nutizie

Giovanni D'Amore hà discututu l'usu di l'analizzatori di impedenza è l'attrezzi prufessiunali per caratterizà i materiali dielettrici è magnetichi.
Semu abituati à pensà à u prugressu tecnologicu da e generazioni di mudelli di telefuni mobili o nodi di prucessu di fabricazione di semiconductor. Questi furnisce un accortu utile, ma oscuri avanzati in e tecnulugii abilitanti (cum'è u campu di a scienza di i materiali).
Qualchissia chì hà sguassatu una TV CRT o hà attivatu un vechju suminatu d'energia saperà una cosa: Ùn pudete micca aduprà cumpunenti di u 20u seculu per fà l'elettronica di u 21u seculu.
Per esempiu, i rapidi avanzati in a scienza di i materiali è a nanotecnologia anu creatu novi materiali cù e caratteristiche necessarie per custruisce induttori è condensatori d'alta densità, d'altu rendiment.
U sviluppu di l'equipaghji chì utilizanu questi materiali richiede una misurazione precisa di e proprietà elettriche è magnetiche, cum'è a permittività è a permeabilità, in una gamma di frequenze operative è intervalli di temperatura.
I materiali dielettrici ghjucanu un rolu chjave in cumpunenti elettronichi cum'è capacitors è insulators.The constant dielectric di un materiale pò esse aghjustatu da cuntrullà a so cumpusizioni è / o microstruttura, soprattuttu ceramica.
Hè assai impurtante per misurà e proprietà dielettriche di novi materiali prima di u ciculu di sviluppu di cumpunenti per predichendu u so rendiment.
I pruprietà elettriche di i materiali dielettrici sò carattarizati da a so permittività cumplessa, chì hè custituita da parti reali è imaginarii.
A parte reale di a constante dielettrica, chjamata ancu a constante dielettrica, rapprisenta l'abilità di un materiale per almacenà energia quandu hè sottumessu à un campu elettricu. In cunfrontu cù i materiali cun constante dielettrica più bassa, i materiali cun constants dielettrici più elevati ponu almacenà più energia per unità di volume. , chì li face utili per i condensatori d'alta densità.
I materiali cù custanti dielettrici più bassi ponu esse aduprati cum'è isolanti utili in i sistemi di trasmissione di signali, precisamente perchè ùn ponu micca almacenà grandi quantità di energia, minimizendu cusì u ritardu di propagazione di u signale attraversu qualsiasi fili insulati da elli.
A parte imaginaria di a permittività cumplessa rapprisenta l'energia dissipata da u materiale dielettricu in u campu elettricu. Questu hè bisognu di una gestione attenta per evitari di dissiparà troppu energia in i dispusitivi cum'è capacitors fatti cù questi novi materiali dielettrici.
Ci sò parechji metudi di misurà a constant dielettrica. U metudu di u platu parallelu mette u materiale in prova (MUT) trà dui elettrodi. L'equazione mostrata in a Figura 1 hè aduprata per misurà l'impedenza di u materiale è cunvertisce in una permittività cumplessa, chì si riferisce à u spessore di u materiale è l'area è u diametru di l'elettrodu.
Stu metudu hè principarmenti utilizatu per a misurazione di freccia bassa. Ancu se u principiu hè simplice, a misurazione precisa hè difficiule per errore di misurazione, soprattuttu per i materiali di bassa perdita.
A permittività cumplessa varieghja cù a freccia, per quessa, deve esse evaluata à a freccia di u funziunamentu. À frequenze alte, l'errori causati da u sistema di misurazione aumentanu, risultatu in misurazioni imprecisi.
L'attrezzatura di prova di materiale dielettricu (cum'è Keysight 16451B) hà trè electrodes.Two d'elli formanu un capacitor, è u terzu furnisce un electrode. U campu elettricu scorri à traversu u MUT stallatu trà elli (vede Figura 2).
L'esistenza di stu campu di frangia pò purtà à una misurazione erronea di a constante dielettrica di u MUT.L'elettrodu di prutezzione assorbe u currente chì scorri à traversu u campu di a frangia, migliurà cusì a precisione di a misura.
Se vulete misurà e proprietà dielettriche di un materiale, hè impurtante chì misurà solu u materiale è nunda più. Per questu mutivu, hè impurtante per assicurà chì a mostra di materiale hè assai piatta per eliminà qualsiasi spazii d'aria trà ellu è u materiale. elettrodu.
Ci hè duie manere di ottene questu. U primu hè di applicà l'elettrodi di film magre à a superficia di u materiale per esse pruvatu. U sicondu hè di derivà a permittività cumplessa paragunendu a capacità trà l'elettrodi, chì hè misurata in presenza è assenza. di materiali.
L'elettrodu di guardia aiuta à migliurà a precisione di misurazione à frequenze bassu, ma pò influenzà negativamente u campu elettromagneticu à frequenze elevate. Certi testatori furniscenu apparecchi di materiale dielettricu opzionale cù elettrodi compacti chì ponu allargà a gamma di freccia utile di sta tecnica di misurazione. aiutanu à eliminà l'effetti di a capacità di fringing.
L'errori residuali causati da l'attrezzi è l'analizzatori ponu esse ridotti da un circuitu apertu, un cortu circuitu è ​​una compensazione di carica. Certi analizatori d'impedenza sò integrati in questa funzione di compensazione, chì aiuta à fà misure precise nantu à una larga gamma di freccia.
