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TeX/Kapitel/Vermessung.tex

@@ -64,7 +64,7 @@ der Messung vom Sollwert.
 \begin{figure}[H]
     \centering
     \includegraphics[scale=0.8]{datavis/V1_Measurements/1G_47M_Linearity.png}
-    \caption[Messergebnisse der Linearitätsmessung.]{\label{fig:measurement_v1_linearity}
+    \caption[Messergebnisse der Linearitätsmessung]{\label{fig:measurement_v1_linearity}
         Messergebnisse der Linearitätsmessung des $\SI{47}{\mega\ohm}$ TIVs.
         Es sind wie gewünscht keine merklichen Nichtlinearitäten zu erkennen.}
 \end{figure}
@@ -94,30 +94,30 @@ Einknicken der Ausgangsspannung zu erkennen. Dies lässt sich durch die Versorgu
 des Verstärkers erklären, welche bei ca. $\SI{\pm2.5}{\volt}$ liegt, wodurch die
 Ausgangsspannung begrenzt ist.
 
-In Zusammenfassung ist die Linearität des Schaltkreises mehr als Ausreichend, und
+In Zusammenfassung ist die Linearität des Schaltkreises mehr als ausreichend und
 für den gewünschten Eingangsstrom von $\SI{\pm1}{\nano\ampere}$ liegt ein komplett
 lineares Verhalten vor.
 
 \subsection{Bandbreite}
 \label{chap:v10_measurement_bandwidth} 
 
-In diesem Abschnitt wird die Bandbreite des Systems untersucht.
-Hierbei wird sowohl die Bandbreite der TIV-Stufe ohne Filterung,
-als auch die gesamte Bandbreite mit Filterung, vermessen.
+Nun wird die Übertratungsfunktion der TIVs betrachtet.
+Hierbei werden sowohl die Bandbreite der TIV-Stufe ohne Filterung,
+als auch die gesamte Bandbreite mit Filterung vermessen.
 
 Für einen Verstärker wie den TIV ist eine Übertragungsfunktion
 gewünscht, welche möglichst flach verläuft und erst ab einer 
 gewissen Grenzfrequenz dann möglichst steil abfällt.
 Der glatte Verlauf unterhalb der Grenzfrequenz erlaubt für eine
 verzerrungsfreie Übertragung eines Signals, während der steile 
-Abfall nach der Grenzfrequenz ungewünschte Signale heraus filtert.
+Abfall nach der Grenzfrequenz ungewünschte Signale herausfiltert.
 
 Die Übertragungsfunktionen werden mithilfe eines {\em Analog Discovery Pro 3} 
 Oszilloskop + Funktionsgenerator aufgenommen.
-Der Ausgang des Funktionsgenerators an eine Photodiodenbox angeschlossen,
+Der Ausgang des Funktionsgenerators wird an eine Photodiodenbox angeschlossen,
 welche die Ausgangsspannung des Generators auf einen Strom im Bereich von 
 0 bis $\SI{0.7}{\nano\ampere}$ umwandelt. Der Frequenzgang dieser Box ist hierbei 
-bis in die oberen $\SI{100}{\kilo\hertz}$ flach und konstant, und muss somit 
+bis in die oberen $\SI{100}{\kilo\hertz}$ flach und konstant und muss somit 
 nicht weiter beachtet werden. Der Ausgang der Photodioden-Box wird an den Eingang
 des TIVs angeschlossen. Der gefilterte und ungefilterte Ausgang des TIVs werden
 jeweils mit dem {\em Analog Discovery Pro 3} vermessen.
@@ -166,7 +166,7 @@ Die gemessenen
 Die Übertragungsfunktionen aller drei Platinen weisen akzeptables Verhalten
 auf, d.h. einen glatten Verlauf vor der Grenzfrequenz und einen 
 Abfall von ca. -20dB/Dekade. Lediglich die Grenzfrequenz des
-$\SI{120}{\mega\ohm}$ Schaltkreises ist relativ gering, und bietet somit
+$\SI{120}{\mega\ohm}$ Schaltkreises ist relativ gering und bietet somit
 wenig Spielraum für die nachfolgende Filterung.
 
