¿Por qué existen los atenuadores de 0 dB?

Question

Estoy leyendo este documento : Mejora de un microscopio de barrido en túnel de baja temperatura para resonancia electrón-espín y descubrieron que para la termalización utilizan atenuadores de 0 dB.

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

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

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

Answer 1

Un atenuador de 0 dB es un atenuador eléctrica y mecánicamente igual a otros atenuadores de esa línea de productos.

Puedes utilizarlos en lugar de otro atenuador cuando hagas pruebas. Actúa igual que los otros atenuadores (en términos de pérdida de inserción y rango de frecuencias) y cabe exactamente en el mismo espacio mecánicamente.

Un atenuador de 0 dB cumple todas las especificaciones de los demás de la misma línea de productos, por lo que al cambiarlo se mantienen todas las demás características de rendimiento de la configuración.

Puede que no importe si está sintonizando una radio CB, pero puede que sea fundamental en equipos de alto rendimiento y de última generación.

El objetivo de utilizar uno en el documento mencionado parece ser reducir la cantidad de calor que se filtra en un equipo muy sensible. El calor provoca ruido en los circuitos de temperatura extremadamente baja que describe el artículo.

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

Answer 2

La respuesta de JRE explica por qué existen los atenuadores de 0 dB en general; en este caso concreto, parece que los utilizan para establecer un buen contacto térmico entre el conductor interno del cable y la etapa de aislamiento térmico, como puede verse en la imagen de la página 20, y, por tanto, con el depósito criogénico que refrigera la etapa de aislamiento térmico. Básicamente, lo que se quiere es que el cable esté a la misma baja temperatura que el material que hay abajo en el recipiente criogénico, en lugar de conducir todo el calor de la conexión de arriba a temperatura ambiente. Un problema añadido es que los cables tienen una conducción térmica anisótropa: conducen mejor el calor a lo largo de su eje que radialmente, porque el aislante que mantiene el conductor central aislado eléctricamente es también un buen aislante térmico (o al menos mucho mejor que el metal del conductor interior). Los atenuadores tienen una mejor conducción térmica entre el exterior y el centro, por lo que conectan mejor térmicamente el conductor interior del cable con la etapa de aislamiento térmico.

A juzgar por el montaje, también proporciona cierta estabilidad mecánica, el atenuador se mantiene en un lugar mientras que los cables conectados a ambos extremos se moverán un poco debido a la contracción térmica al pasar de temperatura ambiente a 4K o menos.

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

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Página 20

Answer 3

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