{"id":105,"date":"2016-07-16T17:48:59","date_gmt":"2016-07-16T15:48:59","guid":{"rendered":"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/purplegain\/?page_id=105"},"modified":"2016-07-16T19:03:42","modified_gmt":"2016-07-16T17:03:42","slug":"gruppe-2-waveshaping-platine","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/purplegain\/gruppe-2-uebersicht\/gruppe-2-waveshaping-platine\/","title":{"rendered":"Gruppe 2 – Waveshaping-Platine"},"content":{"rendered":"

\"Platine_Wave\"<\/a><\/p>\n

Auf unserer dritten Platine sollen nun die weiteren Signalformen erzeugt und ggf. mit einem Rauschen gemischt werden. Zudem wird mit Dioden und LED’s eine Schutzbeschaltung f\u00fcr den Ausgangs realisiert, die die Spannung auf den vereinbarten Bereich von -1V bis +1V begrenzt.<\/p>\n

Zu den hier gezeigten Schaltpl\u00e4nen sei gesagt, dass die Korrekturen, welche w\u00e4hrend dem Testen der Platinen gemacht wurden, hier noch nicht ber\u00fccksichtigt wurden. Es ist also wahrscheinlich, dass die gezeigten Schaltungen zum Teil nur eingeschr\u00e4nkt funktionieren.<\/p>\n

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Sinus<\/strong><\/span><\/p>\n

\"Sinus\"<\/a><\/p>\n

Zur Erzeugung einer Sinusform, wird das vom VCO generierte Dreieckssignal und das abgebildete Diodennetzwerk verwendet. Das Prinzip ist denkbar einfach, \u00fcber Spannungsteiler werden verschiedene Spannungslevel vorgegeben, bei denen jeweils eine Diode in den leitenden Zustand \u00fcbergeht. Dadurch wird eine gestaffelte Verst\u00e4rkung erzielt. Die von uns verwendete Schaltung ist nach einer Idee aus dem Internet [1] entstanden.<\/p>\n

F\u00fcr kleine Spannungen um den Nulldurchgang herum, sind sich Dreiecks- und Sinussignal sehr \u00e4hnlich, weshalb hier eine Verst\u00e4rkung von 1 gew\u00fcnscht ist. Die Sinusform wird nun dadurch erreicht, dass die Dioden die Verst\u00e4rkung in drei Stufen absenken und somit die Spitze des Dreiecks abflachen. Die Stufen werden hierbei durch unterschiedlich dimensionierte Spannungsteiler realisiert.<\/p>\n

Da Dioden nur einen unidirektionalen Stromfluss zulassen, muss die Schaltung symmetrisch aufgebaut werden, damit beide Halbwellen jeweils zu einer Sinushalbwelle umgeformt werden.<\/p>\n

\u00dcber den invertierenden Verst\u00e4rker am Ausgang wird nun das Vorzeichen korrigiert und der Pegel angepasst.<\/p>\n

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S\u00e4gezahn<\/strong><\/span><\/p>\n

\"Saw\"<\/a><\/p>\n

Zur Realisierung der S\u00e4gezahn- oder auch Rampenform wird ebenfalls das Dreieckssignal verwendet. Die grundlegende Idee ist, die steigenden Flanken von zwei gegeneinander verschobenen Dreieckssignalen aneinander zu h\u00e4ngen, also zwischen diesen Signalen hin und her zu schalten.<\/p>\n

Hierzu wird dem Dreieck aus dem VCO zun\u00e4chst ein Offset hinzugef\u00fcgt, so dass dieses nun zwischen 0 und +2V schwingt. Anschlie\u00dfend wird mittels eines invertierenden Verst\u00e4rker das zweite Dreieckssignal erzeugt, welches aufgrund der Invertierung um 180\u00b0 phasenverschoben ist. \u00dcber einen Analogschalter, der \u00fcber das Rechtecksignal des VCO gesteuert wird, wird nun jeweils die entsprechende Flanke an den Ausgang gelegt.<\/p>\n

