Warum gibt es 0 dB Dämpfungsglieder?

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Ich lese diesen Artikel: Upgrade eines Niedertemperatur-Rastertunnelmikroskops für die Elektronenspinresonanz und stellte fest, dass für die Thermalisierung 0-dB-Dämpfungsglieder verwendet werden.

Seite 6: Angesichts des begrenzten Kühlungsbudgets unseres Kryostaten und der Tatsache, dass die Wärmeübertragung der HF-Leitung von der mikronendicken Ag-Beschichtung des Mittelleiters dominiert wird, haben wir alle SR-Kabel mit 0-dB-Dämpfungsgliedern thermisch behandelt

Ich verstehe, dass Dämpfungsglieder die Signalintensität (Leistung) reduzieren, aber was bedeutet es, ein 0-dB-Dämpfungsglied zu haben?

Was ist der allgemeine Zweck von 0-dB-Dämpfungsgliedern und wird sie in diesem Artikel nur zur thermischen Kopplung verwendet?

thermal attenuator

— Schwarze Witwe
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Schau mal hier . Dies sollte Ihnen eine gute Vorstellung davon geben, was vor sich ging und warum. Der 0-dB-Anschluss (der nicht genau 0 ist, aber bis zu einem halben dB betragen kann) ist ein wichtiger Teil zwischen den halbsteifen Koaxsegmenten zwischen Systemen mit unterschiedlichen Temperaturen. Beim Lesen fiel es ihnen wirklich schwer, Dinge einzurichten und auch zu warten. Sie haben hart gearbeitet. Ein Datenblatt für einen ihrer Steckverbinder ist XMA Corp. 2782 .

— jonk

@DwayneReid Danke für deinen Kommentar, ich habe meine Antwort entfernt und werde sie einchecken (und die anderen Antworten / Kommentare lesen).

— Michel Keijzers

Danke für die Frage! Es war interessant, etwas über das Experimentieren mit Elektronik in Kryokammern zu lernen.

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Die Antwort von JRE deckt ab, warum es generell 0-dB-Dämpfungsglieder gibt. In diesem speziellen Fall scheint es, als würden sie verwendet, um einen guten Wärmekontakt zwischen dem Innenleiter des Kabels und der Wärmeisolationsstufe herzustellen, wie Sie in der Abbildung auf Seite 20 sehen können zu dem Tieftemperaturreservoir, das die thermische Isolationsstufe kühlt. Grundsätzlich möchten Sie, dass das Kabel die gleiche niedrige Temperatur aufweist wie das Material in Ihrer Kryo-Dose, anstatt die gesamte Wärme vom Anschluss nach oben bei Raumtemperatur abzuleiten. Ein zusätzliches Problem besteht darin, dass Kabel eine anisotrope Wärmeleitung haben: Sie leiten Wärme entlang ihrer Achse besser als radial, weil der Isolator, der den Mittelleiter elektrisch isoliert, auch ein guter Wärmeisolator ist (oder zumindest viel besser als das Metall von der innere Leiter).

Nach der Montage zu urteilen, sorgt es auch für eine gewisse mechanische Stabilität. Das Dämpfungsglied wird an einer Stelle gehalten, während sich die an beiden Enden angebrachten Kabel aufgrund einer thermischen Kontraktion von Raumtemperatur auf 4 K oder weniger etwas bewegen.

Kryotechnik ist hart und die Wärmeübertragung vom Rest der schrecklichen 300K-Welt ist Ihr größter Feind.

Seite 20

— Lama
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Danke für die Antwort. In diesem Artikel werden 0-dB-Dämpfungsglieder verwendet, um eine bessere Wärmeleitung zu erzielen. Es hört sich so an, als würden 0-dB-Dämpfungsglieder viel Wärme von der Luft zur mK-Stufe leiten. Ich dachte, Sie möchten im Allgemeinen eine gute Wärmeisolation zwischen den Stufen. Mit den 0-dB-Dämpfungsgliedern soll der Innenleiter der HF-Leitung thermisch isoliert werden, während der Rest zwischen verschiedenen Temperaturstufen thermisch isoliert wird?

— Blackwidow

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Richtig, die Idee ist, dass die Dämpfungsglieder eine bessere Wärmeleitung zwischen der Wärmeisolationsstufe und dem Innenleiter des Kabels haben (Ofers Antwort machte einen guten Punkt, an den ich nicht gedacht habe, ich werde etwas skizzieren, um es zu versuchen und zu veranschaulichen). Sie wirken sich nicht wirklich auf die Wärmeleitung von der Außenwelt oder zwischen thermischen Isolationsstufen aus.

— Lama

Man kann sich das auch so vorstellen: Das Dämpfungsglied verbindet das obere (höhere T) Segment des Kabels mit der Wärmeisolationsstufe (TIS), so dass die Wärme, die es leitet, in das TIS abgeleitet wird, anstatt das Kabel weiter zu führen der wirklich sensible Bereich. TISs sind normalerweise thermisch an ein Reservoir mit flüssigem Helium oder Stickstoff gebunden, sodass sie eine relativ große Menge an Wärmebelastung aufnehmen können, jedoch bei einer höheren Temperatur als der kühlschrankgekühlte Bereich.

