein Dreiecksignal zu erkennen. Allerdings war dies nicht linear genug und die Spitzen viel zu rund. Somit wurden während des nächsten Termins neue OPVs besorgt, mit denen nach einigen Tests mit verschiedenen Wiederständen und Kapazitäten, ein vernünftiges Dreieck zu sehen war. Leider war die Frequenz mit ca. 60 kHz immer noch zu gering, was zur Folge hatte, dass sich nebenbei mit der Dimensionierung einer H-Brücke als Treiber für die MOS-Transistoren beschäftigt werden musste. Der Aufbau lief gut, allerdings wurde bei einem Funktionstest mit dem Funktionsgenerator festgestellt, dass auch hier der verwendete NE5532 eine zu geringe Slewrate aufweist. Somit ergeben sich folgende Aufgaben für die nächsten Termine: Frequenz am Dreieckgenerator erhöhen, neue OPVs für den Treiber organisieren und den Filter für den Ausgang zu dimensionieren und aufzubauen.

Treiberstufe/ Endstufe

Die Treiberstufe, bestehend aus vier Bipolartransistoren, sorgt dafür, dass die MOSFETS richtig angesteuert werden. Denn sollten beide MOSFETS durchschalten würde das zu einem Kurzschluss zwischen Minus und Plus Versorgungsspannung führen. Deshalb sorgt die Treiberstufe dafür, dass jeder der p-MOS oder der n-MOS durchschalten kann. Die Totzeit, also die Zeit in der keiner der MOSFETS angesteuert wird, wurde über die Wiederstände in der Treiberstufe eingestellt. Die MOSFETS sorgen dann für die Verstärkung des Signals.

Filter

Der Filter muss aus dem PWM Signal wieder ein Sinussignal machen. Die Wahl fiel hier auf einen LC Tiefpassfilter. Er wurde so Dimensioniert, dass er eine Grenzfrequenz von 18 kHz hat. Die Induktivität und Kapazität ergaben sich dann nach umstellen der Formel zur berechnung der Grenzfrequenz:

f_g = 1 / (2 * π * sqrt(LC))