===== Vergleich der Lasertreiber=====
==== Regel-OP ====
Unter https://www.analog.com/en/parametricsearch/11091 findet man eine große Auswahl an Low Noise OP´s:\\
^ Regel-Op                                         ^ LT1028/LT1128           ^ TLE2141  ^ AD8671  ^ ADA4898-1  ^ AD797  ^ AD829          ^ LT1124    ^ LT1115    ^
| verwendet in                                     | Orignal-Paper und Seck  | KMK      | Seck    | Seck       | Seck   | Tip von Klaus  | gefunden  | gefunden  |
| Typ. Offset-Temperaturdrift: [muV/°C]            | 0.2                     | 1.7      | 0.3     | 1          | 0.2    | -              | 0.3       | 0.5       |
| Typ. Spannungsrauschen: [nV/sqrt(Hz)] @ f=10 Hz  | 1                       | 15       | 77*     | -          | 1.7    | -              | 3         | 1         |
| Typ. Spannungsrauschen: [nV/sqrt(Hz)] @ f=1 kHz  | 0.85                    | 10.5     | 2.8     | 0.9        | 0.9    | 1.7            | 2.7       | 0.9       |
| Typ. Stromrauschen: [pA/sqrt(Hz)] @ f=10 Hz      | 4.7                     | 1.92     | -       | -          | -      | -              | 1.3       | 4.7       |
| Typ. Stromrauschen: [pA/sqrt(Hz)] @ f=1 kHz      | 1                       | 0.5      | 0.3     | 2.4        | 2      | 1.5            | 0.3       | 1.2       |
| Gesamtrauschen: [muV]                            | 6.11                    | 9.44     | 6.1     | 7.51       | 7.02   | 6.58           | 6.08      | 6.25      |
| Offset-Drift (Eingang) []                            |                     |      |      |        |    |            |       |       |
* in V_p-p


     * Das Gesamtrauschen eines OP-Amps wurde nach berechnet: {{ :groups:mg:private:steffensauer:rauschen_eines_op-amps.nb |}}
       * Um ein Gefühl zu erhalten wer den größten Einfluss hat, wurden fixe ausgedachte Widerstandswerte an den Eingängen benutzt
       * Es wurde nur das Spannungs- bzw. Stromrauschen bei 10 kHz benutzt
       * Die gegebenen Werte wurden benutzt um die OP´s zu vergleichen: 
        * Temperatur T= 298 K
        * Bandbreite B= 0.5 MHz
        * Widerstand am Pluseingang RP= 2kOhm
        * Widerstand am Minuseingang RM= 2kOhm
     * Anmerkung: Der AD829 wird in anderen sehr rauscharmen Schaltungen benutzt. Er ist sehr schnell (Video OP). Folglich kann er schnell anfangen zu Schwingen -> Muss ein ebgestimmter Kondensator eingebaut werden! Link: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad829.pdf


==== Spannungsreferenz ====

^ Referenz:     ^ LTZ1000   ^ LM399  ^ REF02B  ^ 
| benutzt in         | gefunden       | originalpaper/Seck     | KMK    | 
| Typ. Ausgangsspannung [V]         | 7.2       | 6.95     | 5     | 
| Typ. Temperatur Koeffizient /Drift [ppm/°C]       | 0.05       | 0.5     | 10 (max)     | 
| Maximales Rauschen [μV: peak to peak]*         | 2       | 56.6     | 10     | 
| Langzeitstabilität        | 2μV/sqrt(kHr)       | 8 ppm/sqrt(kH)    | <color #ff0000>?</color>    | 

*Für das Rauschen habe ich die Umrechnung VRMS = 0.3535 * VPP benutzt. 

==== Transistor/FET/MOSFET ====
^ Transistor                ^ VP03000M  ^ IRF9520N  ^ IRF9Z14  ^ VP0106          ^ CSD15380F3  ^ DMP210DUFB4  ^
| Benutzt in                | PTB       | KMK       | Seck     | Original-Paper  | gefunden    | gefunden     |
| Typ. Input-Kapaziät [pF]  | 125       | 350       | 270      | 45              | 8.1         | 13.72        |
| Max. Input-Kapaziät [pF]  | 150       | -         | -        | 60              | 10.5        | 175          |
| Channel Typ               | P         | P         | P        | P               | N*           | P            |

*Die N-Channel Transistoren haben eine geringere Input-Kapazität, jedoch müsste das gesamte Schaltbild umgebaut werden... -> zu viel Aufwand!