— Lama

Diese Zeile scheint dem Rest des Beitrags zu widersprechen, einige Bearbeitungen können die Qualität der Antwort verbessern. "In diesem speziellen Fall klingt es so, als würden sie verwendet, um Temperaturänderungen durch HF-Impulse in verlustbehafteten Kabeln zu

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Ein 0-dB-Abschwächer ist ein Abschwächer, der elektrisch und mechanisch genau wie andere Abschwächer in dieser Produktreihe ist.

Sie können sie bei Tests anstelle eines anderen Dämpfungsglieds verwenden. Es verhält sich wie die anderen Dämpfungsglieder (hinsichtlich Einfügedämpfung und Frequenzbereich) und passt mechanisch genau in den gleichen Raum.

Ein 0-dB-Dämpfungsglied erfüllt alle Spezifikationen der anderen Geräte derselben Produktreihe. Durch das Einwechseln bleiben alle anderen Leistungsmerkmale Ihres Setups gleich.

Es spielt möglicherweise keine Rolle, ob Sie ein CB-Radio einstellen, da dies für leistungsstarke, hochmoderne Geräte von entscheidender Bedeutung sein kann.

Der Sinn der Verwendung eines in dem genannten Artikel scheint darin zu bestehen, die Wärmemenge zu verringern, die in ein sehr empfindliches Gerät eindringt. Wärme verursacht Geräusche in den im Papier beschriebenen extrem niedrigen Temperaturkreisläufen.

Der 0-dB-Dämpfer scheint verwendet zu werden, da er das HF-Signal (fast) genauso gut durchlässt wie das Kabel, aber die Wärme nicht so leicht durchlässt wie das Kabel.

— JRE
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Danke für die Antwort. Ihre Antwort hört sich richtig an, und angesichts der Tatsache, dass sie auf ihr „begrenztes Kühlbudget“ hinweisen, ist Ihre Ansicht sinnvoll. Ich war nur verwirrt über den Satz: "Wir haben alle SR-Kabel mit 0-dB-Dämpfungsgliedern thermisiert." Alle Kabel zu thermisieren bedeutet, sie im thermischen Gleichgewicht zu halten.

— Blackwidow

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@JRE Es scheint, dass ein Hauptziel beim Führen von Kabeln in Kryokammern darin besteht, sicherzustellen, dass das Kabel vollständig auf die Kammertemperatur abgekühlt ist, damit es das betreffende Gerät nicht direkt durch Wärmeleitung erwärmt. Bei Koaxialkabeln scheint die Kühlung des Innenleiters von besonderem Interesse / Schwierigkeit zu sein. Gibt es eine mechanische Eigenschaft eines Dämpfers, die zur Kühlung des Mittelleiters beitragen könnte, wenn er thermisch an ein sehr kaltes Metallstück gebunden wäre oder in einer kryogenen Flüssigkeit schwimmt?

@ Wenn Sie sich die unten aufgeführten Antworten ansehen, scheint es, als ob Sie möchten, dass der Innenleiter der HF-Leitung thermisch wird (der Innenleiter der HF-Leitung wird ziemlich nahe an der mK-Stufe gekühlt), während an anderer Stelle eine gute thermische Isolation erhalten bleibt.

— Blackwidow

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Ein 0-dB-Abschwächer hilft dabei, den Mittelleiter des Kabels physikalisch zu erwärmen. Das Dämpfungssubstrat ist normalerweise ein besserer Wärmeleiter als das Teflon-Dielektrikum des Kabels. Sie helfen jedoch nicht bei Störungen, die von der 300K-Elektronik ausgehen. Dafür möchten Sie eine Dämpfung, die gleich oder größer als das Verhältnis von Raumtemperatur zur Temperatur des Dämpfers ist. Sie möchten beispielsweise einen 20-dB-Abschwächer, um 300K-Rauschen auf 4K-Pegel zu reduzieren.

— Ofer Naaman
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Könnte jemand genau erklären, was "Thermalisieren" ist? Das hat natürlich mit der Temperatur zu tun, aber das erwähnte Papier und alles, was ich zu diesem Thema finden konnte, setzen voraus, dass jeder weiß, was Thermalisieren bedeutet.

— JRE

Ich bin mir nicht sicher, ob ich jemals eine konkrete Definition gehört habe, aber vage, dass die thermische Verbindung zwischen ihnen gut genug ist, dass sie immer die gleiche Temperatur haben werden. Vielleicht etwas Präziseres im Sinne eines thermischen Gleichgewichts (wenn Sie das Ding mit LHe aufgefüllt und eine Weile gewartet haben), wird der Temperaturunterschied zwischen ihnen <x (Milli) Kelvin sein.

— Lama

ähnlich wie "Überwintern"?

— Missverstanden