![\"bsb\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/bsb.png\")
<\/a>Abbildung 1: Blockschaltbild<\/p>\nDabei wird zunachst das Audiosignal mit einem Dreieckssignal durch einen Komparator\u00a0verglichen. Man muss aber gewisse Anforderungen an das Dreieckssignal stellen\u00a0damit der Verst\u00e4rker funktioniert, die Frequenz muss sehr viel gr\u00f6\u00dfer und die Amplitude\u00a0gr\u00f6\u00dfer oder gleich der des Audiosignals sein. Das Dreieckssignal wird\u00a0mittels 2 OPVs und einem Kondensator, der st\u00e4ndig auf- und entladen wird, erzeugt, die Frequenz\u00a0l\u00e4sst sich mittels der Gr\u00f6\u00dfe des Kondensators und einem Poti einstellen. Das\u00a0erzeugte Dreiecksignal hat eine Frequenz von 50 kHz, das Signal des Oszillators\u00a0dagegen eine von max. 1 kHz. Au\u00dferdem kann man mittels von 2 Potis das\u00a0Dreiecksignal ein wenig konditionieren, sodass Amplitude und Offset des Audio- und\u00a0Dreiecksignals ungef\u00e4hr \u00fcbereinstimmen bzw das Dreieck ein wenig gr\u00f6\u00dfer ist. Dann\u00a0werden die beiden Signale mittels eines Komparators verglichen und somit eine Pulsweitenmodulation\u00a0des Audiosignals erzeugt. Dabei ist dessen Amplitude und Frequenz\u00a0Information in der unterschiedlichen Breite der Rechtecke abgebildet. Dieses PWMSignal\u00a0l\u00e4sst sich nun einfach mittels 2 Mosfets(ein p-Mos und ein n-Mos) verst\u00e4rken,\u00a0da diese entweder voll durchschalten oder komplett sperren. Um aus dem belastbaren\u00a0und verst\u00e4rkten PWM-Signal wieder einen Sinus zu machen, muss man es mit einem\u00a0Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 1kHz filtern. Da dieser Sinus noch einen Offset hat, muss noch die Gleichspannung entkoppeln werden, um dann den Lautsprecher\u00a0anschlie\u00dfen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
Dreieckgenerator<\/em><\/h4>\nHier gab es recht viele verschiedene Topologien mit denen man ein Dreieckssignal\u00a0erzeugen kann, jedoch waren nat\u00fcrlich nicht alle verwendbar. Da wir zum Anfang des\u00a0Projektes nur eine 5V Versorgungsspannung zur Verf\u00fcgung hatten, konnten wir einige\u00a0Schaltungsideen nicht umsetzten z.B. der NE555 als Dreieckgenerator. Wir haben uns\u00a0dann daf\u00fcr entschieden das Dreieck mit OPVs zu erzeugen mit einer Frequenz von\u00a0f = 1\/(2RC). Das Ziel war eine Frequenz von 100kHz, mit einem 22pF Kondensator und\u00a0einem 250kOhm Widerstand. Nach der Theorie ergibt das eine Frequenz von ca. 90kHz,\u00a0mehr als genug im Vergleich zu 1kHz des Audiosignals. Den Widerstand wird\u00a0mit einem Poti realisiert sodass man bei Bedarf noch die Frequenz ver\u00e4ndern kann.<\/p>\n
Komparator<\/em><\/h4>\nBei der Wahl des Komparators musste darauf geachtet werden, dass dieser schnell\u00a0genug ist. Leider hatten wir nicht viele zur Auswahl mit denen wir testen konnten,\u00a0mit dem TL072P hat es jedoch gut funktioniert, sodass wir uns fur diesen entschieden\u00a0haben. Um aber einen Vergleich zu bekommen wurde auch noch einen schnellen\u00a0Komparator bei Reichelt bestellt, den LTC1440.<\/p>\n
