Perché esistono attenuatori 0 dB?

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Sto leggendo questo documento: Aggiornamento di un microscopio a tunnel a scansione a bassa temperatura per risonanza di spin elettrone e ho scoperto che per la termizzazione usano attenuatori 0 dB.

Pagina 6: Tenendo presente il budget di raffreddamento finito del nostro criostato e osservando che il trasferimento di calore della linea RF è dominato dal rivestimento Ag spesso micron del conduttore centrale, abbiamo termizzato tutti i cavi SR utilizzando attenuatori 0dB

Comprendo che gli attenuatori riducono l'intensità del segnale (potenza), ma cosa significa avere un attenuatore 0 dB?

Qual è lo scopo generale degli attenuatori 0 dB e nella carta viene utilizzato solo per l'accoppiamento termico?

thermal attenuator

— Vedova Nera
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Dai un'occhiata qui . Questo dovrebbe darti una buona idea di cosa stava succedendo e perché. Il connettore 0 dB (che non è esattamente 0, ma potrebbe arrivare fino a mezzo dB) è una parte vitale tra i loro segmenti coassiali semirigidi tra sistemi di diverse temperature. Nella lettura, hanno davvero avuto difficoltà a sistemare le cose e a mantenerle. Stavano lavorando sodo. Una scheda tecnica per uno dei loro connettori è XMA Corp. 2782 .

— Jon

@DwayneReid Grazie per il tuo commento, ho rimosso la mia risposta e la controllerò (e leggerò le altre risposte / commenti).

— Michel Keijzers,

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— user3490

Grazie per la domanda! È stato interessante conoscere la sperimentazione usando l'elettronica nelle camere criogeniche.

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La risposta di JRE spiega perché esistono attenuatori 0dB in generale, in questo caso specifico sembra che li stiano usando per stabilire un buon contatto termico tra il conduttore interno del cavo e lo stadio di isolamento termico, come si può vedere nella figura a pagina 20, e quindi al serbatoio criogenico che sta raffreddando lo stadio di isolamento termico. Fondamentalmente, vuoi che il cavo sia alla stessa bassa temperatura della roba nella tua scatola criogenica, piuttosto che condurre tutto il calore dalla connessione in alto a temperatura ambiente. Un ulteriore problema è che i cavi hanno una conduzione del calore anisotropa: conducono il calore meglio lungo il loro asse rispetto a quanto fanno radialmente, perché l'isolante che mantiene elettricamente isolato il conduttore centrale è anche un buon isolante termico (o almeno molto meglio del metallo di il conduttore interno).

A giudicare dal montaggio fornisce anche una certa stabilità meccanica, l'attenuatore viene tenuto in un punto mentre i cavi collegati a una delle estremità si sposteranno un po 'a causa della contrazione termica mentre si passa dalla temperatura ambiente fino a 4K o inferiore.

La criogenia è dura e il trasferimento di calore dal resto del terribile mondo da 300K è il tuo più grande nemico.

Pagina 20

— lama
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Grazie per la risposta. Quindi, in questo documento, usano attenuatori 0dB per avere una migliore conduzione termica? Sembra che gli attenuatori a 0 dB conducano molto calore dall'aria allo stadio mK? Pensavo che in genere desiderassi un buon isolamento termico tra le fasi. Lo scopo degli attenuatori 0dB aiuta il conduttore interno della linea RF a scaldarsi, ma il resto è isolato termicamente tra i diversi stadi di temperatura?

— Blackwidow,

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Giusto, l'idea è che gli attenuatori abbiano una migliore conduzione termica tra lo stadio di isolamento termico e il conduttore interno del cavo (la risposta di Ofer ha fatto un buon punto a cui non ho pensato, disegnerò qualcosa per provare e illustrare). Non influenzano realmente la conduzione termica dal mondo esterno o tra le fasi di isolamento termico.

— lama,

Un altro modo in cui puoi pensarlo: l'attenuatore collega il segmento superiore (T superiore) del cavo allo stadio di isolamento termico (TIS), in modo che il calore che conduce sia scaricato nel TIS invece di continuare lungo il cavo in l'area molto sensibile. I TIS sono solitamente collegati termicamente a un serbatoio di elio o azoto liquido, quindi possono assorbire una quantità relativamente elevata di carico termico, ma a una temperatura superiore rispetto alla regione raffreddata dal frigorifero.

