uudised

Giovanni D'Amore arutas impedantsanalüsaatorite ja professionaalsete kinnitusvahendite kasutamist dielektriliste ja magnetiliste materjalide iseloomustamiseks.
Oleme harjunud mõtlema mobiiltelefonide mudelite põlvkondade või pooljuhtide tootmisprotsessi sõlmede tehnoloogilisele arengule. Need pakuvad kasulikku stenogrammi, kuid ebaselgeid edusamme võimaldavate tehnoloogiate vallas (nt materjaliteaduse valdkonnas).
Igaüks, kes on kineskoopteleri lahti võtnud või vana toiteploki sisse lülitanud, teab üht: 20. sajandi komponente ei saa kasutada 21. sajandi elektroonika tootmiseks.
Näiteks on materjaliteaduse ja nanotehnoloogia kiire areng loonud uusi materjale, millel on suure tihedusega ja suure jõudlusega induktiivpoolide ja kondensaatorite ehitamiseks vajalikud omadused.
Neid materjale kasutavate seadmete väljatöötamine nõuab elektriliste ja magnetiliste omaduste (nt läbilaskvus ja läbilaskvus) täpset mõõtmist erinevatel töösagedustel ja temperatuurivahemikel.
Dielektrilised materjalid mängivad võtmerolli sellistes elektroonikakomponentides nagu kondensaatorid ja isolaatorid. Materjali dielektrilist konstanti saab reguleerida selle koostist ja/või mikrostruktuuri, eriti keraamikat reguleerides.
Väga oluline on mõõta uute materjalide dielektrilisi omadusi komponentide arendustsükli alguses, et ennustada nende jõudlust.
Dielektriliste materjalide elektrilisi omadusi iseloomustab nende kompleksne läbilaskvus, mis koosneb reaalsetest ja kujuteldavatest osadest.
Dielektrilise konstandi reaalosa, mida nimetatakse ka dielektriliseks konstandiks, tähistab materjali võimet salvestada energiat, kui see allub elektriväljale. Võrreldes madalama dielektrilise konstandiga materjalidega, suudavad kõrgema dielektrilise konstandiga materjalid salvestada rohkem energiat ruumalaühiku kohta. , mis muudab need kasulikuks suure tihedusega kondensaatorite jaoks.
Madalama dielektrilise konstandiga materjale saab kasutada signaaliedastussüsteemides kasulike isolaatoritena just seetõttu, et need ei suuda salvestada suuri energiakoguseid, minimeerides seeläbi signaali levimise viivitust kõigi nende poolt isoleeritud juhtmete kaudu.
Kompleksse läbilaskvuse kujuteldav osa esindab dielektrilise materjali poolt elektriväljas hajutatud energiat. See nõuab hoolikat juhtimist, et vältida liigse energia hajumist sellistes seadmetes nagu nendest uutest dielektrilistest materjalidest valmistatud kondensaatorid.
Dielektrilise konstandi mõõtmiseks on erinevaid meetodeid. Paralleelplaadi meetod asetab testitava materjali (MUT) kahe elektroodi vahele. Joonisel 1 kujutatud võrrandit kasutatakse materjali impedantsi mõõtmiseks ja selle teisendamiseks kompleksläbivuseks, mis viitab materjali paksusele ning elektroodi pindalale ja läbimõõdule.
Seda meetodit kasutatakse peamiselt madala sagedusega mõõtmiseks. Kuigi põhimõte on lihtne, on täpne mõõtmine keeruline mõõtmisvigade tõttu, eriti väikese kadudega materjalide puhul.
Kompleksläbivus varieerub sõltuvalt sagedusest, seega tuleks seda hinnata töösagedusel. Kõrgetel sagedustel suurenevad mõõtesüsteemi põhjustatud vead, mille tulemuseks on ebatäpsed mõõtmised.
Dielektrilise materjali katseseadmel (nt Keysight 16451B) on kolm elektroodi. Kaks neist moodustavad kondensaatori ja kolmas kaitseelektroodi. Kaitseelektrood on vajalik, sest kui kahe elektroodi vahele tekib elektriväli, tekib osa elektroodist. elektriväli hakkab voolama läbi nende vahele paigaldatud MUT (vt joonis 2).