MOSFETs<\/em><\/h4>\nAuch bei den MOSFETs kommt es darauf an, dass diese schnell genug sind und\u00a0somit gut zwischen zwischen ON und OFF wechseln k\u00f6nnen. Au\u00dferdem sollten nie beide\u00a0MOSFETs gleichzeitig leiten, da wir sonst einen Kurzschluss haben, also d\u00fcrfen sie\u00a0auch nicht zu schnell sein. Letztendlich haben wir uns f\u00fcr die BS250 und BS170\u00a0entschieden, da dies die einzigen vorhandenen MOSFETs waren und trotzdem die\u00a0oben genannten Bedingungen erf\u00fcllen. Zum Vergleich daher wurde\u00a0der IC IRF9952 bestellt.<\/p>\n
Tiefpassfilter<\/em><\/h4>\nHierbei wird einfacher LC Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 1kHz benutzt.\u00a0Diese berechnet sich mit f = 1\/(2\u03c0\u221a(LC)). Nun war die Frage, wie man diese am\u00a0besten dimensioniert, dabei ist wichtig, dass es kein \u00dcberschwingen auftritt, aber auch\u00a0kein zu fr\u00fches und langsames Abknicken.<\/p>\n
![\"filter\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/filter-300x229.png\")
<\/a><\/p>\nAbbildung 2: Tiefpassfilter in Abh\u00e4ngigkeit von G\u00fctefaktor Quelle:\u00a0http:\/\/www.ti.com\/lit\/an\/sloa119b\/sloa119b.pdf<\/p>\n
Wie man sieht hat der Tiefpasslter das beste Verhalten fur Q = 1\/\u221a2, mit\u00a0Q = R_L*\u221a(C\/L), wobei R_L der Widerstand des Lautsprechers ist. Um nun das bestm\u00f6gliche\u00a0Tiefpassverhalten zu bekommen muss man einen Kompromiss zwischen Grenzfrequenz, G\u00fctefaktor Q\u00a0und den vorhandenen realen Bauteilen machen:<\/p>\n
![\"TabelleQ\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/TabelleQ-300x69.png\")
<\/a><\/p>\nTabelle 1: Tiefpassfilter<\/p>\n
Wie man sieht ist es schwer den idealen Tiefpasslter f\u00fcr die gew\u00fcnschten Anforderungen zu entwerfen, da man mit den real vorhandenen Bauteilen immer einen Kompromiss eingehen\u00a0muss. Jedoch wurde dabei einen guten gefunden, Q ist ein wenig kleiner\u00a0ebenso wie die Grenzfrequenz.<\/p>\n
Schaltplan<\/em><\/h2>\nIn diesem Kapitel wird der Schaltplan des Verst\u00e4rkers dargestellt. Die Abbildung ist ein direkter Auszug aus der Simulation mit LTSpice. Bauteilwerte sind ablesbar. Die Unterschiede zwischen Simulationsschaltplan und Messungsschaltplan liegen in den verwendeten Transistoren und Operationsverst\u00e4rkern. F\u00fcr den Testaufbau wurden BS170 (n-MOS) und BS250 (p-MOS) als Transistoren, TL072P als Komparator und TLC274P als OPV f\u00fcr die Erzeugung des Dreiecksignals benutzt. (TLC274P verf\u00fcgt \u00fcber vier einzelne OPVs, man nutzt aber nur zwei f\u00fcr das Ziel.)<\/p>\n
![\"Schaltplan\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/Schaltplan1-300x117.png\")
<\/a>Abbildung 3: Schaltplan<\/p>\nSimulation<\/em><\/h2>\nAn dieser Stelle werden die wichtigsten Abbildungen aus der Simulation dargestellt. Die Frequenz des Dreieckgenerators betr\u00e4gt 75kHz simuliert, halb h\u00f6her als die gemessene. Theoretisch m\u00fcsste sie ungef\u00e4hr 90kHz sein.<\/p>\n
![\"Dreieck\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/Dreieck-300x135.png\")
<\/a>Abbildung 4: Dreiecksignal<\/p>\n![\"SineInOut\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/SineInOut-300x139.png\")
<\/a><\/p>\nAbbildung 5: Input (gr\u00fcne Kurve)\/Output (blaue Kurve)<\/p>\n
