From 8e737d5c1313bbaa42ea9b6802ff931c4a0fc1db Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: xaseiresh Date: Wed, 7 Aug 2024 12:45:39 +0200 Subject: [PATCH] continue writing on the measurements --- TeX/Kapitel/Vermessung.tex | 56 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++-- 1 file changed, 53 insertions(+), 3 deletions(-) diff --git a/TeX/Kapitel/Vermessung.tex b/TeX/Kapitel/Vermessung.tex index 7380005..7409a4f 100644 --- a/TeX/Kapitel/Vermessung.tex +++ b/TeX/Kapitel/Vermessung.tex @@ -293,7 +293,57 @@ entsteht eine Störung: Der Ausgang des TIVs wird instabil, wobei eine Rechteckwelle mit variabler Frequenz anstelle eines gefilterten und gleichmäßigen Signals ausgegeben wird. -\todo[inline]{Get a measurement of the output of the old circuit with the -IMS connected.} +\begin{figure}[h] + \centering + \missingfigure{Get a measurement of the output of the old circuit with the + IMS connected.} + \caption{\label{fig:measurement_v10_ims_instability}Ausgangsspannung des + TIVs bei angeschlossener IMS-Röhre, mit deutlich zu erkennender + Instabilität der Messung.} +\end{figure} -\section{Diskussion der Messergebnisse} \ No newline at end of file +Abbildung \ref{fig:measurement_v10_ims_instability} zeigt die Ausgangsspannung bei +angeschlossener IMS-Röhre auf. +Zu erwarten ist eine stabile, statische Ausgangsspannung, da keine Ionen auf die Röhre +gegeben werden. Die gemessene Ausgangsspannung jedoch zeigt ein stark variables, +schwingendes Signal, welches bis an die Ausgangsspannungen schwingt. +Dieses Verhalten weist auf eine erhöhte Sensitivität der Schaltung auf +Eingangskapazitäten hin. Eine Vermutung wird aufgestellt dass das +Eingangs-Spannungsrauschen des OpAmps selbst einen virtuellen Rausch-Strom +erzeugt, welcher vom Verstärker mit verstärkt wird. Somit ist das +Eingangsspannungsrauschen für die korrekte Funktionalität +eines TIVs von größerer Bedeutung als anfänglich erwartet. + +Es ist anzumerken, dass eine solche Instabilität nicht korrekt in den Simulationen +mit LTSpice abgebildet wird. +Simulationen können nicht alle realen Vorgänge korrekt abbilden, wodurch vor allem +bei + + +\section{Diskussion der Messergebnisse} + +In diesem Kapitel werden die aufgenommenen Messwerte diskutiert. +Es wird geprüft, ob die erstellte Schaltung die Anforderungen aus +Kapitel \ref{chap:tia_design_goals} erfüllt, und es werden mögliche +Gründe für Abweichungen und unerwartete Werte etabliert. + +Die erstellte Platine erfüllt in fast allen Varianten die +Anforderungen an die Bandbreite von $\SI{30}{\kilo\hertz}$, wobei lediglich +die Variante des $\SI{120}{\mega\ohm}$ Widerstandes eine leicht zu kleine +Bandbreite besitzt. +Sowohl $\SI{47}{\mega\ohm}$ und $\SI{20}{\mega\ohm}$ besitzen +ausreichend Bandbreite. + +Die in Kapitel \ref{chap:r_para_mitigations} theorisierten Abschirmungen +ist als notwendig und angemessen ausgelegt identifiziert. Die Platinen +ohne Abschirmungen weisen eine starke Instabilität auf, während Platinen +mit korrekt eingestellter Abschirmung einen glatten Frequenzgang bis hin +zu ihrer Grenzfrequenz aufweisen. + +Das Rauschen der Platinen ist angemessen für den Nutzen in IMS-Systemen, +wobei die Platine ein breit verteiltes Rauschen ohne Peak-Frequenzen +besitzt, welches für Messungen von Vorteil ist. Das Rauschlevel +aller drei Platinen ist nutzbar, wobei jedoch die $\SI{120}{\mega\ohm}$ +und $\SI{47}{\mega\ohm}$ Varianten die besten Rauschlevel besitzen. + +Lediglich die Stabilität der Platine bei angelegtem \ No newline at end of file