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Xaseiresh 2024-05-22 16:09:14 +02:00
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TeX/Kapitel/Grundlagen.tex
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@ -60,6 +60,7 @@ Das Messergebnis eines IMS-Laufes wird as Spektrum bezeichnet, und wird meist al
\end{figure}
\subsubsection{Aufgabe eines TIV im IMS}
\label{chap:tia_in_ims}
Wie in Kapitel \ref{chap:function_description_ims} beschrieben, beruht ein IMS auf der Messung der diskreten Ionenpakete, deren zeitlicher Versatz und Größe. Um die kleinen Ströme der Ione im Bereich von $\SI{100}{\pico\ampere}$ bis $\SI{10}{\nano\ampere}$ messen zu können, ist ein Verstärker notwendig. Dieser Verstärker wird als sog. Transimpedanzverstärker bezeichnet, da er als Eingangsgröße einen Strom hat, und eine Spannung als Ausgang gibt. Die Verstärkung wird somit in Ohm angegeben. Der TIV stellt hiermit ein zentrales Bauteil eines IMS dar, dessen Parameter maßgeblich die Qualität der Messungen beeinflusst.
@ -72,6 +73,7 @@ Folgende Aufgaben werden an den TIV eines IMS gestellt:
\end{itemize}
\section{Grundlegende Parasitäreffekte}
\label{chap:basics_parasitics}
In diesem Kapitel wird auf die parasitären Effekte weiterer Bauteile eingegangen, die im folgenden relevant sind und bei der Auslegung der Schaltung beachtet werden müssen.
@ -108,6 +110,7 @@ Wichtig ist dieser Effekt in Kombination mit hochohmigen Eingängen und Widerst
\end{figure}
\section{Grundlagen des Operationsverstärkers}
\label{chap:basics_opamp}
Im folgenden werden die Grundlagen eines Operationsverstärkers (auch genannt OpAmp) dargelegt. Hierbei wird nicht auf den exakten internen Aufbau eingegangen, sondern das relevante Verhalten sowie einige Parasitäreffekte beschrieben.
@ -140,8 +143,8 @@ Ein realer OpAmp kann für viele Anwendungen als nahezu ideal angesehen werden.
\begin{figure}[h]
\centering
\missingfigure{GBWP data here!}
\caption{\label{fig:example_opamp_gbwp}Darstellung des Limits der Bandbreite in Abhängigkeit des GBWP}
\includegraphics[scale=0.8]{datavis/Parasitics/SingleStage_GBWP_Sweep.png}
\caption{\label{fig:example_opamp_gbwp}Darstellung des Einflusses des GBWP auf die Übertragungsfunktion einer OpAmp Schaltung. Bei zu geringem GBWP ist die Bandbreite limitiert. Zudem ensteht eine Instabilität, welche den Schaltkreis zum oszillieren bringen kann}
\end{figure}
\begin{figure}[h]
@ -156,11 +159,11 @@ Ein realer OpAmp kann für viele Anwendungen als nahezu ideal angesehen werden.
Im Folgenden wird auf den grundlegenden Aufbau und die Funktionalität eines TIVs eingegangen.
Ein TIV ist einer variante einer OpAmp-Verschaltung, dessen Aufgabe es ist, einen Strom in eine Spannung um zu wandeln. Somit wird die Verstärkung der Schaltung in $\Omega$ angegeben. Die grundlegende Schaltung ist hierbei in \ref{fig:example_tia_circuit}\todo{Add TIA example circuit} aufgeführt.
Ein TIV ist eine variante einer OpAmp-Verschaltung, dessen Aufgabe es ist, einen Strom in eine Spannung um zu wandeln. Somit wird die Verstärkung der Schaltung in $\Omega$ angegeben. Die grundlegende Schaltung ist hierbei in \ref{fig:example_tia_circuit} aufgeführt.
\begin{figure}
\begin{figure}[h]
\centering
\missingfigure{Add TIA Circuit}
\includegraphics[scale=0.2]{grundlagen/OpAmp_TIA.drawio.png}
\caption{\label{fig:example_tia_circuit}Grundlegender Schaltkreis eines Transimpedanzverstärkers.}
\end{figure}