EAGLE Schaltplan und Board<\/em><\/h2>\nNachdem die Schaltung in LTSpice schon erstellt und simuliert wurde, soll sie mit\u00a0einem Programm fur Platinenlayout implementiert werden. Die folgenden zwei Bilder\u00a0stellen die lange Arbeit der Teilgruppe mit EAGLE dar.<\/p>\n
![\"EAGLE_Sch\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/EAGLE_Sch2-300x144.png\")
<\/a><\/p>\nAbbildung 6: Schematic in EAGLE<\/p>\n
![\"EAGLE_Brd\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/EAGLE_Brd-300x229.png\")
<\/a><\/p>\nAbbildung 7: Board in EAGLE<\/p>\n
Wie es schon erw\u00e4hnt wurde, werden TLC274P als IC fur die Erzeugung\u00a0des Dreieckgenerators und TL072P als Komparator benutzt. Fur den realen\u00a0Aufbau auf der Platine wurde sich aber die Gruppe entschieden einen neuen SMD-Komparator\u00a0zu testen. Da die SMDs auf dem Steckbrett nicht reingesteckt werden\u00a0k\u00f6nnen, sollten zusatzliche Jumpers auf der Platine platziert werden, mit denen zwischen\u00a0den moglichen Ausg\u00e4ngen durchgeschaltet werden kann. In der Schaltung ist\u00a0daf\u00fcr Jumper 1 zust\u00e4ndig. Die gleiche Entscheidung betrifft auch die Verst\u00e4rkung mit\u00a0den beiden MOSFETs. Es wurde noch ein Paar SMD p- und n-Transistoren bestellt, die\u00a0sich mit den vorhandenen BS250 und BS170 konkurrieren sollen. Mithilfe von Jumper\u00a03 wird es zwischen den Ausg\u00e4ngen der beiden Transistorpaaren durchgeschaltet.<\/p>\n
Best\u00fcckung und Testen der Platine<\/em><\/h2>\nNach der Herstellung der Platine vom Werkstatt, soll sie gebohrt und best\u00fcckt werden.\u00a0Die folgenden Bilder zeigen der Platinenstand direkt nach dem \u00c4tzen.<\/p>\n
![\"PlatineTop\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/PlatineTop-225x300.jpg\")
<\/a><\/p>\nAbbildung 8: Topseite der Platine<\/p>\n
![\"PlatineBottom\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/PlatineBottom-225x300.jpg\")
<\/a><\/p>\nAbbildung 9: Bottomseite der Platine<\/p>\n
Die gr\u00fcne Schicht dient nur zum Schutz des Kupfers, das direkt darunter liegt. Diese\u00a0Schicht wird sp\u00e4ter mit Aceton entfernt. Vorher soll man zuerst die Platine bohren –\u00a0die meisten L\u00f6cher wurden mit 0.8mm Stift gebohrt, es gab aber auch gr\u00f6\u00dfere, wie\u00a0z.B. die L\u00f6cher fur die IC Sockel mit\u00a01mm. Nachdem die Schutzschicht entfernt\u00a0wurde, m\u00fcssen die Bauteile angel\u00f6tet werden. Die folgenden Abbildungen spiegeln\u00a0unsere T\u00e4tigkeiten des gesamten Projektlabors\u00a0wider.<\/p>\n
![\"PlatineTopFertig\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/PlatineTopFertig-225x300.jpg\")
<\/a><\/p>\nAbbildung 11: Topseite der fertigen Platine<\/p>\n
![\"PlatineBottomFertig\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/PlatineBottomFertig-225x300.jpg\")
<\/a><\/p>\nAbbildung 12: Bottomseite der fertigen Platine<\/p>\n
