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TeX/Kapitel/RevisionV11.tex

@@ -99,7 +99,7 @@ Aus diesem Grund wird hierauf nicht mehr genauer eingegangen.
 
 \begin{figure}[hb]
     \centering
-    \includegraphics[width=0.7\textwidth]{Auslegung/v1.1/tia_pcb.png}
+    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{Auslegung/v1.1/tia_pcb.png}
     \caption{\label{fig:v11_tia_pcb}Auslegung des PCBs der Revision
         des TIVs}
 \end{figure}
@@ -120,9 +120,7 @@ weshalb auf diese hier nicht mehr eingegangen wird.
     \caption{\label{fig:v11_pcb_3d_image}3D-Modell der Revision des PCBs}
 \end{figure}
 
-\FloatBarrier
-\newpage
-
+\cleardoublepage
 \section{Vermessung der Revision}
 
 In diesem Kapitel wird die Revision der Platine
@@ -517,7 +515,6 @@ den gleichen Messsystemen wie in den vorherigen Messungen (siehe Kapitel
         Stufe der Kaskade. Erkennbar ist ein starker Einfluss auf die
         Bandbreite.}
 \end{figure}
-\todo{Use ratio of amp}
 
 Abbildung \ref{fig:v11_cascade_bandwidths} zeigt die Übertragungsfunktionen
 der getesteten Varianten.
@@ -639,6 +636,76 @@ TIV erfolgreich in einem echten IMS-System genutzt werden kann,
 und hierbei vergleichbar gute Messergebnisse liefert
 wie die bestehenden Systeme.
 
+\clearpage
+\section{Erprobung einer schnellen Variante}
+
+Die in Kapitel \ref{chap:tia_design_goals} festgelegten Ziele
+sind für einen bestimmten Typ von IMS geeignet. Es gibt jedoch 
+andere Arten von IMS, welche schnellere Messungen benötigen, so
+z.~B. dem Hike-IMS.
+Dieses System benötigt Bandbreiten von $\SI{150}{\kilo\hertz}$, mit 
+einem maximalen Eingangssignal von $\SI{10}{\nano\ampere}$.
+
+Aus diesem Grund wird im folgenden eine Variante des TIV-Schaltkreises
+erprobt, welche auf diese Parameter eingestellt ist. Hierfür
+wird als Rückkoppelwiderstand ein Wert von $\SI{2.4}{\mega\ohm}$ 
+genutzt. Zusätzlich wird der Ausgangsfilters auf eine Grenzfrequenz
+von $\SI{150}{\kilo\hertz}$ eingestellt.
+
+Vermessen werden Bandbreite und Rauschen mit den gleichen Methodiken
+wie in den vorherigen Kapiteln (vgl. Kapitel \ref{chap:v10_measurement_bandwidth}
+und Kapitel \ref{chap:v10_measurement_noise}). Abbildungen \ref{fig:v24_bandwidth}
+und \ref{fig:v24_noise} zeigen die Messwerte auf.
+
+\begin{figure}[ht]
+    \centering
+    \includegraphics[scale=0.8]{datavis/V1_Measurements/V1.1-a1/2M4/bandwidths.png}
+    \caption[Bandbreite der $\SI{2.4}{\mega\hertz}$-Variante]{
+        \label{fig:v24_bandwidth}
+        Bandbreite der $\SI{2.4}{\mega\hertz}$-Variante. Aufgezeichnet sind
+        die Bandbreiten des ungefilteren und gefilterten Ausgangs.
+        Zu erkennen ist ein flacher Frequenzgang bis circa $\SI{100}{\kilo\hertz}$,
+        ab welchem eine Überhöhung der Bandbreite erkennbar ist.
+    }
+\end{figure}
+
+Zu erkennen ist ein flacher Frequenzgang bis circa $\SI{100}{\kilo\hertz}$, mit
+einer darauf folgenden Instabilität, mit einem Peak um $\SI{500}{\kilo\hertz}$ herum.
+Diese Instabilität lässt darauf schließen, dass das GBWP der OpAmps ein limitierender
+Faktor ist, entsprechend Kapitel \ref{chap:opamp_parasitics_gbwp}.
+Der gefilterte Ausgang ist jedoch in seinem gesamten Arbeitsbereich flach, und somit nutzbar.
+
+\begin{figure}[ht]
+    \centering
+    \includegraphics[scale=0.8]{datavis/V1_Measurements/V1.1-a1/2M4/noises.png}
+    \caption[Rauschspektrum der $\SI{2.4}{\mega\hertz}$-Variante]{
+        \label{fig:v24_noise}
+        Rauschspektrum der $\SI{2.4}{\mega\hertz}$-Variante. Aufgezeichnet sind
+        die Spektren des ungefilteren und gefilterten Ausgangs.
+        Zu erkennen ist ein sehr geringes Rauschen bis hin zu
+        $\SI{100}{\kilo\hertz}$, ab welchem Punkt das Rauschen stark 
+        ansteigt.
+    }
+\end{figure}
+
+Das Rauschspektrum der erstellten Variante ist ebenfalls sehr gut für den
+Einsatz an einem IMS geeignet.
+Das Rauschlevel ist mit durchschnittlich $\SI{8}{\micro\volt\per\sqrt{\hertz}}$
+bis zur Filter-Grenzfrequenz sehr niedrig. Die in der Bandbreite erkennbare Instabilität ist
+ebenso im Rauschen zu erkennen, da ab $\SI{100}{\kilo\hertz}$ das Rauschen stark ansteigt.
+Dies wird jedoch effektiv vom Ausgangsfilter heraus gefiltert, und beeinträchtigt
+somit nicht die Messung.
+
+Insgesamt ist die erstellte Variante sehr gut für die Nutzung an schnelleren IMS-Systemen
+geeignet, da sie ein niedriges Rauschen und stabile Bandbreite anbietet.
+Bei weiterer Feineinstellung des TIVs ist zudem zu erwarten, dass die Instabilität
+korrigiert werden kann, um noch höhere Bandbreiten bei gleicher Verstärkung erreichen
+zu können.
+
+Eine Messung an einem echten IMS-System war durch technische Probleme
+unabhängig vom TIV nicht möglich.
+
+\clearpage
 \section{Fazit}
 
 Die Revision korrigiert erfolgreich die Instabilität, welche in der ersten Version