Evaluate cumu e proprietà di i materiali dielectrici cambianu cù a temperatura, esige l'usu di stanze cuntrullate in temperatura è di cables resistenti à u calore.
Cum'è i materiali dielettrici, i materiali di ferrite sò in constantemente migliurà, è sò largamente usati in l'equipaggiu elettronicu cum'è cumpunenti di induttanza è magneti, è ancu cumpunenti di trasformatori, assorbitori di campu magneticu è suppressori.
E caratteristiche chjave di questi materiali includenu a so permeabilità è a perdita in frequencies operative critiche. Un analizatore d'impedenza cù un attellu di materiale magneticu pò furnisce misure precise è ripetibili in una larga gamma di frequenze.
Cum'è i materiali dielettrici, a permeabilità di i materiali magnetichi hè una caratteristica cumplessa espressa in parti reale è imaginariu. U termu reale rapprisenta a capacità di u materiale di cunduce u flussu magneticu, è u termu imaginariu rapprisenta a perdita in u materiale. utilizatu per riduce a dimensione è u pesu di u sistema magneticu. U cumpunente di perdita di permeabilità magnetichi pò esse minimizata per a massima efficienza in l'applicazioni cum'è trasformatori, o maximized in applicazioni cum'è shielding.
A permeabilità cumplessa hè determinata da l'impedenza di l'induttore furmatu da u materiale. In a maiò parte di i casi, varieghja cù a freccia, per quessa, deve esse carattarizatu da a freccia di u funziunamentu. À frequenze più alte, a misurazione precisa hè difficiule per via di l'impedenza parasita di u fixture.For materiali low-loss, l'angolo di fasa di l'impedenza hè critica, ancu s'è a precisione di a misurazione di fasa hè di solitu insufficiente.
A permeabilità magnetica cambia ancu cù a temperatura, cusì u sistema di misurazione deve esse capace di valutà accuratamente e caratteristiche di a temperatura in una larga gamma di freccia.
A permeabilità cumplessa pò esse derivata da a misurazione di l'impedenza di i materiali magnetici. Questu hè fattu avvelendu qualchi fili intornu à u materiale è misurà l'impedenza relative à a fine di u filu. I risultati pò varià secondu cumu u filu hè feritu è ​​l'interazzione di u campu magneticu cù u so ambiente circundante.
L'attrezzatura di prova di materiale magneticu (vede a Figura 3) furnisce un induttore di una volta chì circunda a bobina toroidale di u MUT. Ùn ci hè micca un flussu di fuga in l'induttanza di una volta, cusì u campu magneticu in l'attrezzu pò esse calculatu da a teoria elettromagnetica. .
Quandu s'utilice in cunjunzione cù un analizatore di impedenza / materiale, a forma simplice di l'attrezzatura coaxial è u MUT toroidale pò esse valutata accuratamente è ponu ottene una copertura di frequenza larga da 1kHz à 1GHz.
L'errore causatu da u sistema di misurazione pò esse eliminatu prima di a misurazione. L'errore causatu da l'analizzatore d'impedenza pò esse calibrate attraversu a correzione di errore di trè termini.
L'attrezzatura pò furnisce un'altra fonte d'errore, ma ogni induttanza residuale pò esse cumpensata da a misurazione di l'attrezzatura senza u MUT.
Cum'è cù a misurazione dielettrica, una camera di temperatura è cavi resistenti à u calore sò necessarii per valutà e caratteristiche di temperatura di i materiali magnetichi.
Telefoni cellulari megliu, sistemi di assistenza di cunduttori più avanzati è laptops più veloci si basanu tutti nantu à l'avanzamenti cuntinui in una larga gamma di tecnulugii. Pudemu misurà u prugressu di i nodi di prucessu di semiconductor, ma una seria di tecnulugii di supportu si sviluppanu rapidamente per permette à questi novi prucessi per esse. mette in usu.
L'ultimi avanzati in a scienza di i materiali è a nanotecnologia anu permessu di pruduce materiali cù proprietà dielettriche è magnetiche megliu cà prima. Tuttavia, a misurazione di sti progressi hè un prucessu cumplicatu, soprattuttu perchè ùn ci hè micca bisognu di interazzione trà i materiali è l'attrezzi nantu à quale. sò stallati.
Strumenti è attrezzi ben pensati ponu superà parechji di sti prublemi è portanu misurazioni affidabili, ripetibili è efficaci di a pruprietà di u materiale dielettricu è magneticu à l'utilizatori chì ùn anu micca una sperienza specifica in questi campi. U risultatu deve esse una implementazione più veloce di materiali avanzati in tuttu l'ecosistema elettronicu.
"Electronic Weekly" hà cullaburatu cù RS Grass Roots per fucalizza nantu à l'introduzione di i ghjovani ingegneri elettronici più brillanti in u Regnu Unitu oghje.
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Leghjite u primu numeru di l'Electronic Weekly in ligna : u 7 di settembre di u 1960. Avemu scansatu a prima edizione per pudè piacè.
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Ascolta stu podcast è sente à Chetan Khona (Direttore di l'Industria, Visione, Salute è Scienza, Xilinx) parlà di cumu Xilinx è l'industria di i semiconduttori risponde à i bisogni di i clienti.
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