Alle Bauteile sind schon auf der Platine angel\u00f6tet. Es muss noch einen Test der Funktionalit\u00e4t durchgef\u00fchrt und die bestmogliche Konfiguration von Komparator und MOSFETs gew\u00e4hlt werden. Au\u00dferhalb soll der interne 6-Pin Bus zwischen den anderen\u00a0Teilgruppen verkabelt und der gew\u00e4hlte Lautsprecher eingesteckt werden. Der Test zeigte, dass alle Teilschaltungen\u00a0gut funktionieren, aber jedoch nicht auf Anhieb, auch bei uns hatte sich ein Fehler\u00a0in der EAGLE-Schaltung eingeschlichen, sodass kein Dreieckssignal rauskam. Es war\u00a0jedoch nur eine falsch gelegte Verbindung. Dieser Fehler lies sich leicht beheben durch\u00a0Auftrennen einer Leiterbahn und das Verbinden einer anderen.\u00a0Das Testen ergab au\u00dferdem, dass die SMD-Mosfets und der SMD-Komparator besser\u00a0geeignet sind f\u00fcr den Class-D Verstarker. Die folgende Abbildung zeigt die funktionsf\u00e4hige Verstarkerschaltung und der mit ihr betriebene Lautsprecher.<\/p>\n
Bei der Wahl des Komparators musste darauf geachtet werden, dass dieser schnell\u00a0genug ist. Leider hatten wir nicht viele zur Auswahl mit denen wir testen konnten,\u00a0mit dem TL072P hat es jedoch gut funktioniert, sodass wir uns fur diesen entschieden\u00a0haben. Um aber einen Vergleich zu bekommen wurde auch noch einen schnellen\u00a0Komparator bei Reichelt bestellt, den LTC1440.<\/p>\n
MOSFETs<\/em><\/h4>\nAuch bei den MOSFETs kommt es darauf an, dass diese schnell genug sind und\u00a0somit gut zwischen zwischen ON und OFF wechseln k\u00f6nnen. Au\u00dferdem sollten nie beide\u00a0MOSFETs gleichzeitig leiten, da wir sonst einen Kurzschluss haben, also d\u00fcrfen sie\u00a0auch nicht zu schnell sein. Letztendlich haben wir uns f\u00fcr die BS250 und BS170\u00a0entschieden, da dies die einzigen vorhandenen MOSFETs waren und trotzdem die\u00a0oben genannten Bedingungen erf\u00fcllen. Zum Vergleich daher wurde\u00a0der IC IRF9952 bestellt.<\/p>\n
Tiefpassfilter<\/em><\/h4>\nHierbei wird einfacher LC Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 1kHz benutzt.\u00a0Diese berechnet sich mit f = 1\/(2\u03c0\u221a(LC)). Nun war die Frage, wie man diese am\u00a0besten dimensioniert, dabei ist wichtig, dass es kein \u00dcberschwingen auftritt, aber auch\u00a0kein zu fr\u00fches und langsames Abknicken.<\/p>\n
<\/a><\/p>\nAbbildung 2: Tiefpassfilter in Abh\u00e4ngigkeit von G\u00fctefaktor Quelle:\u00a0http:\/\/www.ti.com\/lit\/an\/sloa119b\/sloa119b.pdf<\/p>\n
Wie man sieht hat der Tiefpasslter das beste Verhalten fur Q = 1\/\u221a2, mit\u00a0Q = R_L*\u221a(C\/L), wobei R_L der Widerstand des Lautsprechers ist. Um nun das bestm\u00f6gliche\u00a0Tiefpassverhalten zu bekommen muss man einen Kompromiss zwischen Grenzfrequenz, G\u00fctefaktor Q\u00a0und den vorhandenen realen Bauteilen machen:<\/p>\n
<\/a><\/p>\nTabelle 1: Tiefpassfilter<\/p>\n
Wie man sieht ist es schwer den idealen Tiefpasslter f\u00fcr die gew\u00fcnschten Anforderungen zu entwerfen, da man mit den real vorhandenen Bauteilen immer einen Kompromiss eingehen\u00a0muss. Jedoch wurde dabei einen guten gefunden, Q ist ein wenig kleiner\u00a0ebenso wie die Grenzfrequenz.<\/p>\n
Schaltplan<\/em><\/h2>\nIn diesem Kapitel wird der Schaltplan des Verst\u00e4rkers dargestellt. Die Abbildung ist ein direkter Auszug aus der Simulation mit LTSpice. Bauteilwerte sind ablesbar. Die Unterschiede zwischen Simulationsschaltplan und Messungsschaltplan liegen in den verwendeten Transistoren und Operationsverst\u00e4rkern. F\u00fcr den Testaufbau wurden BS170 (n-MOS) und BS250 (p-MOS) als Transistoren, TL072P als Komparator und TLC274P als OPV f\u00fcr die Erzeugung des Dreiecksignals benutzt. (TLC274P verf\u00fcgt \u00fcber vier einzelne OPVs, man nutzt aber nur zwei f\u00fcr das Ziel.)<\/p>\n
