žinios

Giovanni D'Amore aptarė impedanso analizatorių ir profesionalių šviestuvų naudojimą dielektrinėms ir magnetinėms medžiagoms apibūdinti.
Esame įpratę galvoti apie technologinę pažangą iš mobiliųjų telefonų modelių kartos ar puslaidininkių gamybos proceso mazgų. Tai yra naudinga sutrumpinta, bet neaiški pažanga įgalinančių technologijų srityje (pvz., medžiagų mokslo srityje).
Kiekvienas, kuris išardė kineskopinį televizorių ar įjungė seną maitinimo šaltinį, žinos vieną dalyką: XXI amžiaus elektronikai gaminti negalima naudoti XX amžiaus komponentų.
Pavyzdžiui, sparti medžiagų mokslo ir nanotechnologijų pažanga sukūrė naujas medžiagas, kurių charakteristikos reikalingos didelio tankio, didelio našumo induktoriams ir kondensatoriams sukurti.
Kuriant įrangą, naudojančią šias medžiagas, reikia tiksliai išmatuoti elektrines ir magnetines savybes, tokias kaip pralaidumas ir pralaidumas, įvairiais veikimo dažniais ir temperatūros intervalais.
Dielektrinės medžiagos atlieka pagrindinį vaidmenį elektroniniuose komponentuose, tokiuose kaip kondensatoriai ir izoliatoriai. Medžiagos dielektrinę konstantą galima reguliuoti kontroliuojant jos sudėtį ir (arba) mikrostruktūrą, ypač keramiką.
Labai svarbu išmatuoti naujų medžiagų dielektrines savybes komponentų kūrimo ciklo pradžioje, kad būtų galima numatyti jų veikimą.
Dielektrinių medžiagų elektrines savybes apibūdina jų kompleksinis laidumas, susidedantis iš realių ir įsivaizduojamų dalių.
Tikroji dielektrinės konstantos dalis, dar vadinama dielektrine konstanta, parodo medžiagos gebėjimą kaupti energiją, kai ją veikia elektrinis laukas. Palyginti su medžiagomis, kurių dielektrinės konstantos yra mažesnės, medžiagos, kurių dielektrinės konstantos yra didesnės, gali sukaupti daugiau energijos tūrio vienete. , todėl jie yra naudingi didelio tankio kondensatoriams.
Medžiagos su mažesne dielektrine konstanta gali būti naudojamos kaip naudingi izoliatoriai signalų perdavimo sistemose būtent todėl, kad jos negali kaupti didelių energijos kiekių ir taip sumažinti signalo sklidimo delsą visais jų izoliuotais laidais.
Įsivaizduojama kompleksinio pralaidumo dalis atspindi energiją, kurią dielektrinė medžiaga išsklaido elektriniame lauke. Tam reikia kruopštaus valdymo, kad nebūtų išsklaidyti per daug energijos įrenginiuose, tokiuose kaip kondensatoriai, pagaminti iš šių naujų dielektrinių medžiagų.
Yra įvairių dielektrinės konstantos matavimo metodų. Taikant lygiagrečių plokščių metodą, tiriama medžiaga (MUT) dedama tarp dviejų elektrodų. 1 paveiksle parodyta lygtis naudojama medžiagos varžai išmatuoti ir paversti ją kompleksine laidumo koeficientu. reiškia medžiagos storį ir elektrodo plotą bei skersmenį.
Šis metodas daugiausia naudojamas žemo dažnio matavimams. Nors principas yra paprastas, tikslus matavimas yra sudėtingas dėl matavimo klaidų, ypač mažo nuostolio medžiagoms.
Kompleksinis pralaidumas kinta priklausomai nuo dažnio, todėl jį reikia vertinti darbiniu dažniu. Esant dideliems dažniams, padidės matavimo sistemos sukeliamos paklaidos, todėl matavimai bus netikslūs.
Dielektrinės medžiagos bandymo įtaisas (pvz., Keysight 16451B) turi tris elektrodus. Du iš jų sudaro kondensatorių, o trečiasis – apsauginį elektrodą. Apsauginis elektrodas būtinas, nes kai tarp dviejų elektrodų susidaro elektrinis laukas, dalis elektrinis laukas tekės per tarp jų įrengtą MUT (žr. 2 pav.).
