Por que existem atenuadores de 0 dB?

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Estou lendo este artigo: Atualização de um microscópio de tunelamento de baixa temperatura para ressonância de spin eletrônico e constatamos que, para termização, eles usam atenuadores de 0 dB.

Página 6: Tendo em mente o orçamento finito de resfriamento do nosso criostato, e observando que a transferência de calor da linha de RF é dominada pelo revestimento Ag de espessura em mícron do condutor central, nós termoizamos todos os cabos SR usando atenuadores de 0dB

Entendo que os atenuadores reduzem a intensidade do sinal (potência), mas o que significa ter um atenuador de 0 dB?

Qual é o objetivo geral dos atenuadores de 0 dB e, no papel, ele está sendo usado apenas para acoplamento térmico?

thermal attenuator

— Viúva Negra
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Dê uma olhada aqui . Isso deve lhe dar uma boa idéia do que estava acontecendo e por quê. O conector de 0 dB (que não é exatamente 0, mas pode chegar a meio dB) é uma parte vital entre seus segmentos coaxiais semi-rígidos entre sistemas de diferentes temperaturas. Na leitura, eles realmente tiveram dificuldade em configurar as coisas e mantê-las também. Eles estavam trabalhando duro. Uma folha de dados para um de seus conectores é a XMA Corp. 2782 .

— 18718

@DwayneReid Obrigado pelo seu comentário, removi a minha resposta e a verificarei (e lerei as outras respostas / comentários).

— 9186 Michel Keijzers

Relacionados

— user3490

Obrigado pela pergunta! Foi interessante aprender sobre experimentação usando eletrônica em câmaras criogênicas.

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A resposta do JRE cobre por que os atenuadores de 0dB existem em geral; nesse caso específico, parece que eles estão sendo usados para estabelecer um bom contato térmico entre o condutor interno do cabo e o estágio de isolamento térmico, como você pode ver na imagem na página 20, e assim ao reservatório criogênico que está resfriando o estágio de isolamento térmico. Basicamente, você deseja que o cabo esteja na mesma temperatura baixa que o material da lata criogênica, em vez de conduzir todo o calor da conexão até a temperatura ambiente. Um problema adicional é que os cabos têm condução anisotrópica de calor: eles conduzem o calor melhor ao longo do eixo do que radialmente, porque o isolador que mantém o condutor central eletricamente isolado também é um bom isolante térmico (ou pelo menos muito melhor que o metal de o condutor interno).

A julgar pela montagem, ele também fornece alguma estabilidade mecânica, o atenuador é mantido em um só lugar, enquanto os cabos conectados a uma das extremidades se movem um pouco devido à contração térmica à medida que você passa da temperatura ambiente para 4K ou menos.

A criogenia é difícil, e a transferência de calor do resto do mundo horrível de 300K é seu maior inimigo.

Page 20

— lhama
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Obrigado pela resposta. Então, neste artigo, eles usam atenuadores de 0dB para obter uma melhor condução térmica? Parece que os atenuadores de 0dB conduzirão muito calor do ar para o estágio mK? Eu pensei que você geralmente quer ter um bom isolamento térmico entre os estágios. O objetivo dos atenuadores de 0 dB é ajudar o condutor interno da linha de RF a se aquecer, mas o restante é isolado termicamente entre diferentes estágios de temperatura?

— Blackwidow

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Certo, a idéia é que os atenuadores tenham uma melhor condução térmica entre o estágio de isolamento térmico e o condutor interno do cabo (a resposta de Ofer fez um bom ponto em que eu não pensei, vou esboçar algo para tentar ilustrar). Eles realmente não afetam a condução térmica do mundo exterior ou entre os estágios de isolamento térmico.

