From ecb444e430f8a03bd95e5838a86fe325116b0c4c Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: David Bailey Date: Fri, 16 Aug 2024 12:08:49 +0200 Subject: [PATCH] add small back-refs in the revision eval --- Images/Datavis/plots.yml | 2 +- TeX/Kapitel/Grundlagen.tex | 2 +- TeX/Kapitel/RevisionV11.tex | 25 ++++++++++++++++--------- 3 files changed, 18 insertions(+), 11 deletions(-) diff --git a/Images/Datavis/plots.yml b/Images/Datavis/plots.yml index aca8114..5491b50 100644 --- a/Images/Datavis/plots.yml +++ b/Images/Datavis/plots.yml @@ -195,7 +195,7 @@ plots: - loadtype: multicsv load: 47M Rev. 1: V1_Measurements/noise_47M.csv - 47M Rev. 2: V1_Measurements/V1.1-a1/47M_cap/noise.csv + 47M Rev. 2: V1_Measurements/V1.1-a1/47M_dupes/noise_4K7_nocap.csv ylabel: Rauschlevel ($V/\sqrt{Hz}$) diff --git a/TeX/Kapitel/Grundlagen.tex b/TeX/Kapitel/Grundlagen.tex index dcb7527..f2eeb0c 100644 --- a/TeX/Kapitel/Grundlagen.tex +++ b/TeX/Kapitel/Grundlagen.tex @@ -149,7 +149,7 @@ Ein realer OpAmp kann für viele Anwendungen als nahezu ideal angesehen werden. Verstärkung einer OpAmp-Stufe. Zusammen mit einer Eingangskapazität bildet sich hieraus ebenfalls eine Grenze der Bandbreite, da die Eingangskapazität den Anstieg der Eingangsspannung, und durch die endliche Verstärkung auch den - Anstieg der Ausgangsspannung, begrenzt. Dies ist in Abbildung \ref{fig:opamp_aol_sweep} dargestellt. + Anstieg der Ausgangsspannung, begrenzt. Dies ist in Abbildung \ref{fig:opamp_aol_sweep} dargestellt. \label{chap:opamp_aol_limit_explained} \item Rauschen. Ein realer OpAmp hat verschiedene Rauschquellen, welche in das Messsignal übergehen können. Dies sind Eingangsbezogenes Strom- und Spannungsrauschen \cite{tiNoise2007}, und sind in Abbildung \ref{fig:example_opamp_noise} dargestellt. Auf die genauen Quellen dieses Rauschens soll hier nicht weiter eingegangen werden, da diese durch die internen Schaltungen des OpAmp entstehen.\\ 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} diff --git a/TeX/Kapitel/RevisionV11.tex b/TeX/Kapitel/RevisionV11.tex index 78aa7da..e8642fd 100644 --- a/TeX/Kapitel/RevisionV11.tex +++ b/TeX/Kapitel/RevisionV11.tex @@ -438,11 +438,14 @@ Abbildung \ref{fig:v11_cascade_bandwidths} zeigt die Übertragungsfunktionen der getesteten Varianten. Deutlich zu erkennen ist die Abhängigkeit der Grenzfrequenz von der Verteilung der Verstärkung, wobei eine stärkere Verstärkung in der zweiten Stufe die -Grenzfrequenz der gesamten Schaltung nach oben verschiebt. Dies lässt darauf -schließen dass die Bandbreite der Schaltung beim $\SI{47}{\mega\ohm}$ TIV -vom GBWP des ADA4817 dominiert wird, und nicht von der Bandbreite der -Rückkoppelwiderstände, da eine Bandbreitengrenze durch die Widerstände nicht -von der Verstärkungsverteilung abhängig wäre. +Grenzfrequenz der gesamten Schaltung nach oben verschiebt. Entsprechend +Kapitel \ref{chap:opamp_aol_limit_explained} und +\ref{chap:opamp_cascade_explained} lässt dies darauf schließen, +dass die Bandbreite der $\SI{47}{\mega\ohm}$ +durch die offene Verstärkung des OpAmps limitiert ist, +und nicht durch das GBWP oder die Rückkoppelwiderstände. Dies ist von Vorteil, da sich +hierdurch die Bandbreite der Schaltung durch Umverteilung der Verstärkung beliebig einstellen +lässt, ohne hierbei die Stabilität des Schaltkreises zu gefährden. Generell ist nur die Einhaltung der Zielparameter von -3dB bei $\SI{30}{\kilo\hertz}$ wichtig. Höhere Bandbreiten werden durch die Filterstufe entfernt. @@ -456,9 +459,10 @@ wichtig. Höhere Bandbreiten werden durch die Filterstufe entfernt. Stufe der Kaskade.} \end{figure} -Abbildung \ref{fig:v11_cascade_noises} zeigt zusätzlich die Rauschspektren der +Abbildung \ref{fig:v11_cascade_noises} zeigt zusätzlich die aufgenommenen +Rauschspektren der verschieden eingestellten Stufen. Hierbei ist eine starke Abhängigkeit des -Rauschens von der Verteilung zu beobachten, wobei eine stärkere Verstärkung +Rauschens von der Verteilung zu beobachten, wobei eine höhere Verstärkung der zweiten Stufe mit wesentich höherem Rauschen verbunden ist. Das höhere Rauschen scheint mit der höheren Bandbreite in Verbindung zu stehen, da in den niedrigen Frequenzen alle TIV-Varianten das gleiche Rauschen aufweisen, @@ -474,5 +478,8 @@ werden, d.h. die zweite Stufe so klein wie möglich, um das Rauschen zu verminde Die zweite Revision korrigiert erfolgreich die Instabilität, welche in der ersten Revision festgestellt wurde. -In den restlichen Parametern schneidet sie vergleichbar gut wie die erste Revision ab. Somit -wurde ein erfolgreicher und für ein IMS nutzbarer TIV entwickelt. \ No newline at end of file +In den restlichen Parametern schneidet sie vergleichbar gut wie die erste Revision ab. +Zudem lässt sich durch die korrekte Einstellung der Verstärkungsverteilung der kaskadierten +Stufe die Bandbreite des Schaltkreises arbiträr limitieren, was eine zusätzliche Rauschreduktion +ermöglicht. +Somit wurde ein erfolgreicher und für ein IMS nutzbarer TIV entwickelt. \ No newline at end of file