ELEKTRONIKA, ENERGETYKA, ELEKTROTECHNIKA ›
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA ›
2011-6 |
| |
|
Publikacja: Rola optoelektroniki w Internecie przyszłości. Część 3
Autor: RYSZARD ROMANIUK 
Rozwój technologii elektronicznych i optoelektronicznych oraz
mikrosystemów a także technik informacyjnych, już od ponad
trzech dekad, w połączeniu z nowym rozumieniem socjologicznym
i psychologicznym sieci globalnej, stanowi stabilne
podłoże bardzo szybkich ewolucyjnych zmian sieci Internet
[1]. Sieć jest badana w znacznie szerszym kontekście niż
tylko zaawansowana infrastruktura techniczna. Szczególną
rolę w rozwoju tej warstwy technicznej, zarówno sprzętowej
jak i programistycznej Internetu odgrywają optyka, fotonika
i optoelektronika [2-5]. Wydaje się, że fotonika, wspólnie
z elektroniką i mechatroniką (mikrosystemy), będzie zdolna
w przyszłości do stworzenia, czegoś więcej niż tylko zaawansowanej
infrastruktury technicznej, w postaci zupełnie nowego
rodzaju interfejsu "psychologicznego i fizjologicznego",
a więc zmysłów i organizmu człowieka do sieci globalnej. Warunkiem
jest istnienie wirtualnej infrastruktury o przepływności
nie ograniczającej aplikacje, w tym przesyłanie zawartości
w postaci obrazów 2D i 3D o dużej rozdzielczości. Ethernet
100 Gbit/s, nad którym prace wdrożeniowe trwają od kilku lat
[6], został niedawno skomercjalizowany [7-8]. Kolejnym logicznym
krokiem, i wydaje się nieuniknionym, jest fotoniczny
Ethernet 1 Tb/s [9] (rozszerzenie standardu IEEE 802.3), a za
nim sieć szkieletowa fotonicznego Internetu przyszłości, już
dzisiaj realizowalna laboratoryjnie, 100 Tbit/s [10]. Kolejnym
krokiem - dzisiaj futurystycznym będzie 400 Tbit/s, a może
nawet 1 Pbit/s.
Optyczna soczewka czasowa
Przestrzenny rozkład pola na tylnej płaszczyźnie ogniskowej
konwencjonalnej soczewki jest transformatą Fouriera rozkładu
pola na przedniej płaszczyźnie ogniskowej. Analogiem,
rozwiązaniem dualnym, soczewki klasycznej, działającej równolegle
w dziedzinie przestrzeni (częstotliwości przestrzennych),
jest soczewka czasowa, działająca szeregowo w dziedzinie
czasu, a więc idealna do zastosowań światłowodowych.
Soczewka czasowa [...]
|
Prenumerata
|
|
Application of the GMDH neural networks in prediction of corrections of the national time scale
|
|
|
WIESŁAW MICZULSKI ŁUKASZ SOBOLEWSKI
|
The Polish time scale UTC(PL) is a local realization of the Universal
Coordinated Time. The UTC is calculated as a weighted
mean on the basis of constant comparisons of the atomic
clocks located in numerous countries worldwide. The UTC(PL)
is realized at the COM with the use of a selected HP5071A
type cesium-beam atomic clock and a control device (microphasestepper),
which provides introduction of corrections for
the purpose of as good compatibility of the UTC(PL) with the
UTC. The corrections for the UTC(PL) are set by the BIPM
at the interval of five days. The values of such corrections
for a given month are published by the BIPM in the bulletin
of the “Circular T" series for the dates of the MJD (Modified
Julian Date) ending with the digits 4 and 9. The problem
of maintaining as good compliance of the UTC(PL) with the
UTC as possible results from the significant delay in issuing the
“Circular T" bulletin. It is available approximately on the 10th day
of the following month. In such a case, the sole possible remedy
is to predict the value of corrections for the following month.
The learning process of the networks and predictions of the
corrections for a given month are based upon the corrections
published by the BIPM in the previous months and the results of
the comparison of the clock which realizes the national atomic
time scale for the same period of time with the UTC(PL).
In the COM, the corrections are predicted on the basis of
the regression line method [1] which, as suggested in the paper
[6], may be extended by stochastic differential equations.
In collaboration with the COM, the Institute of Electrical Metrology
of the University of Zielona Góra has been running research
on the application of the neural networks in predicting
[...]
|
|
|
|
Behavior of light emitting diodes at low temperature
|
|
|
JAKUB PAJĄKOWSKI
|
As a temperature controller an open nitrogen cryostat
was used in which temperature was controlled by placing the
tested sample at appropriate level above surface of cryogenic
liquid [11]. The cryostat allows setting desired temperature
and maintaining it for longer periods of time. Length of time
depends on amount of liquid in the container. Temperature
Parameters of measured LEDs measurement is conducted with the use of platinum PT100
Parametry mierzonych diod LED
Color Type Materials
Viewing
angle
[degrees]
Wavelength
at 25oC
[nm]
Luminous
intensity
[cd]
Data
sheet
[Lib.]