 Ebenfalls von Interesse ist die Übertragungsfunktion des gefilterten Ausgangs.
@@ -178,7 +178,7 @@ dargestellt.
     \centering
     \includegraphics[scale=0.8]{datavis/V1_Measurements/bandwidth_ch2.png}
     \caption[Übertragungsfunktionen des gefilterten Ausgangs
-    der Platinen bei variiertem Rückkoppelwiderstand.]{
+    der Platinen bei variiertem Rückkoppelwiderstand]{
         \label{fig:v10_bandwidths_ch2}Übertragungsfunktionen des gefilterten Ausgangs
         der Platinen bei variiertem Rückkoppelwiderstand. Zu erkennen ist die Eckfrequenz
         des Filters bei $\SI{30}{\kilo\hertz}$}
@@ -187,9 +187,9 @@ dargestellt.
 Die Auslegung der Filterstufe soll erst ab der Grenzfrequenz
 von $\SI{30}{\kilo\hertz}$ einen Abfall von -40dB/Dekate einbringen,
 wobei Frequenzen unterhalb der Grenzfrequenz nicht beeinflusst werden sollten.
-Diese Verhalten ist auch deutlich in der Messung zu erkennen. Die -3dB-Frequenzen
+Dieses Verhalten ist auch deutlich in der Messung zu erkennen. Die -3dB-Frequenzen
 der gefilterten Ausgänge sind in Tabelle \ref{table:v10_bandwidth_filters} aufgelistet.
-Wie bereits theorisiert ist die Bandbreite der $\SI{120}{\mega\ohm}$-Variante zu gering
+Wie bereits theorisiert, ist die Bandbreite der $\SI{120}{\mega\ohm}$-Variante zu gering
 für die vollen $\SI{30}{\kilo\hertz}$. Die anderen beiden Varianten besitzen
 genug Bandbreite.
 
@@ -215,7 +215,7 @@ Die Eckfrequenz des Filters sowie der -40dB/Dekade-Abfall ist deutlich zu erkenn
     \centering
     \includegraphics[scale=0.8]{datavis/V1_Measurements/bandwidth_filter_compare.png}
     \caption[Vergleich der Übertragungsfunktion
-        des gefilterten und ungefilterten Ausangs des $\SI{47}{\mega\ohm}$ TIVs.]{
+        des gefilterten und ungefilterten Ausangs des $\SI{47}{\mega\ohm}$ TIVs]{
         \label{fig:v10_bandwidth_filter_compare}Vergleich der Übertragungsfunktion
         des gefilterten und ungefilterten Ausangs des $\SI{47}{\mega\ohm}$ TIVs.
         Die Filterung ist deutlich ab $\SI{30}{\kilo\hertz}$ zu erkennen, mit
@@ -228,7 +228,9 @@ Die Eckfrequenz des Filters sowie der -40dB/Dekade-Abfall ist deutlich zu erkenn
 \subsubsection{Einfluss der Abschirmung}
 \label{chap:measurements_v10_shielding}
 
-In diesem Abschnitt wird der Einfluss der Abschirmung genauer untersucht.
+Ein relevantes Element des Schaltungsdesigns ist die Abschirmung, welche
+zum Ausgleich der parasitären Kapazitäten ausgelegt wurde.
+Der konkrete Effekt dieser Abschirmung wird nun betrachtet.
 Um diesen zu messen, werden die Abschirmungselektroden durch Änderung
 des Widerstandsteilers auf zu hohe/zu niedrige Spannungen 
 im Vergleich zum Sollwert gelegt.
@@ -258,7 +260,7 @@ gewünscht.
 
 Die flachste, und somit am besten geeignetste, Übertragungsfunktion ergibt
 sich mit einer leicht zu hohen Filterspannung, zwischen x1 und x1.1.
-Dies lässt sich leicht mit der E24-Serie von Widerständen erreichen, und benötigt
+Dies lässt sich leicht mit der E24-Serie von Widerständen erreichen und benötigt
 somit keine teureren Widerstände zur Einstellung der Abschirmung.
 
 Hieraus kann geschlossen werden, dass die Abschirmungen einen merklichen und wichtigen Einfluss auf
@@ -269,8 +271,9 @@ notwendig für die Funktionalität des TIVs.
 
 \subsubsection{Messung ohne Abschirmung}
 
-In diesem Kapitel soll die Übertragungsfunktion der Variante
-ohne Abschirmung vermessen werden.
+Um zu bestätigen dass die Abschirmung notwendig ist, wird
+eine PCB-Variante ohne jegliche Abschirmungen angefertigt,
+und dessen Übertragungsfunktion sollte vermessen werden.
 Dies war jedoch nicht möglich, da die Platine keinen stabilen Ausgang
 besaß. Der Ausgangspegel des TIVs ohne Abschirmung der Rückkoppelwiderstände
 bildet eine Rechteckwelle aus, 
@@ -283,41 +286,41 @@ dargestellt.
 \begin{figure}[hb]
     \centering
     \includegraphics[scale=0.8]{datavis/V1_Measurements/unshielded_47M.png}
-    \caption[Ausgangsspannung des TIV-Schaltkreises ohne Abschirmung.]{\label{fig:v10_unshielded_waveform}
+    \caption[Ausgangsspannung des TIV-Schaltkreises ohne Abschirmung]{\label{fig:v10_unshielded_waveform}
         Ausgangsspannung des TIV-Schaltkreises ohne Abschirmung.
         Deutlich zu erkennen ist die starke Oszillation der Ausgangsspannung,
         welche bis an die Spannungsgrenzen des Ausgangs geht.}
 \end{figure}
 