Dėl šio pakraščio lauko gali būti klaidingai išmatuota MUT dielektrinė konstanta. Apsauginis elektrodas sugeria srovę, tekančią per kraštinį lauką, taip pagerindamas matavimo tikslumą.
Jei norite išmatuoti medžiagos dielektrines savybes, svarbu matuoti tik medžiagą ir nieko daugiau. Dėl šios priežasties svarbu užtikrinti, kad medžiagos mėginys būtų labai plokščias, kad nebūtų oro tarpų tarp jo ir elektrodas.
Tai galima pasiekti dviem būdais.Pirmasis – plonasluoksnius elektrodus uždėti ant tiriamos medžiagos paviršiaus. Antrasis – nustatyti kompleksinį laidumą, lyginant elektrodų talpą, kuri matuojama esant ir nesant. medžiagų.
Apsauginis elektrodas padeda pagerinti matavimo tikslumą esant žemiems dažniams, tačiau jis gali neigiamai paveikti aukštų dažnių elektromagnetinį lauką. Kai kurie testeriai siūlo pasirinktinius dielektrinės medžiagos tvirtinimo elementus su kompaktiškais elektrodais, kurie gali išplėsti naudingą šios matavimo technikos dažnių diapazoną. Programinė įranga taip pat gali padėti pašalinti ribinės talpos poveikį.
Likutines klaidas, kurias sukelia armatūra ir analizatoriai, galima sumažinti dėl atviros grandinės, trumpojo jungimo ir apkrovos kompensavimo. Kai kuriuose impedanso analizatoriuose yra integruota ši kompensavimo funkcija, kuri padeda atlikti tikslius matavimus plačiame dažnių diapazone.
Norint įvertinti, kaip dielektrinių medžiagų savybės kinta priklausomai nuo temperatūros, reikia naudoti kontroliuojamas patalpas ir karščiui atsparius kabelius. Kai kuriuose analizatoriuose yra programinė įranga, skirta valdyti karšto elemento ir karščiui atsparių kabelių rinkinį.
Kaip ir dielektrinės medžiagos, ferito medžiagos nuolat tobulėja ir yra plačiai naudojamos elektroninėje įrangoje kaip induktyvumo komponentai ir magnetai, taip pat kaip transformatorių, magnetinio lauko absorberių ir slopintuvų komponentai.
Pagrindinės šių medžiagų charakteristikos yra jų pralaidumas ir nuostoliai esant kritiniams darbiniams dažniams. Impedanso analizatorius su magnetine medžiaga gali užtikrinti tikslius ir pakartojamus matavimus plačiame dažnių diapazone.
Kaip ir dielektrinių medžiagų, magnetinių medžiagų pralaidumas yra sudėtinga charakteristika, išreikšta tikrosiomis ir įsivaizduojamomis dalimis. Tikrasis terminas reiškia medžiagos gebėjimą pravesti magnetinį srautą, o įsivaizduojamas terminas – medžiagos praradimą. Medžiagos, turinčios didelį magnetinį laidumą, gali būti naudojamas magnetinės sistemos dydžiui ir svoriui sumažinti. Magnetinio pralaidumo nuostolių komponentas gali būti sumažintas siekiant maksimalaus efektyvumo tokiose srityse kaip transformatoriai, arba maksimaliai padidintas tokiose srityse kaip ekranavimas.
Kompleksinį pralaidumą lemia medžiagos suformuota induktoriaus varža. Daugeliu atvejų ji kinta priklausomai nuo dažnio, todėl turėtų būti apibūdinta pagal veikimo dažnį. Esant aukštesniems dažniams, tiksliai išmatuoti sunku dėl parazitinės impedanso. Mažų nuostolių medžiagoms impedanso fazės kampas yra labai svarbus, nors fazės matavimo tikslumas dažniausiai yra nepakankamas.
Magnetinis pralaidumas taip pat kinta priklausomai nuo temperatūros, todėl matavimo sistema turėtų galėti tiksliai įvertinti temperatūros charakteristikas plačiame dažnių diapazone.
Kompleksinį pralaidumą galima nustatyti išmatuojant magnetinių medžiagų varžą. Tai daroma apvyniojus kai kuriuos laidus aplink medžiagą ir išmatuojant varžą laido galo atžvilgiu. Rezultatai gali skirtis priklausomai nuo to, kaip viela suvyniota ir sąveikos. magnetinio lauko su jį supančia aplinka.