Red HB5-435SOR-C AlInGaP/GaAs 40 629 3 [3]
Yellow HB5D-434FY-C AlInGaP/GaAs 24 590 3,8 [4]
Green HB5D-433AGD-C GaInN/GaN 26 525 7 [5]
Blue HB5D-438ABD-C GaInN/GaN 26 470 2,6 [6]
Amber HB5-437FA-C AlInGaP/GaAs 40 605 2,4 [7]
Yellow-Green HB5-433CG GaP/GaP 12 567 1,2 [8]
White HB5-439AWCA-C GaInN/GaN 43 - 4,2 [9]
Violet OSSV5111A InGaN 15 405 0,2 [10]
sensor. LED is powered by
constant current generator
of 1 mA. A voltmeter measures
the voltage drop across
the diode. To the diode is
attached optic fibre on the
other e[...]
|
|
|
|
Characterization of a digital squid for magnetic field measurements with high dynamic range
|
|
|
IMKE HAVERKAMP O WETZSTEIN JUERGEN KUNERT RONNY STOLZ THOMAS ORTLEPP HANNES TOEPFER
|
A fundamental feature of superconducting loops is the flux
quantization: magnetic flux inside a loop can only exist in integer
multiples of the magnetic flux quantum Φ0 [2]. When the
superconductor is interrupted by a thin insulating barrier, a so
called Josephson junction (JJ) is formed. The current of the JJ
in the superconducting state is limited to the critical current Ic.
If this critical current is exceeded, the junction switches into the
voltage state for a very short moment (some picoseconds). During
this switching event, a single flux quantum leaves the loop
and the loop current (Iloop) is reduced. Assumed a resistively
overdamped JJ is used, the junction will return into superconducting
state when Iloop < Ic. Thus, the JJ is acting as a current
controlled gate, controlling the flux transfer into respectively
out of the loop. In Rapid Single Flux Quantum (RSFQ) circuits
a manipulation of flux quanta is realized using overdamped JJ
[3]. They are composed of very small superconducting loops
and the data processing is based on small voltage pulses called
Singe Flux Quantum (SFQ)-pulses.
The digital SQUID [4] is made of a large superconducting pickup
loop and a digital circuit based on RSFQ electronics [3] in
close vicinity to the loop. It is triggered by an external clock signal.
A change of the magnetic flux in the antenna is compensated by
the digital SQUID, representing an intrinsic feedback. As a consequence,
the necessity for room-temperature feedback electronics
vanishes. The flux compensation by the digital SQUID occurs
exclusively in integer portion of a single flux quantum Φ0.
For each flux quantum compensation, the output interface
of the digital SQUID switches into a voltage state, which is
thus detectable by room-temperature electronics. Hence, the
output signal is a stream of voltage pulses and the change of
the external field can be computed by counting the output pulses.
The dynamic range of the[...]
|
|
|
|
Digitally controlled active oscillator designed by admittance matrix method
|
|
|
MIROSŁAW PŁAZA
|
This work is devoted to designing the active harmonic oscillator
circuits, the parameters of which can be controlled by
a digital signal. The analysis of the literature data concentrated
on designing electronic circuits (with special emphasis put
on oscillation circuits) reveals unanimously that the elimination
of the passive external components and replacing them
with inert active ones usually results in significant improvement
of the designed circuit parameters. After eliminating
the passive components, special improvement is noticed for
frequency parameters, as replacement of e.g. external passive
capacitors with operational amplifiers leads to significant
increase of the output signal bandwidth [1]. That is why many
of the papers published in recent years concentrate on analysing
the circuits based solely on the active components, and
the research devoted to designing resistanceless and capacitanceless
(active) filters and harmonic oscillators is one of the
most important fields in this domain [2-5]. While designing
such circuits, it is possible to use such active components as,
among others, operational amplifiers (OA) [4, 6], current-feedback
amplifiers (CFA) [7], current conveyors of the first and
second generation (CC, CCII) [8-10] or transconductance
amplifiers (OTA) [11]. Supplementing the circuits’ list with the
digital-to-analog (DAC) converters [12], it is possible to obtain
circuits enabling to model active analog circuits, the parameters
of which can be controlled digitally. The problems related
to designing digitally-controlled filters based solely on active
components have already been described in reference works
[13, 14]. As mentioned above, the researchers concentrate
primarily on the active harmonic oscillator models [6], while
the problem of controlling their parameters digitally is rather
rare [2]. Papers devoted to designing digitally-controlled active
filters revealed, however, that the problem [...]
|
|
|
|
Electronic system for analyzing the electrical resistance of biological tissue in forensics
|
|
|
ANELIYA MANUKOVA IVAYLO IVANOV
|
In forensics there is a continuous development of new methods
for analyzing the condition of the objects in order to improve
the quality of the manipulations and operations as well as
the accuracy of the conclusions made. There is no objective
technical assessment of the qualitative characterization of the
analyzed object to be applied to the expertise.
