¿Por qué existen atenuadores de 0 dB?

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Estoy leyendo este documento: Actualización de un microscopio de túnel de exploración de baja temperatura para resonancia de espín electrónico y descubrí que para la termalización, usan atenuadores de 0 dB.

Página 6: Teniendo en cuenta el presupuesto de enfriamiento finito de nuestro criostato, y teniendo en cuenta que la transferencia de calor de la línea de RF está dominada por el recubrimiento de Ag de micras de espesor del conductor central, hemos térmicoizado todos los cables SR utilizando atenuadores de 0dB

Entiendo que los atenuadores reducen la intensidad de la señal (potencia), pero ¿qué significa tener un atenuador de 0 dB?

¿Cuál es el propósito general de los atenuadores de 0 dB y en el documento solo se usa para el acoplamiento térmico?

thermal attenuator

— Viuda negra
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Echa un vistazo aquí . Esto debería darle una buena idea de lo que estaba sucediendo y por qué. El conector de 0 dB (que no es exactamente 0, pero puede ser de hasta medio dB) es una parte vital entre sus segmentos coaxiales semirrígidos entre sistemas de diferentes temperaturas. En lectura, también tuvieron dificultades para configurar las cosas y mantenerlas también. Estaban trabajando duro. Una hoja de datos para uno de sus conectores es XMA Corp. 2782 .

— jonk

@DwayneReid Gracias por tu comentario, eliminé mi respuesta y la revisaré (y leeré las otras respuestas / comentarios).

— Michel Keijzers el

Relacionado

— user3490

Gracias por la pregunta! Fue interesante aprender sobre la experimentación usando electrónica en cámaras criogénicas.

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La respuesta de JRE cubre por qué existen atenuadores de 0dB en general, en este caso específico parece que los están usando para hacer un buen contacto térmico entre el conductor interno del cable y la etapa de aislamiento térmico como se puede ver en la imagen en la página 20, y así al depósito criogénico que está enfriando la etapa de aislamiento térmico. Básicamente, desea que el cable esté a la misma temperatura baja que las cosas en su lata criogénica, en lugar de conducir todo el calor desde la conexión hacia arriba a temperatura ambiente. Un problema adicional es que los cables tienen conducción de calor anisotrópica: conducen el calor mejor a lo largo de su eje que radialmente, porque el aislante que mantiene el conductor central aislado eléctricamente también es un buen aislante térmico (o al menos mucho mejor que el metal de El conductor interno).

A juzgar por el montaje, también proporciona cierta estabilidad mecánica, el atenuador se mantiene en un lugar, mientras que los cables conectados a cada extremo se moverán un poco debido a la contracción térmica a medida que avanza desde la temperatura ambiente hasta 4K o inferior.

La criogenia es difícil, y la transferencia de calor del resto del horrible mundo de 300K es tu mayor enemigo.

Página 20

— llama
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Gracias por la respuesta. Entonces, en este documento, ¿usan atenuadores de 0dB para tener una mejor conducción térmica? ¿Parece que los atenuadores de 0dB van a conducir mucho calor del aire a la etapa mK? Pensé que generalmente querías tener un buen aislamiento térmico entre etapas. ¿El propósito de los atenuadores de 0dB es ayudar al conductor interno de la línea de RF a calentarse, pero el resto está aislado térmicamente entre diferentes etapas de temperatura?

— Blackwidow el

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Correcto, la idea es que los atenuadores tengan una mejor conducción térmica entre la etapa de aislamiento térmico y el conductor interno del cable (la respuesta de Ofer hizo un buen punto en el que no pensé, esbozaré algo para intentar ilustrarlo). Realmente no afectan la conducción térmica del mundo exterior, o entre las etapas de aislamiento térmico.