Magnetinės medžiagos bandymo įtaisas (žr. 3 pav.) suteikia vieno posūkio induktyvumo ritę, supančią MUT toroidinę ritę. Vieno posūkio induktyvumui nėra nuotėkio srauto, todėl įtaiso magnetinį lauką galima apskaičiuoti pagal elektromagnetinę teoriją. .
Kai naudojamas kartu su varžos / medžiagų analizatoriumi, paprasta bendraašio tvirtinimo ir toroidinio MUT forma gali būti tiksliai įvertinta ir gali pasiekti platų dažnio aprėptį nuo 1 kHz iki 1 GHz.
Matavimo sistemos sukelta klaida gali būti pašalinta prieš matavimą. Impedanso analizatoriaus sukelta klaida gali būti sukalibruota naudojant trijų terminų klaidų taisymą. Esant aukštesniems dažniams, mažo nuostolio kondensatoriaus kalibravimas gali pagerinti fazės kampo tikslumą.
Įrenginys gali būti dar vienas klaidos šaltinis, tačiau bet koks liekamasis induktyvumas gali būti kompensuojamas išmatuojant įtaisą be MUT.
Kaip ir atliekant dielektrinį matavimą, magnetinių medžiagų temperatūros charakteristikoms įvertinti reikalinga temperatūros kamera ir karščiui atsparūs kabeliai.
Geresni mobilieji telefonai, pažangesnės vairuotojo pagalbos sistemos ir greitesni nešiojamieji kompiuteriai priklauso nuo nuolatinės įvairių technologijų pažangos. Galime išmatuoti puslaidininkinių procesų mazgų pažangą, tačiau sparčiai tobulėja daugybė pagalbinių technologijų, leidžiančių šiuos naujus procesus atlikti. pradėti naudoti.
Naujausi medžiagų mokslo ir nanotechnologijų pasiekimai leido gaminti medžiagas, pasižyminčias geresnėmis dielektrinėmis ir magnetinėmis savybėmis nei anksčiau. Tačiau šios pažangos matavimas yra sudėtingas procesas, ypač todėl, kad nereikia sąveikos tarp medžiagų ir įtaisų, ant kurių jie sumontuoti.
Gerai apgalvoti prietaisai ir armatūra gali išspręsti daugelį šių problemų ir užtikrinti patikimus, pakartojamus ir efektyvius dielektrinių ir magnetinių medžiagų savybių matavimus naudotojams, kurie neturi specifinių žinių šiose srityse. Rezultatas turėtų būti greitesnis pažangių medžiagų panaudojimas visame pasaulyje. elektroninė ekosistema.
„Electronic Weekly“ bendradarbiavo su RS Grass Roots, siekdama pristatyti ryškiausius jaunus elektronikos inžinierius JK šiandien.
Siųskite mūsų naujienas, tinklaraščius ir komentarus tiesiai į savo pašto dėžutę! Užsiregistruokite ir gaukite el. savaitinį naujienlaiškį: stiliaus, programėlių guru ir dienos bei savaitės apžvalgas.
Perskaitykite mūsų specialų priedą, švenčiantį „Electronic Weekly“ 60-metį, ir laukite pramonės ateities.
Skaitykite pirmąjį elektroninio savaitraščio numerį internete: 1960 m. rugsėjo 7 d. Mes nuskaitėme pirmąjį leidimą, kad galėtumėte juo mėgautis.
Perskaitykite mūsų specialų priedą, švenčiantį „Electronic Weekly“ 60-metį, ir laukite pramonės ateities.
Skaitykite pirmąjį elektroninio savaitraščio numerį internete: 1960 m. rugsėjo 7 d. Mes nuskaitėme pirmąjį leidimą, kad galėtumėte juo mėgautis.
Klausykitės šio podcast'o ir klausykite Chetan Khona (Xilinx pramonės, vizijos, sveikatos priežiūros ir mokslo direktorius) pasakoja apie tai, kaip Xilinx ir puslaidininkių pramonė reaguoja į klientų poreikius.
Naudodamiesi šia svetaine sutinkate su slapukų naudojimu.Electronics Weekly priklauso Metropolis International Group Limited, Metropolis Group nariui;čia galite peržiūrėti mūsų privatumo ir slapukų politiką.