==== Messwiderstand ====
Quelle 1: {{ :groups:mg:private:steffensauer:vsa101.pdf |}}\\
Quelle 2: {{ :groups:mg:private:steffensauer:vpr221z.pdf |}}\\
^ Widerstand [Ohm]                ^ 10    ^ 10              ^ 10                       ^ 20    ^ 22               ^ 50                                                 ^
| Quelle                          | 1     | Schaltbild PTB  | 2                        | 1     |  Schaltbild KMK  | Paper Libbrecht, Hall et al.\\ Paper Seck, et al.  |
| Temperaturkoeffizient [ppm/°C]  | 0.05  | 1               | 0.05                     | 0.05  | 50               | 5                                                  |
| Rauschspannung [mu V]*1         | 1.28  | 1.28            | 1.28                     | 1.81  | 1.90             | 2.87                                               |
| Benötigte Leistung [W]*2        | 0.9   | 0.9             | 0.9                      | 1.8   | 1.98             | 4.5                                                |
| Widerstands-Leistung [W] @ 25°C       | 0.6      | -                | 1.5                      | 0.6     | 3                 | 10                                                  |
| Besonderheit                    | -     | -               | 4-Draht-Methode möglich*3  | -     | -                | -                                                  |

*1 Die Rauschspannung für den Widerstand wurde durch https://elektroniktutor.de/elektrophysik/rauschen.html berechnet: {{ :groups:mg:private:steffensauer:rauschleistung_eines_widerstands.nb |}}
     * Die Werte waren: 
       * Temperatur T= 298 K
       * Bandbreite B= 10 MHz


*2 Für den Widerstand wird angenommen, dass wir 10 Ohm benutzten mit maximal 300 mA Stromstärke, sodass darüber eine Leistung von P=R*I^2=0,9W entsteht.
    * Leistung des Messwiderstands: 
       * Leistung, die der Widerstand abkönnen muss: P < I^2*R_mess*3
       * Faktor 3 kommt für die Sicherheit 

*3 Mit der 4-Draht-Methode kann man das Widerstandsschwanken der Leiterbahnen in Abhängigkeit von der Temperatur reduzieren
    * Der Temperaturkoeffizient von Kupfer liegt bei 3.9x10^-3/K
      * Wenn ein Widerstand mit 10 Ohm einen Temperaturkoeffizient von 0.05ppm/°C=5x10^-8/°C hat muss die Leiterbahn ~10^-5/°C stabil sein, sodass es nicht den Leiterbahnwiderstand verändert
        * Nimmt man eine Stromstärke von 300mA an und über U=R*I die Spannung ebenfalls 10^-6 V stabil sein, sodass die Leiterbahn (nach https://www.leiton.de/leiton-tools-spannungsabfall-leiterplatten.html) ~2m dick sein (mit typischer Leiterbahn dicke von 35 mum).
        * Wenn jedoch mit der 4-Draht-Methode die abfallende Spannung über den Widerstand vermessen wird und dadurch nicht mehr 300mA sondern nur ~muA fließen. Kann die Leiterbahndicke auf ~2-3mm angepasst werden


{{:groups:mg:private:steffensauer:4-draht-methode-widerstand.jpeg?400|}}

=== Spannungsregler ===
^ Spannungsregler     ^ LM317   ^ -  ^ 
| Benutzt in         | PTB, Liebrecht, KMK, Seck      | -     | 
| Spannungsrauschen         | -      | -     | 
| Spannungsstabilität         | -      | -     | 

    * Vorteil: Spannungsrauschen ist besser
    * Nachteil: Stabilität schelchter als LM317
      * Nur so stabil wie Spannungsversorgung +/- 15V
{{:groups:mg:private:steffensauer:alternative_fuer_lm317.jpeg?400|}}

==== Display ====
^ Display     ^ DPM160   ^ LDP-340LCD-1  ^ 
| Benutzt in         | PTB      | KMK     | 
| Max. Anzeige         | 4.5-stellig       | 1999 (3.5-stellig)     | 
| Genauigkeit  [%]     | +/- 0.005       | +/- 0.5 @ 23°C / Luftfeuchtigkeit von < 80%    | 
| Temperaturstabilität [ppm/°C]       | 30       | -    | 
| Verlustleistung [mA]        | -       | 30     | 

=== Filterung ===
Extra Filterung zum Display: Empfohlen von der PTB, um Rauschen, das von der Diode zurückkommt, zu vermeiden.

{{:groups:mg:private:steffensauer:filterung-display.jpeg?400|}}

=== Verstärkung/Spannungsteiler ===
Die über dem Messwiderstand $R_{mess}$ abfallende Spannung wird von einem Instrumentenverstärker mit der Verstärkung 1 gepuffert. Abhängig vom Widerstand ist die Maximalspannung, die darüber abfällt unterschiedlich groß. Verwendet man als Maximalstromstärke $I$ = 200mA, so erhält man 10V für $R_{mess} = 50\,\mathrm{\Omega}$, 4V für $R_{mess} = 20\,\mathrm{\Omega}$ und 2V für $R_{mess} = 10\,\mathrm{\Omega}$. Als full scale reading (FSR) des Displays wird 2V angestrebt. Für $R_{mess} = 10\,\mathrm{\Omega}$ ist dies ohnehin erfüllt, für die beiden anderen Widerstände müssen die Spannungen proportional heruntergebrochen werden, mithilfe von Spannungsteilern.

Nach der Gleichung $U_2/U = R2/(R_1 + R_2)$ ergeben sich

  * $R_{mess} = 50\,\mathrm{\Omega}$: $R_1/R_2 = 4$
  * $R_{mess} = 20\,\mathrm{\Omega}$: $R_1/R_2 = 1$
  * $R_{mess} = 10\,\mathrm{\Omega}$: kein Spannungsteiler notwendig