Selle äärevälja olemasolu võib põhjustada MUT-i dielektrilise konstandi eksliku mõõtmise. Kaitseelektrood neelab äärevälja läbiva voolu, parandades sellega mõõtmistäpsust.
Kui soovite mõõta materjali dielektrilisi omadusi, on oluline mõõta ainult materjali ja mitte midagi muud. Sel põhjusel on oluline tagada, et materjalinäidis oleks väga tasane, et välistada õhuvahed selle ja materjali vahel. elektrood.
Selle saavutamiseks on kaks võimalust.Esimene on kanda testitava materjali pinnale õhukese kilega elektroodid.Teiseks on kompleksse läbilaskvuse tuletamine, võrreldes elektroodide vahelist mahtuvust, mida mõõdetakse olemasolul ja puudumisel. materjalidest.
Kaitseelektrood aitab parandada mõõtmise täpsust madalatel sagedustel, kuid see võib ebasoodsalt mõjutada elektromagnetvälja kõrgetel sagedustel.Mõned testijad pakuvad valikulisi kompaktsete elektroodidega dielektrilisest materjalist kinnitusvahendeid, mis võivad laiendada selle mõõtmismeetodi kasulikku sagedusvahemikku. Tarkvara võib samuti aitab kõrvaldada äärismahtuvuse mõju.
Armatuuride ja analüsaatorite põhjustatud jääkvigu saab vähendada avatud vooluringi, lühise ja koormuse kompenseerimisega. Mõnel impedantsianalüsaatoril on see kompensatsioonifunktsioon sisse ehitatud, mis aitab teha täpseid mõõtmisi laias sagedusvahemikus.
Dielektriliste materjalide omaduste muutumise hindamiseks temperatuuriga on vaja kasutada reguleeritud temperatuuriga ruume ja kuumakindlaid kaableid. Mõned analüsaatorid pakuvad tarkvara kuuma elemendi ja kuumakindla kaabli komplekti juhtimiseks.
Sarnaselt dielektriliste materjalidega paranevad ferriitmaterjalid pidevalt ja neid kasutatakse laialdaselt elektroonikaseadmetes induktiivsuskomponentide ja magnetitena, samuti trafode, magnetvälja neeldurite ja summutite komponentidena.
Nende materjalide põhiomadused hõlmavad nende läbilaskvust ja kadu kriitilistel töösagedustel. Magnetmaterjalist kinnitusega impedantsianalüsaator võib anda täpseid ja korratavaid mõõtmisi laias sagedusvahemikus.
Sarnaselt dielektriliste materjalidega on ka magnetmaterjalide läbilaskvus keeruline omadus, mis väljendub reaalsetes ja kujuteldavates osades. Tegelik termin tähistab materjali võimet juhtida magnetvoogu ja kujuteldav termin tähistab materjali kadu. Suure magnetilise läbilaskvusega materjale võib kasutatakse magnetsüsteemi suuruse ja kaalu vähendamiseks. Magnetilise läbilaskvuse kadukomponenti saab maksimaalse efektiivsuse saavutamiseks minimeerida sellistes rakendustes nagu trafod või maksimeerida sellistes rakendustes nagu varjestus.
Kompleksse läbilaskvuse määrab materjalist moodustatud induktiivpooli impedants.Enamasti varieerub see sõltuvalt sagedusest, mistõttu tuleks seda iseloomustada töösageduse järgi. Kõrgematel sagedustel on täpne mõõtmine raskendatud induktiivpooli parasiittakistuse tõttu. Väikeste kadudega materjalide puhul on impedantsi faasinurk kriitiline, kuigi faasimõõtmise täpsus on tavaliselt ebapiisav.
Magnetiline läbilaskvus muutub ka temperatuuriga, nii et mõõtesüsteem peaks suutma täpselt hinnata temperatuuri karakteristikuid laias sagedusvahemikus.
Kompleksset läbilaskvust saab tuletada magnetiliste materjalide impedantsi mõõtmisega. Selleks mähkitakse mõned juhtmed ümber materjali ja mõõdetakse impedantsi juhtme otsa suhtes. Tulemused võivad varieeruda sõltuvalt sellest, kuidas traat on keritud ja vastastikmõjust magnetvälja ja seda ümbritseva keskkonnaga.
