Realisiert wurde dieser mit Hilfe eines Operationsverst\u00e4rkers (OPV). Dabei wurde der OPV als invertierender Verst\u00e4rker verschaltet, indem die Ausgangsspannung \u00fcber einen Widerstand (R2<\/sub>) auf den negativen Eingang des OPV’s zur\u00fcckgef\u00fchrt wird. Au\u00dferdem liegt am negativen Eingang \u00fcber einen weiteren Widerstand(R1<\/sub>) das Ausgangssignal des Mikrofons an. Der positive Eingang des OPV’s ist dabei auf Ground gelegt. Somit erhalten wir eine Verst\u00e4rkung von Vu<\/sub>= -R2<\/sub>\/R1<\/sub>. Da es sich um einen invertieren Verst\u00e4rker handelt, erhalten wir eine negative Verst\u00e4rkung. Jedoch spielt das Vorzeichen f\u00fcr unser Projekt keine Rolle, da dadurch ausschlie\u00dflich die Phase des Wechselsignals ver\u00e4ndert wird, welches keine relevanten Auswirkungen auf den weiteren Verlauf hat. Die folgende Abbildung zeigt die in LTSpice simulierte Schaltung.<\/p>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-content\/uploads\/sites\/31\/2021\/02\/vorverstaerker-1024x569.png\")
<\/figure>\n\n\n\nDie Versorgungsspannungen des OPV’s wurden dabei auf 5V und Ground eingestellt. Mit Hilfe von Eagle wurde das Schaltbild realiesiert.<\/p>\n\n\n\n Der Vorverst\u00e4rker hat als Eingangssignal die Spannung aus dem Mikrofon ‚MICOUT‘ und das Ausgangssignal ist die verst\u00e4rkte Spannung ‚VERSTOUT‘. Die roten Leiterbahnen liegen auf Top, die blauen Leiterbahnen auf Bottom. Die Widerst\u00e4nde und Abblockkondensatoren konnten auf Bottom- und Top-Seite angeschlossen werden. Der BUS-Stecker und die Anschl\u00fcsse des OPVs sind nur auf Bottom-Seite m\u00f6glich. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Vorverst\u00e4rker Damit das Eingangssignal richtig gefiltert werden kann, wird das Ausgangssignal des Mikrofons mittels Vorverst\u00e4rker verst\u00e4rkt. Dieser Vorverst\u00e4rker vergr\u00f6\u00dfert die Amplitude des eingehenden Signals um einen Faktor, welcher noch im sp\u00e4teren Verlauf festgelegt wird. Realisiert wurde dieser mit Hilfe eines Operationsverst\u00e4rkers (OPV). Dabei wurde der OPV als invertierender Verst\u00e4rker verschaltet, indem die Ausgangsspannung \u00fcber einen […]<\/p>\n","protected":false},"author":132,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/18"}],"collection":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-json\/wp\/v2\/users\/132"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=18"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/18\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":32,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/18\/revisions\/32"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=18"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
Bei der Simulation wurde eine Verst\u00e4rkung von Vu<\/sub>= -4 festgelegt. Anschlie\u00dfend wurde die Schaltung auf dem Steckbrett aufgebaut und getestet. Dabei stellte sich heraus, dass die Verst\u00e4rkung nicht optimal gew\u00e4hlt wurde. Deshalb wurden die Widerst\u00e4nde neu dimensioniert, wobei f\u00fcr R1<\/sub> ein Widerstand mit 1200 \u03a9 festgelegt wurde. F\u00fcr R2<\/sub> wurde ein Potentiometer mit einem Umfang von 10 \u03a9 bis 2 M\u03a9gew\u00e4hlt. Dadurch ist es m\u00f6glich, eine Verst\u00e4rkung von 0,008 bis 1666,7 einzustellen. Diese wird dann nachdem Aufbau der Lichtorgel auf einen festen Wert festgelegt.<\/p>\n\n\n\nPlatine<\/h2>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-content\/uploads\/sites\/31\/2021\/02\/Schaltung_Raphaela-1024x684.png\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\n
Die 5 Schmitt-Trigger haben als Eingangssignal jeweils die Outputspannung des gleichgerichteten Tiefpasssignals ‚TPOUT‘. F\u00fcr die Referenzspannung ist au\u00dferdem der Spannungsteiler mit auf der Platine verbaut. Die Ausgangsspannungen der 5 Schmitt-Trigger sind ‚TPDIODE1‘ bis ‚TPDIODE5‘.
Zu beachten war, dass die OPVs jeweils mit 2 Abblockkondensatoren versehen wurden.
Das Board ist in folgender Abbildung zu sehen.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-content\/uploads\/sites\/31\/2021\/02\/Board_Raphaela-1024x315.png\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\n
Um die Platine zu testen, wurden an den BUS-Stecker die Versorgungsspannungen angelegt und ben\u00f6tigten Eingangsspannungen angelegt, und die Ausgangsspannungen gemessen. Es wurde festgestellt, dass auch hier die Schaltschwellen der einzelnen Schmitt-Trigger geringer sind als berechnet. Der Vorverst\u00e4rker und die Schmitt-Trigger funktionierten, sodass die Platine als funktionsf\u00e4hig gilt.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-content\/uploads\/sites\/31\/2021\/02\/IMG_3340-1024x401.jpg\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-di-lichtorgel-521\/wp-content\/uploads\/sites\/31\/2021\/02\/WhatsApp-Image-2021-02-16-at-15.29.13-1024x384.jpeg\")
<\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n