— lama,

Questa riga sembra contraddire il resto del post, alcune modifiche potrebbero migliorare la qualità della risposta. "in questo caso specifico sembra che li stiano usando per smorzare le variazioni di temperatura dagli impulsi RF nei cavi con perdita"

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Un attenuatore 0dB è un attenuatore che è elettricamente e meccanicamente come gli altri attenuatori di quella linea di prodotti.

Puoi usarli al posto di un altro attenuatore quando fai i test. Agisce esattamente come gli altri attenuatori (in termini di perdita di inserzione e intervallo di frequenza) e si adatta esattamente nello stesso spazio meccanicamente.

Un attenuatore 0dB soddisfa tutte le specifiche degli altri nella stessa linea di prodotti, quindi sostituendolo mantiene invariate tutte le altre caratteristiche prestazionali della configurazione.

Non importa se stai sintonizzando una radio CB, potrebbe essere fondamentale in prestazioni elevate, roba all'avanguardia.

Il punto di usarne uno nel documento di riferimento sembra essere quello di ridurre la quantità di calore che filtra in un dispositivo molto sensibile. Il calore provoca rumore nei circuiti a temperatura estremamente bassa descritti dalla carta.

L'attenuatore 0dB sembra essere usato perché passa il segnale RF (quasi) così come il cavo, ma non trasmette il calore facilmente come farebbe il cavo.

— JRE
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grazie per la risposta. La tua risposta suona bene e dato che sottolineano il loro "budget di raffreddamento limitato", la tua opinione ha senso. Ero solo confuso riguardo alla frase: "Abbiamo termizzato tutti i cavi SR usando attenuatori 0dB". Termalizzare tutti i cavi significa farli avere un equilibrio termico ....

— Blackwidow,

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@JRE Sembra che un obiettivo importante quando si passano i cavi nelle camere criogeniche sia garantire che il cavo sia completamente raffreddato alla temperatura della camera in modo che non riscaldi direttamente il dispositivo in questione attraverso la conduzione. Con il cavo coassiale, il raffreddamento del conduttore interno sembra essere di particolare interesse / difficoltà. C'è qualche proprietà meccanica di un attenuatore che potrebbe aiutare a raffreddare il conduttore centrale se fosse legato termicamente a un pezzo di metallo molto freddo o fluttuasse in un liquido criogenico?

@JRE guardando le risposte postate di seguito, sembra che tu voglia termorizzare il conduttore interno della linea RF (il conduttore interno della linea RF è raffreddato piuttosto vicino allo stadio mK) mantenendo un buon isolamento termico altrove?

— Blackwidow,

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Un attenuatore da 0 dB aiuta a termorizzare fisicamente il conduttore centrale del cavo. Il substrato dell'attenuatore è generalmente un conduttore termico migliore rispetto al dielettrico in teflon del cavo. Tuttavia, non aiutano con il rumore proveniente dall'elettronica 300K. Per questo si vorrebbe un'attenuazione uguale o maggiore del rapporto tra la temperatura ambiente e la temperatura dell'attenuatore. Ad esempio, si desidera che un attenuatore da 20 dB riduca il rumore da 300K a un livello 4K.

— Ofer Naaman
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Qualcuno potrebbe spiegare esattamente cosa sia la "termalizzazione"? Ovviamente ha a che fare con la temperatura, ma il documento di riferimento e tutto ciò che sono stato in grado di trovare sull'argomento presuppone che tutti sappiano cosa significhi termalizzare.

— JRE

Non sono sicuro di aver mai sentito una definizione concreta, ma vagamente che la connessione termica tra loro è abbastanza buona da essere sempre alla stessa temperatura. Forse qualcosa di più preciso in linea con l'equilibrio termico (una volta che hai riempito la cosa con LHe e atteso per un po '), la differenza di temperatura tra loro sarà <x (milli) kelvin.

— lama,

simile a "svernamento"?

— Ho frainteso l'