{"id":8,"date":"2021-01-15T14:38:27","date_gmt":"2021-01-15T13:38:27","guid":{"rendered":"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/?page_id=8"},"modified":"2021-02-18T22:11:45","modified_gmt":"2021-02-18T21:11:45","slug":"vca","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/vca\/","title":{"rendered":"VCA"},"content":{"rendered":"\n<p>Urspr\u00fcnglich war ein VCA (Voltage Controlled Amplifier) gedacht. Im Verlauf des Semesters wurde zu dem Entwurf einer Endstufe \u00fcbergegangen.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Endstufe dient der Leistungsverst\u00e4rkung der Signale um die Signale \u00fcber einen Lautsprecher ausspielen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" width=\"1024\" height=\"482\" src=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/p-1024x482.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-53\" srcset=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/p-1024x482.png 1024w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/p-300x141.png 300w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/p-768x362.png 768w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/p.png 1467w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption>Schaltplan Endstufe aus LTSpice<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Der Schaltplan besteht aus drei Grundschaltungen.<br>\u00b7 Buffer<br>\u00b7 Invertierender Verst\u00e4rker<br>\u00b7 Push- Pull- Enstufe<\/p>\n\n\n\n<p><br><strong>Buffer<\/strong><br>Da der invertierende Verst\u00e4rker Leistung verbraucht, muss die Endstufe vom MUX abgekoppelt werden. F\u00fcr diesen Zweck wurde einen Impedanzwandler verwendet, welcher den n\u00f6tigen Strom f\u00fcr den invertierenden Verst\u00e4rker liefern soll.<\/p>\n\n\n\n<p>In dem Buffer wurde ein Hochpass implementiert, welcher einen m\u00f6glichen Offset im Signal herausfiltern soll. Dies dient ausschlie\u00dflich zum Schutz vor zu gro\u00dfem Leistungsverbrauch und ist nicht zwingend notwendig.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Invertierender Verst\u00e4rker<\/strong><br>Ziel dieser Verst\u00e4rkerstufe ist es das Signal auf ein gew\u00fcnschtes Niveau anzuheben oder zu senken. Dabei ist es wichtig, dass das Signal ebenfalls auf Null reduziert werden kann. <\/p>\n\n\n\n<p>Zu diesem Zweck wurde ein invertierender Verst\u00e4rker verwendet, da dieser eine Verst\u00e4rkung von Acl = 0 zul\u00e4sst. Die Verst\u00e4rkung wird dabei \u00fcber ein Potentiometer gesteuert, welcher sich auf der Klaviatur befinden soll. <\/p>\n\n\n\n<p>Die Widerst\u00e4nde wurden an den Pegel der einkommenden Signale und der maximalen Leistung des Push- Pull- Followers angepasst.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Push- Pull- Endstufe<\/strong><br>Dieser Schaltblock dient der Leistungverst\u00e4rkung und ist daher elementar f\u00fcr die Endstufe. Die Leistung wird dabei von zwei Bipolartransistoren eingespeist, welche durch einen OP- Amp geschaltet werden. Durch eine ausreichend hohe Geschwindigkeit und Linearit\u00e4t des OP Amps, kann verhindert werden, dass das Rauschen, aufgrund der Schaltung der Bipolartransistoren, zum Ausgang gelangt.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Simulation \u00fcber das gesamte vom menschlichen Geh\u00f6r wahrnehmbare Spektrum ergab folgende Ergebnisse:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" width=\"1024\" height=\"473\" src=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/OutputLTSpice-1024x473.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-54\" srcset=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/OutputLTSpice-1024x473.png 1024w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/OutputLTSpice-300x139.png 300w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/OutputLTSpice-768x355.png 768w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/OutputLTSpice-1536x710.png 1536w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/OutputLTSpice.png 1915w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption>Simulationsergebnis LTSpice<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Im Schematic Editor von Eagle wurde der Aufbau von LTSpice \u00fcbertragen. <\/p>\n\n\n\n<p>Dabei sind zwei Widerst\u00e4nde f\u00fcr den Invertierenden Verst\u00e4rker verwendet worden, da ein Widerstand mit geeignetem Widerstandswert nicht zur Verf\u00fcgung stand.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"alignleft size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/BusConnectorSch.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-55\" width=\"183\" height=\"200\" srcset=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/BusConnectorSch.png 390w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/BusConnectorSch-275x300.png 275w\" sizes=\"(max-width: 183px) 100vw, 183px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/OtherSch.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-56\" width=\"362\" height=\"168\" srcset=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/OtherSch.png 600w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/OtherSch-300x140.png 300w\" sizes=\"(max-width: 362px) 100vw, 362px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/EndtsufeSch-1024x422.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-57\" width=\"655\" height=\"270\" srcset=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/EndtsufeSch-1024x422.png 1024w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/EndtsufeSch-300x124.png 300w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/EndtsufeSch-768x316.png 768w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/EndtsufeSch.png 1267w\" sizes=\"(max-width: 655px) 100vw, 655px\" \/><figcaption>Schematic der Endstufe<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Die Footprints f\u00fcr die Gl\u00e4ttungskondensatoren waren ebenfalls zu klein gew\u00e4hlt. Daher wurden andere kleinere Elkos verbaut.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" width=\"1024\" height=\"512\" src=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/IMG_20210215_144040-1024x512.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-58\" srcset=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/IMG_20210215_144040-1024x512.jpg 1024w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/IMG_20210215_144040-300x150.jpg 300w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/IMG_20210215_144040-768x384.jpg 768w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/IMG_20210215_144040-1536x768.jpg 1536w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-content\/uploads\/sites\/45\/2021\/02\/IMG_20210215_144040-2048x1024.jpg 2048w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption>Versuchsaufbau Debugging der Endstufe<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Urspr\u00fcnglich war ein VCA (Voltage Controlled Amplifier) gedacht. Im Verlauf des Semesters wurde zu dem Entwurf einer Endstufe \u00fcbergegangen. Die Endstufe dient der Leistungsverst\u00e4rkung der Signale um die Signale \u00fcber einen Lautsprecher ausspielen zu k\u00f6nnen. Der Schaltplan besteht aus drei Grundschaltungen.\u00b7 Buffer\u00b7 Invertierender Verst\u00e4rker\u00b7 Push- Pull- Enstufe BufferDa der invertierende Verst\u00e4rker Leistung verbraucht, muss die [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":97,"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-fr-3stvco-521\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/8"}],"collection":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-json\/wp\/v2\/users\/97"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/8\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":74,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/8\/revisions\/74"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ws20-fr-3stvco-521\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}