<\/a>Abbildung 3: Schaltplan<\/p>\nSimulation<\/em><\/h2>\nAn dieser Stelle werden die wichtigsten Abbildungen aus der Simulation dargestellt. Die Frequenz des Dreieckgenerators betr\u00e4gt 75kHz simuliert, halb h\u00f6her als die gemessene. Theoretisch m\u00fcsste sie ungef\u00e4hr 90kHz sein.<\/p>\n
<\/a>Abbildung 4: Dreiecksignal<\/p>\n<\/a><\/p>\nAbbildung 5: Input (gr\u00fcne Kurve)\/Output (blaue Kurve)<\/p>\n
EAGLE Schaltplan und Board<\/em><\/h2>\nNachdem die Schaltung in LTSpice schon erstellt und simuliert wurde, soll sie mit\u00a0einem Programm fur Platinenlayout implementiert werden. Die folgenden zwei Bilder\u00a0stellen die lange Arbeit der Teilgruppe mit EAGLE dar.<\/p>\n
<\/a><\/p>\nAbbildung 6: Schematic in EAGLE<\/p>\n
<\/a><\/p>\nAbbildung 7: Board in EAGLE<\/p>\n
Wie es schon erw\u00e4hnt wurde, werden TLC274P als IC fur die Erzeugung\u00a0des Dreieckgenerators und TL072P als Komparator benutzt. Fur den realen\u00a0Aufbau auf der Platine wurde sich aber die Gruppe entschieden einen neuen SMD-Komparator\u00a0zu testen. Da die SMDs auf dem Steckbrett nicht reingesteckt werden\u00a0k\u00f6nnen, sollten zusatzliche Jumpers auf der Platine platziert werden, mit denen zwischen\u00a0den moglichen Ausg\u00e4ngen durchgeschaltet werden kann. In der Schaltung ist\u00a0daf\u00fcr Jumper 1 zust\u00e4ndig. Die gleiche Entscheidung betrifft auch die Verst\u00e4rkung mit\u00a0den beiden MOSFETs. Es wurde noch ein Paar SMD p- und n-Transistoren bestellt, die\u00a0sich mit den vorhandenen BS250 und BS170 konkurrieren sollen. Mithilfe von Jumper\u00a03 wird es zwischen den Ausg\u00e4ngen der beiden Transistorpaaren durchgeschaltet.<\/p>\n
Best\u00fcckung und Testen der Platine<\/em><\/h2>\nNach der Herstellung der Platine vom Werkstatt, soll sie gebohrt und best\u00fcckt werden.\u00a0Die folgenden Bilder zeigen der Platinenstand direkt nach dem \u00c4tzen.<\/p>\n
<\/a><\/p>\nAbbildung 8: Topseite der Platine<\/p>\n
<\/a><\/p>\nAbbildung 9: Bottomseite der Platine<\/p>\n
Die gr\u00fcne Schicht dient nur zum Schutz des Kupfers, das direkt darunter liegt. Diese\u00a0Schicht wird sp\u00e4ter mit Aceton entfernt. Vorher soll man zuerst die Platine bohren –\u00a0die meisten L\u00f6cher wurden mit 0.8mm Stift gebohrt, es gab aber auch gr\u00f6\u00dfere, wie\u00a0z.B. die L\u00f6cher fur die IC Sockel mit\u00a01mm. Nachdem die Schutzschicht entfernt\u00a0wurde, m\u00fcssen die Bauteile angel\u00f6tet werden. Die folgenden Abbildungen spiegeln\u00a0unsere T\u00e4tigkeiten des gesamten Projektlabors\u00a0wider.<\/p>\n
<\/a><\/p>\nAbbildung 11: Topseite der fertigen Platine<\/p>\n
<\/a><\/p>\nAbbildung 12: Bottomseite der fertigen Platine<\/p>\n