Magnetmaterjali katseseade (vt joonis 3) pakub ühe pöördega induktiivpooli, mis ümbritseb MUT-i toroidpooli. Ühe pöördega induktiivsuses ei ole lekkevoogu, seega saab kinnituse magnetvälja arvutada elektromagnetilise teooria abil. .
Kui seda kasutatakse koos impedantsi/materjali analüsaatoriga, saab koaksiaalseadme ja toroidaalse MUT-i lihtsat kuju täpselt hinnata ning see võib saavutada laia sagedusala vahemikus 1 kHz kuni 1 GHz.
Mõõtesüsteemist põhjustatud vea saab enne mõõtmist kõrvaldada.Takistuse analüsaatori tekitatud viga saab kalibreerida kolmeajalise veaparanduse abil. Kõrgematel sagedustel võib madala kadudega kondensaatori kalibreerimine parandada faasinurga täpsust.
Armatuur võib olla veel üks veaallikas, kuid mis tahes jääk-induktiivsust saab kompenseerida, mõõtes seadet ilma MUT-ita.
Nagu dielektrilise mõõtmise puhul, on magnetmaterjalide temperatuuriomaduste hindamiseks vaja temperatuurikambrit ja kuumakindlaid kaableid.
Paremad mobiiltelefonid, arenenumad juhiabisüsteemid ja kiiremad sülearvutid sõltuvad paljude tehnoloogiate pidevast arengust. Saame mõõta pooljuhtprotsesside sõlmede edenemist, kuid mitmed tugitehnoloogiad arenevad kiiresti, et võimaldada nendel uutel protsessidel kasutusele võtta.
Viimased edusammud materjaliteaduses ja nanotehnoloogias on võimaldanud toota varasemast paremate dielektriliste ja magnetiliste omadustega materjale. Nende edusammude mõõtmine on aga keeruline protsess, eriti seetõttu, et puudub vajadus materjalide ja kinnitusdetailide vahel koostoimeks. need on paigaldatud.
Hästi läbimõeldud instrumendid ja seadmed võivad paljudest nendest probleemidest üle saada ning pakkuda usaldusväärseid, korratavaid ja tõhusaid dielektriliste ja magnetiliste materjalide omaduste mõõtmisi kasutajatele, kellel ei ole nendes valdkondades eriteadmisi. Tulemuseks peaks olema täiustatud materjalide kiirem kasutuselevõtt kõikjal. elektrooniline ökosüsteem.
“Electronic Weekly” tegi koostööd RS Grass Rootsiga, et keskenduda Ühendkuningriigi tänaste säravaimate noorte elektroonikainseneride tutvustamisele.
Saatke meie uudised, ajaveebid ja kommentaarid otse oma postkasti! Registreeruge iganädalase e-uudiskirja saamiseks: stiil, vidinaguru ning päeva- ja nädalakokkuvõtted.
Lugege meie erilisa, millega tähistatakse Electronic Weekly 60. aastapäeva, ja vaadake huviga tööstuse tulevikku.
Lugege veebis väljaande Electronic Weekly esimest numbrit: 7. september 1960. Oleme esimese väljaande skanninud, et saaksite seda nautida.
Lugege meie erilisa, millega tähistatakse Electronic Weekly 60. aastapäeva, ja vaadake huviga tööstuse tulevikku.
Lugege veebis väljaande Electronic Weekly esimest numbrit: 7. september 1960. Oleme esimese väljaande skanninud, et saaksite seda nautida.
Kuulake seda taskuhäälingusaadet ja kuulake, kuidas Chetan Khona (Xilinxi tööstuse, visiooni, tervishoiu ja teaduse direktor) räägib, kuidas Xilinx ja pooljuhtide tööstus klientide vajadustele vastavad.
Seda veebisaiti kasutades nõustute küpsiste kasutamisega.Electronics Weekly omanik on Metropolis International Group Limited, mis on Metropolis Groupi liige;saate vaadata meie privaatsus- ja küpsistepoliitikat siit.