— llama

Otra forma de pensarlo: el atenuador conecta el segmento superior (T superior) del cable a la etapa de aislamiento térmico (TIS), de modo que el calor que conduce se descarga en el TIS en lugar de continuar por el cable hacia abajo. El área realmente sensible. Los TIS generalmente están unidos térmicamente a un depósito de helio o nitrógeno líquido, por lo que pueden hundir una cantidad relativamente grande de carga de calor, pero a una temperatura más alta que la región refrigerada por el refrigerador.

— llama

Esta línea parece contradecir el resto de la publicación, algunas modificaciones pueden mejorar la calidad de la respuesta. "En este caso específico, parece que los están utilizando para amortiguar los cambios de temperatura de los pulsos de RF en los cables con pérdida"

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Un atenuador de 0dB es un atenuador que es eléctrico y mecánico al igual que otros atenuadores en esa línea de productos.

Puede usarlos en lugar de otro atenuador al hacer pruebas. Actúa igual que los otros atenuadores (en términos de pérdida de inserción y rango de frecuencia) y se ajusta exactamente en el mismo espacio mecánicamente.

Un atenuador de 0dB cumple con todas las especificaciones de los demás en la misma línea de productos, por lo que intercambiarlo mantiene todas las demás características de rendimiento de su configuración iguales.

Puede que no importe si está sintonizando una radio CB, podría ser crítico en cosas de alto rendimiento y vanguardia.

El punto de usar uno en el documento referido parece ser reducir la cantidad de calor que se filtra en un equipo muy sensible. El calor causa ruido en los circuitos de temperatura extremadamente baja que describe el artículo.

El atenuador de 0dB parece usarse porque pasa la señal de RF (casi) tan bien como el cable, pero no pasa calor tan fácilmente como lo haría el cable.

— JRE
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gracias por la respuesta. Su respuesta suena correcta y dado el hecho de que señalan su 'presupuesto de enfriamiento finito', su punto de vista tiene sentido. Estaba confundido acerca de la oración: "Termalizamos todos los cables SR usando atenuadores de 0dB". Termalizar todos los cables significa hacer que tengan equilibrio térmico ...

— Blackwidow

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@ JRE Parece que un objetivo principal al pasar los cables a las cámaras criogénicas es garantizar que el cable esté completamente enfriado a la temperatura de la cámara para que no caliente directamente el dispositivo en cuestión por conducción. Con el cable coaxial, enfriar el conductor interno parece ser de particular interés / dificultad. ¿Existe alguna propiedad mecánica de un atenuador que podría ayudar a enfriar el conductor central si se uniera térmicamente a una pieza de metal muy fría o flotara en un líquido criogénico?

@JRE observando las respuestas publicadas a continuación, parece que quiere que el conductor interno de la línea de RF se termine (el conductor interno de la línea de RF se enfría bastante cerca de la etapa mK) mientras mantiene un buen aislamiento térmico en otro lugar.

— Blackwidow el

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Un atenuador de 0 dB ayuda a termalizar físicamente el conductor central del cable. El sustrato atenuador suele ser un mejor conductor térmico que el dieléctrico de teflón del cable. Sin embargo, no ayudan con el ruido proveniente de la electrónica de 300K. Para eso, querrá una atenuación igual o mayor que la relación entre la temperatura ambiente y la temperatura del atenuador. Por ejemplo, desearía un atenuador de 20 dB para reducir el ruido de 300K al nivel de 4K.

— Ofer Naamán
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¿Podría alguien explicar exactamente qué es la "termalización"? Obviamente tiene que ver con la temperatura, pero el documento referido y todo lo que he podido encontrar sobre el tema simplemente asume que todos saben lo que significa la termalización.

— JRE

No estoy seguro si alguna vez escuché una definición concreta, pero vagamente que la conexión térmica entre ellos es lo suficientemente buena como para que siempre estén a la misma temperatura. Tal vez algo más preciso en el sentido de un equilibrio térmico (una vez que haya llenado la cosa con LHe y haya esperado un tiempo), la diferencia de temperatura entre ellos será <x (mili) kelvin.

— llama

similar a "acondicionamiento para el invierno"?

— Mal entendido el