— Llama

Outra maneira de pensar: o atenuador liga o segmento superior (T mais alto) do cabo ao estágio de isolamento térmico (TIS), de modo que o calor que ele conduz é despejado no TIS em vez de continuar descendo o cabo a área realmente sensível. Os TISs geralmente estão ligados termicamente a um reservatório de hélio ou nitrogênio líquido, para que possam afundar uma quantidade relativamente grande de carga de calor, mas a uma temperatura mais alta do que a região resfriada pela geladeira.

— Llama

Essa linha parece contradizer o restante do post; algumas edições podem melhorar a qualidade da resposta. "Neste caso específico, parece que eles estão usando-os para amortecer as mudanças na temperatura de pulsos de RF em cabos com perdas"

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Um atenuador de 0dB é um atenuador elétrico e mecânico, assim como outros atenuadores nessa linha de produtos.

Você pode usá-los no lugar de outro atenuador ao fazer testes. Ele atua como os outros atenuadores (em termos de perda de inserção e faixa de frequência) e se encaixa exatamente no mesmo espaço mecanicamente.

Um atenuador de 0dB atende a todas as especificações dos outros na mesma linha de produtos, portanto, trocá-lo mantém todas as outras características de desempenho da sua configuração iguais.

Pode não interessar se você está sintonizando um rádio CB, pode ser crítico em itens de alta performance e de ponta.

O objetivo de usar um no artigo mencionado parece ser reduzir a quantidade de calor que se infiltra em um equipamento muito sensível. O calor provoca ruídos nos circuitos de temperatura extremamente baixa que o papel descreve.

O atenuador de 0dB parece ser usado porque passa o sinal de RF (quase) e o cabo, mas não passa calor tão facilmente quanto o cabo.

— JRE
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obrigado pela resposta. Sua resposta parece correta e, como apontam o 'orçamento finito de refrigeração', sua opinião faz sentido. Fiquei confuso com a frase: "Nós termizamos todos os cabos SR usando atenuadores de 0dB". Para thermalize todos os meios cabos para fazê-los ter equilíbrio térmico ....

— Blackwidow

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@JRE Parece que um dos principais objetivos ao passar cabos para câmaras criogênicas é garantir que o cabo seja totalmente resfriado à temperatura da câmara, para que não aqueça diretamente o dispositivo em questão através da condução. Com o cabo coaxial, o resfriamento do condutor interno parece ser de particular interesse / dificuldade. Existe alguma propriedade mecânica de um atenuador que pode ajudar a resfriar o condutor central se ele estiver ligado termicamente a um pedaço de metal muito frio ou flutuando em líquido criogênico?

@JRE, olhando para as respostas postadas abaixo, parece que você deseja que o condutor interno da linha de RF termine (o condutor interno da linha de RF é resfriado um pouco perto do estágio mK), mantendo um bom isolamento térmico em outro lugar?

— Blackwidow

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Um atenuador de 0 dB ajuda a termicamente fisicamente o condutor central do cabo. O substrato do atenuador é geralmente um melhor condutor térmico do que o dielétrico de Teflon do cabo. No entanto, eles não ajudam com o ruído proveniente da eletrônica 300K. Para isso, você desejaria uma atenuação igual ou maior que a razão entre a temperatura ambiente e a temperatura do atenuador. Por exemplo, você deseja um atenuador de 20 dB para reduzir o ruído de 300 K ao nível de 4K.

— Ofer Naaman
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Alguém poderia explicar exatamente o que é "termalização"? Obviamente, isso tem a ver com a temperatura, mas o artigo referido e tudo o que pude encontrar sobre o assunto supõem que todos saibam o que significa termalização.

— JRE

Não tenho certeza se já ouvi uma definição concreta, mas vagamente que a conexão térmica entre eles é boa o suficiente para que eles sempre estejam na mesma temperatura. Talvez algo mais preciso no equilíbrio térmico (depois de preencher o LHe e esperar um pouco), o diferencial de temperatura entre eles será <x (milli) kelvin.

— Llama

semelhante a "inverno"?

— Incompreendido