Alle Bauteile sind schon auf der Platine angel\u00f6tet. Es muss noch einen Test der Funktionalit\u00e4t durchgef\u00fchrt und die bestmogliche Konfiguration von Komparator und MOSFETs gew\u00e4hlt werden. Au\u00dferhalb soll der interne 6-Pin Bus zwischen den anderen\u00a0Teilgruppen verkabelt und der gew\u00e4hlte Lautsprecher eingesteckt werden. Der Test zeigte, dass alle Teilschaltungen\u00a0gut funktionieren, aber jedoch nicht auf Anhieb, auch bei uns hatte sich ein Fehler\u00a0in der EAGLE-Schaltung eingeschlichen, sodass kein Dreieckssignal rauskam. Es war\u00a0jedoch nur eine falsch gelegte Verbindung. Dieser Fehler lies sich leicht beheben durch\u00a0Auftrennen einer Leiterbahn und das Verbinden einer anderen.\u00a0Das Testen ergab au\u00dferdem, dass die SMD-Mosfets und der SMD-Komparator besser\u00a0geeignet sind f\u00fcr den Class-D Verstarker. Die folgende Abbildung zeigt die funktionsf\u00e4hige Verstarkerschaltung und der mit ihr betriebene Lautsprecher.<\/p>\n
Hierbei wird einfacher LC Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 1kHz benutzt.\u00a0Diese berechnet sich mit f = 1\/(2\u03c0\u221a(LC)). Nun war die Frage, wie man diese am\u00a0besten dimensioniert, dabei ist wichtig, dass es kein \u00dcberschwingen auftritt, aber auch\u00a0kein zu fr\u00fches und langsames Abknicken.<\/p>\n
Abbildung 2: Tiefpassfilter in Abh\u00e4ngigkeit von G\u00fctefaktor Quelle:\u00a0http:\/\/www.ti.com\/lit\/an\/sloa119b\/sloa119b.pdf<\/p>\n Wie man sieht hat der Tiefpasslter das beste Verhalten fur Q = 1\/\u221a2, mit\u00a0Q = R_L*\u221a(C\/L), wobei R_L der Widerstand des Lautsprechers ist. Um nun das bestm\u00f6gliche\u00a0Tiefpassverhalten zu bekommen muss man einen Kompromiss zwischen Grenzfrequenz, G\u00fctefaktor Q\u00a0und den vorhandenen realen Bauteilen machen:<\/p>\n Tabelle 1: Tiefpassfilter<\/p>\n Wie man sieht ist es schwer den idealen Tiefpasslter f\u00fcr die gew\u00fcnschten Anforderungen zu entwerfen, da man mit den real vorhandenen Bauteilen immer einen Kompromiss eingehen\u00a0muss. Jedoch wurde dabei einen guten gefunden, Q ist ein wenig kleiner\u00a0ebenso wie die Grenzfrequenz.<\/p>\n In diesem Kapitel wird der Schaltplan des Verst\u00e4rkers dargestellt. Die Abbildung ist ein direkter Auszug aus der Simulation mit LTSpice. Bauteilwerte sind ablesbar. Die Unterschiede zwischen Simulationsschaltplan und Messungsschaltplan liegen in den verwendeten Transistoren und Operationsverst\u00e4rkern. F\u00fcr den Testaufbau wurden BS170 (n-MOS) und BS250 (p-MOS) als Transistoren, TL072P als Komparator und TLC274P als OPV f\u00fcr die Erzeugung des Dreiecksignals benutzt. (TLC274P verf\u00fcgt \u00fcber vier einzelne OPVs, man nutzt aber nur zwei f\u00fcr das Ziel.)<\/p>\n An dieser Stelle werden die wichtigsten Abbildungen aus der Simulation dargestellt. Die Frequenz des Dreieckgenerators betr\u00e4gt 75kHz simuliert, halb h\u00f6her als die gemessene. Theoretisch m\u00fcsste sie ungef\u00e4hr 90kHz sein.<\/p>\n Abbildung 5: Input (gr\u00fcne Kurve)\/Output (blaue Kurve)<\/p>\n Nachdem die Schaltung in LTSpice schon erstellt und simuliert wurde, soll sie mit\u00a0einem Programm fur Platinenlayout implementiert werden. Die folgenden zwei Bilder\u00a0stellen die lange Arbeit der Teilgruppe mit EAGLE dar.