Gegen\u00fcber anderen Schaltungen zur Realisierung von Rampen (z.B. mittels Auf- und Entladen eines Kondensators) zeichnet sich diese Schaltung durch ihre sehr gute Steilheit beim Abfall vom Maximum auf das Minimum aus.<\/p>\n

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Impuls<\/strong><\/span><\/p>\n

\"PWM\"<\/a><\/p>\n

Ein Impuls mit variabler Pulsl\u00e4nge l\u00e4sst sich sehr einfach aus einem Dreieckssignal und einer Steuerspannung generieren. Hierf\u00fcr werden die beiden Signale mittels Komparator miteinander verglichen. Diese Methode wird auch als Pulsweitenmodulation (PWM) bezeichnet und ist in der Elektrotechnik weit verbreitet.<\/p>\n

Jeweils in den Schnittpunkten von Dreiecks- und Steuerspannung schaltet der OPV und wechselt damit zu positiver bzw. negativer Versorgungsspannung am Ausgang. Wichtig hierf\u00fcr ist, dass die Steuerspannung in der gleichen Gr\u00f6\u00dfenordnung wie die des Dreieckssignals liegt, damit die Schnittpunkte auch existieren.<\/p>\n

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Noise und Mixer<\/strong><\/span>
\n\"Noise\"<\/a><\/p>\n

Als optionale Schaltung wurde nun noch ein Rauschgenerator (links, [2]) und der dadurch notwendig gewordene Mixer (rechts) realisiert.<\/p>\n

F\u00fcr das Rauschen wird das Eigenrauschen eines npn-Bipolartransistors (T1) verst\u00e4rkt, bei dem der Basis-Emitter-\u00dcbergang wie eine Zenerdiode betrieben wird. Dies erzeugt ein wei\u00dfes Rauschen (Rauschen mit allen Frequenzen). \u00dcber den Widerstand R12 f\u00e4llt dann der gr\u00f6\u00dfte Teil der Rauschspannung ab, welche durch den zweiten Transistor anschlie\u00dfend verst\u00e4rkt wird.<\/p>\n

F\u00fcr den Mixer wird abermals ein Addierer verwendet, bei dem die Eing\u00e4nge \u00fcber die Potentiometer auf der Frontplatine gewichtet werden k\u00f6nnen. Nach dem Best\u00fccken der Platinen, fiel w\u00e4hrend des Funktionstests auf, dass hier kein nicht-invertierender Addierer (wie in der Abbildung gezeigt) sondern ein invertierender Addierer benutzt werden muss.<\/p>\n

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[1] Idee Diodennetzwerk: http:\/\/alt.ife.tugraz.at\/LV\/AST\/FG.pdf<\/a><\/p>\n

[2] Idee Noisegenerator: http:\/\/freenrg.info\/Physics\/Scalar_Vector_Pot_And_Rick_Andersen\/Rick_Andersen_Noisegen.htm<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Auf unserer dritten Platine sollen nun die weiteren Signalformen erzeugt und ggf. mit einem Rauschen gemischt werden. Zudem wird mit Dioden und LED’s eine Schutzbeschaltung f\u00fcr den Ausgangs realisiert, die die Spannung auf den vereinbarten Bereich von -1V bis +1V begrenzt. Zu den hier gezeigten Schaltpl\u00e4nen sei gesagt, dass die Korrekturen, welche w\u00e4hrend dem Testen … Gruppe 2 – Waveshaping-Platine<\/span> weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":38,"featured_media":0,"parent":90,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/purplegain\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/105"}],"collection":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/purplegain\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/purplegain\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/purplegain\/wp-json\/wp\/v2\/users\/38"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/purplegain\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=105"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/purplegain\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/105\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":138,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/purplegain\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/105\/revisions\/138"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/purplegain\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/90"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/purplegain\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=105"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}