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TeX/Kapitel/Grundlagen.tex

@@ -117,12 +117,15 @@ Wichtig ist dieser Effekt in Kombination mit hochohmigen Eingängen und Widerst
 
 Hierbei ist $V_{\mathrm{n,rms}}$ der RMS-Wert des Rauschens, $k_B$ die Boltzmann-Konstante, $T$ die Temperatur, $R$ der Widerstand des betrachteten Bauteils und $\Delta f$ die Bandbreite, über welche gemessen wird. Abbildung \ref{fig:example_r_noise} zeigt den schematischen Aufbau eines rauschenden Widerstandes. \todo{Insert citation}
 
-\begin{figure}
+\begin{figure}[hb]
     \centering
     \includegraphics[scale=0.15]{grundlagen/Schematic_Resistor.drawio.png}
     \caption{\label{fig:example_r_noise}Schematische Darstellung eines realen Widerstandes nach \cite{WikipediaResistors2024May}}
 \end{figure}
 
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 \section{Grundlagen des Operationsverstärkers}
 \label{chap:basics_opamp}
 
@@ -132,18 +135,20 @@ Ein klassischer Operationsverstärker ist ein elektronisches Bauteil, welches vi
 Er besitzt zwei Eingänge, positiv und negativ, und einen Ausgang (siehe Abbildung \ref{fig:example_opamp}).
 Dieser Ausgang wird entsprechend der Formel $V_{\mathrm{out}} = A_\mathrm{ol} * \left(V_+ - V_-\right)$ getrieben, wobei $A_{\mathrm{ol}}$ der sog. Open-Loop-Gain, also die offene Verstärkung, ist. Für einen idealen OpAmp kann dieser Wert als quasi unendlich angenommen werden. Mithilfe eines Rückkoppelpfades wird das Ausgangssignal meist an den negativen Eingang zurück geführt. Der OpAmp wird somit den Ausgang so treiben, dass es keine Differenzspannung zwischen den Eingangssignalen gibt. Mit korrekter Auswahl der Rückkopplung können quasi-beliebige Transferfunktionen eingestellt werden. Abbildung \ref{fig:example_opamp_amplifier} zeigt einen simplen Verstärker-Schaltkreis, welcher das Eingangssignal um den Faktor 10 skaliert.
 
-\begin{figure}
+\begin{figure}[hb]
     \centering
     \includegraphics[scale=0.25]{grundlagen/OpAmp.drawio.png}
     \caption{\label{fig:example_opamp}Schematisches Symbol eines idealen OpAmps}
 \end{figure}
 
-\begin{figure}
+\begin{figure}[hb]
     \centering
     \includegraphics[scale=0.25]{grundlagen/OpAmp_10x.drawio.png}
     \caption{\label{fig:example_opamp_amplifier}Beispielhafte Verstärkerschaltung mit einem OpAmp}
 \end{figure}
 
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 Ein realer OpAmp kann für viele Anwendungen als nahezu ideal angesehen werden. Da in dieser Arbeit jedoch mit hohen Verstärkungen und kleinen Strömen gearbeitet wird, müssen die parasitären Effekte des OpAmps mit beachtet werden. Diese sind wie folgt:
 
 \begin{itemize}
@@ -163,9 +168,9 @@ Ein realer OpAmp kann für viele Anwendungen als nahezu ideal angesehen werden.
     Das Spannungsrauschen ist hierbei im unteren Frequenzbereich proportional zu $1/\omega$ und flacht ab einer Eckfrequenz zu einem konstanten Wert ab, während das Stromrauschen konstant anfängt und im höheren Frequenzbereich proportional zu $\omega$ zu nimmt.
 \end{itemize}
 
-\begin{figure}
+\begin{figure}[hb]
     \centering
-    \includegraphics[scale=0.8]{datavis/Parasitics/SingleStage_Aol_Sweep.png}
+    \includegraphics[scale=0.7]{datavis/Parasitics/SingleStage_Aol_Sweep.png}
     \caption[Einfluss der offenen Verstärkung auf einen TIV]{\label{fig:opamp_aol_sweep}Darstellung
         des Einflusses der offenen Verstärkung
         eines OpAmp auf die Übertragungsfunktion eines TIVs. Bei zu geringer Verstärkung
@@ -173,23 +178,26 @@ Ein realer OpAmp kann für viele Anwendungen als nahezu ideal angesehen werden.
         aus. Es sind jedoch keine Instabilitäten zu erkennen.}
 \end{figure}
 
-\begin{figure}[h]
+\begin{figure}[hb]
     \centering
-    \includegraphics[scale=0.8]{datavis/Parasitics/SingleStage_GBWP_Sweep.png}
+    \includegraphics[scale=0.7]{datavis/Parasitics/SingleStage_GBWP_Sweep.png}
     \caption[Einfluss des GBWP eines OpAmps auf einen TIV]{\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]
+\begin{figure}[hb]
     \centering
-    \includegraphics[scale=0.25]{grundlagen/OpAmp_Noise.drawio.png}
+    \includegraphics[scale=0.22]{grundlagen/OpAmp_Noise.drawio.png}
     \caption[Schematische Darstellung der Rauschquellen eines OpAmp]{\label{fig:example_opamp_noise}Schematische,
     vereinfachte Darstellung der zusammengefassten Rauschquellen eines OpAmp nach \cite{tiNoise2007}. 
     Hierbei sind die Rauschquellen eingangsbezogen dargestellt.}
 \end{figure}
 
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 \section{Aufbau eines Transimpedanzverstärkers}
 \label{chap:basics_tia}
 
@@ -197,7 +205,7 @@ Im Folgenden wird auf den grundlegenden Aufbau und die Funktionalität eines TIV
 
 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}[h]
+\begin{figure}[hb]
     \centering
     \includegraphics[scale=0.2]{grundlagen/OpAmp_TIA.drawio.png}
     \caption{\label{fig:example_tia_circuit}Grundlegender Schaltkreis eines Transimpedanzverstärkers.}