-Deutlich zu erkennen ist die oszilliernde Natur
-der Spannung. Die Wellenform ist zu erklären durch den Einfluss parasitärer
-Erdungskapazitäten auf die hochohmigen Potentiale der Rückkoppelwiderstände.
-Dies wurde bereits in Kapitel \ref{chap:r_para_mitigations} theorisiert, und
+Die oszilliernde Natur
+der Spannung ist deutlich zu erkennen. Die Wellenform ist durch den Einfluss parasitärer
+Erdungskapazitäten auf die hochohmigen Potentiale der Rückkoppelwiderstände zu erklären.
+Dies wurde bereits in Kapitel \ref{chap:r_para_mitigations} theorisiert und
 die Messungen in \ref{chap:measurements_v10_shielding} wiesen auch auf eine Instabilität
 bei zu kleiner Abschirmung hin.
-Die Instabilität bei keiner Abschirmung ist somit erwartet, und weißt zusätzlich darauf hin
+Die Instabilität bei keiner Abschirmung ist somit erwartet und weißt zusätzlich darauf hin,
 dass die bestehende Abschirmungsgeometrie ausreichend ist um diese Instabilität zu vermeiden.
 Eine Operation gänzlich ohne Abschirmungselektroden ist nicht möglich.
 
-\FloatBarrier
-\newpage
+\clearpage
 
 \subsection{Rauschen}
 \label{chap:v10_measurement_noise}
 
-In diesem Abschnitt wird das Rauschen des Schaltkreises genauer untersucht.
-Das Rauschverhalten ist relevant für die Signalqualität, und somit für die
-Detektionsgrenzen, welche erreicht werden können. Generell sind niedrigere 
+Das Rauschverhalten ist relevant für die Signalqualität und somit für die
+Detektionsgrenzen, welche erreicht werden können. Aus diesem Grund wird dieses
+nun genauer vermessen.
+Generell sind niedrigere 
 Rauschwerte besser, wobei auch die Verteilung der Rauschenergie relevant ist,
 d.h. ob es gewisse Frequenzen mit Spitzen oder Frequenbereiche mit erhöhtem 
 oder niedrigerem Rauschen gibt.
 
-Um das Rauschen der Platinen auf zu nehmen, wird der Eingang des TIVs
+Um das Rauschen der Platinen aufzunehmen, wird der Eingang des TIVs
 mit einer Abschirmkappe abgedeckt. Zusätzlich wird der Aufbau in ein Metallgehäuse
 eingebaut, um äußere Störsignale zu verringern.
 Es wird für jede Platine das FFT-Spektrum von 
 $\SI{500}{\hertz}$ bis $\SI{1}{\mega\hertz}$ aufgenommen, wobei jeweils 1000 Spektren
-summiert und der Durchschnitt berechnet wird, um die durchschnittliche Verteilung
+genutzt werden, um die durchschnittliche Verteilung
 des Rauschens zu berechnen. Die aufgenommenen Spektren sind in 
 Abbildung \ref{fig:v10_noises_ch1} dargestellt.
 
@@ -326,7 +329,7 @@ Abbildung \ref{fig:v10_noises_ch1} dargestellt.
     \includegraphics[scale=0.8]{datavis/V1_Measurements/noises.png}
     \caption[Durchschnittliches Rauschspektrum
         des ungefilterten Ausgangs
-        der drei Platinen.]{\label{fig:v10_noises_ch1}Durchschnittliches Rauschspektrum
+        der drei Platinen]{\label{fig:v10_noises_ch1}Durchschnittliches Rauschspektrum
         des ungefilterten Ausgangs
         der drei Platinen bei abgeschirmtem, offenem Eingang.
         Die gleichmäßige Verteilung des Rauschens ist sichtbar.}
@@ -336,10 +339,10 @@ Deutlich zu erkennen ist die Abhängigkeit des Rauschens von der Widerstands-Gr
 welches der Vorhersage aus Kapitel \ref{chap:r_noise} entspricht.
 Das Rauschen ist bei allen drei Platinen relativ gleichmäßig 
 verteilt, mit einer flachen Spitze bei ca. $\SI{30}{\kilo\hertz}$.
-Es sind keine Frequenz-Spitzen zu erkennen, und keine Resonanzen.
+Es sind keine Frequenz-Spitzen und keine Resonanzen zu erkennen.
 
 Zusätzlich wird das Verhalten der Filter-Stufe auf das Rauschen
-betrachtet. Es wird mithilfe des selben Messaufbaus das Rauschen 
+betrachtet. Mithilfe des selben Messaufbaus wird das Rauschen 
 des gefilterten Ausgangs aufgenommen und aufgezeichnet. Abbildung 
 \ref{fig:v10_noises_ch2} zeigt die aufgenommenen Spektren.