<\/p>\n Abbildung 6: Schematic in EAGLE<\/p>\n Abbildung 7: Board in EAGLE<\/p>\n Wie es schon erw\u00e4hnt wurde, werden TLC274P als IC fur die Erzeugung\u00a0des Dreieckgenerators und TL072P als Komparator benutzt. Fur den realen\u00a0Aufbau auf der Platine wurde sich aber die Gruppe entschieden einen neuen SMD-Komparator\u00a0zu testen. Da die SMDs auf dem Steckbrett nicht reingesteckt werden\u00a0k\u00f6nnen, sollten zusatzliche Jumpers auf der Platine platziert werden, mit denen zwischen\u00a0den moglichen Ausg\u00e4ngen durchgeschaltet werden kann. In der Schaltung ist\u00a0daf\u00fcr Jumper 1 zust\u00e4ndig. Die gleiche Entscheidung betrifft auch die Verst\u00e4rkung mit\u00a0den beiden MOSFETs. Es wurde noch ein Paar SMD p- und n-Transistoren bestellt, die\u00a0sich mit den vorhandenen BS250 und BS170 konkurrieren sollen. Mithilfe von Jumper\u00a03 wird es zwischen den Ausg\u00e4ngen der beiden Transistorpaaren durchgeschaltet.<\/p>\n Nach der Herstellung der Platine vom Werkstatt, soll sie gebohrt und best\u00fcckt werden.\u00a0Die folgenden Bilder zeigen der Platinenstand direkt nach dem \u00c4tzen.<\/p>\n Abbildung 8: Topseite der Platine<\/p>\n Abbildung 9: Bottomseite der Platine<\/p>\n Die gr\u00fcne Schicht dient nur zum Schutz des Kupfers, das direkt darunter liegt. Diese\u00a0Schicht wird sp\u00e4ter mit Aceton entfernt. Vorher soll man zuerst die Platine bohren –\u00a0die meisten L\u00f6cher wurden mit 0.8mm Stift gebohrt, es gab aber auch gr\u00f6\u00dfere, wie\u00a0z.B. die L\u00f6cher fur die IC Sockel mit\u00a01mm. Nachdem die Schutzschicht entfernt\u00a0wurde, m\u00fcssen die Bauteile angel\u00f6tet werden. Die folgenden Abbildungen spiegeln\u00a0unsere T\u00e4tigkeiten des gesamten Projektlabors\u00a0wider.<\/p>\n Abbildung 11: Topseite der fertigen Platine<\/p>\n Abbildung 12: Bottomseite der fertigen Platine<\/p>\n Alle Bauteile sind schon auf der Platine angel\u00f6tet. Es muss noch einen Test der Funktionalit\u00e4t durchgef\u00fchrt und die bestmogliche Konfiguration von Komparator und MOSFETs gew\u00e4hlt werden. Au\u00dferhalb soll der interne 6-Pin Bus zwischen den anderen\u00a0Teilgruppen verkabelt und der gew\u00e4hlte Lautsprecher eingesteckt werden. Der Test zeigte, dass alle Teilschaltungen\u00a0gut funktionieren, aber jedoch nicht auf Anhieb, auch bei uns hatte sich ein Fehler\u00a0in der EAGLE-Schaltung eingeschlichen, sodass kein Dreieckssignal rauskam. Es war\u00a0jedoch nur eine falsch gelegte Verbindung. Dieser Fehler lies sich leicht beheben durch\u00a0Auftrennen einer Leiterbahn und das Verbinden einer anderen.\u00a0Das Testen ergab au\u00dferdem, dass die SMD-Mosfets und der SMD-Komparator besser\u00a0geeignet sind f\u00fcr den Class-D Verstarker. Die folgende Abbildung zeigt die funktionsf\u00e4hige Verstarkerschaltung und der mit ihr betriebene Lautsprecher.<\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\nSchaltplan<\/em><\/h2>\n
<\/a>Abbildung 3: Schaltplan<\/p>\nSimulation<\/em><\/h2>\n
<\/a>Abbildung 4: Dreiecksignal<\/p>\n<\/a><\/p>\nEAGLE Schaltplan und Board<\/em><\/h2>\n
<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\nBest\u00fcckung und Testen der Platine<\/em><\/h2>\n
<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n