Obtaining good-quality results in determining the time of death,
i.e. the event requires performance of accurate operations
of the medical process of object examination by using modern
technical means. Changing of the electrical resistance of tissues
is an significant parameter that helps in proper judgment of
postmortem changes of studied objects. This brings also the
need for development of accurate electronic system for measuring
the electrical resistance of tissue at postmortem changes.
The methods for analyses are based on the ability of tissue
to be at the same time a conductor and a dielectric. Electrical
and dielectric permittivity of an area is a complex function - on
one hand are the parameters of influential currents and voltages
together with their frequencies, and on the other hand is
the physiological state of studied objects.
The purpose of this article is to present an electronic
system for testing the electrical resistance of tissue in running
postmortem changes, aiming to increase efficiency in the collection
of objective evidences - that are applied to the medical
expertise in forensics.
Analysis of methods for measuring the
resistance with DC
To identify and diagnose the condition of a given structure
in medicine, it can be used the specific electrical resistance
of the tissue. In Table 1 is presented the data on its values for
various analyzed structures.
Measurement of specific electrical resistance
of tissue
 Two-probe method
Th[...]
|
|
|
|
Elektronika w pojazdach samochodowych. Część 3. Jak uzyskać dużą niezawodność
|
|
|
JERZY F. KOŁODZIEJSKI JULIUSZ SZCZĘSNY PIOTR GUZDEK
|
Wymagania dotyczące niezawodności elektroniki samochodowej
uznać można za równorzędne z wymaganiami parametrycznymi
i funkcjonalnymi [1, 2]. Przyjmuje się, że wymagany
czas poprawnej pracy przyrządów półprzewodnikowych i modułów
elektronicznych stosownych w motoryzacji powinien
wynosić conajmniej 10…15 lat, co odpowiada 100…150 tys.
godzin użytkowania samochodu (włączając w to okresy jazdy
i postoju). Pożądane jest wydłużenie tego czasu życia do
około 25 lat. Tak jak w przypadku większości obiektów technicznych
wyróżnia się zwykle i oddzielnie analizuje wstępny
okres ich użytkowania. Ujawniają się wtedy pewne wady
materiałowe, błędy techniczne, niepoprawności montażowe
itd., które powodują, że w tym na ogół dość krótkim początkowym
okresie obserwuje się wystąpienie stosunkowo większej
liczby uszkodzeń niż w dalszych okresach użytkowania.
Dla ilościowego porównania można posłużyć się parametrem
znanym jako intensywność uszkodzeń λ, który określa się
jako iloraz liczby uszkodzeń n obserwowanych w ustalonym
przedziale czasu Δt w zbiorze badanych obiektów. Biorąc pod
uwagę osiągnięty już obecnie wysoki poziom niezawodności
przyrządów półprzewodnikowych, jako praktyczną miarę intensywności
uszkodzeń stosuje się FIT (Failures In Time), wynikający
z liczby uszkodzeń zaobserwowanych w czasie miliarda
(ameryk. bilion) godzin, a w zasadzie przyrządo-godzin
tzn. jako n/109 h. Inną ze stosowanych miar jest DPM (Defects
Per Million), będącą liczbą defektów (uszkodzeń) w pewnym
ustalonym przedziale czasu w zbiorze miliona przyrządów.
Gdy można założyć stałą intensywność uszkodzeń λ, to łatwo
znaleźć zależność między tymi miarami. Niech λ = 10 FIT,
a więc 10/109 h; wtedy w przedziale 10 000 h (ok. 1 roku)
DPM wynosi 10/109x104 = 100 DPM. Spotkać także można
miarę oznaczaną za pomocą skrótu PPM (Parts Per Million),
wskazującą liczbę wyróżnionych części (jednostek) w zbiorze
o liczności 1 miliona tzn. 1 PPM =[...]
|
|
|
|
Experimental study of radio frequency power broadening in ABMR-LIRF method
|
|
|
ANDRZEJ KRZYKOWSKI PRZEMYSŁAW GŁOWACKI
|
The study of the level structure of complex atoms by semiempirical
methods of analysis of the fine and the hyperfine
structure (hfs) requires very precise experimental data. This is
the reason to use for the investigation of the hfs of the many
electron atoms high precision laser spectroscopy methods
such as ABMR-LIRF to improve the accuracy of the results.
In this method it is most important to obtain the value of the
resonance frequency of a transition between investigated hyperfine
structure electron levels as accurate as possible. This
resonance frequency is determined from the position of the
centre of the spectral line.
The accuracy of this value is strongly related to the line
profile and the line width. It is very important to achieve the
spectral line close to the natural spectral width. The spectral
line width obtained by ABMR-LIRF method unfortunately depends
on several broadening mechanisms. In the work presented
here we concentrate on the experimental investigations
of one of these mechanisms - the radio frequency power
broadening for the observed ABMR-LIRF spectrum.
In the laboratory of the Chair of Quantum Engineering and
Metrology the investigation of the hfs on an atomic beam was
started in the middle of 90’s of the 20th century. Experiments
concentrated on the hfs and isotope shifts of the 3d elements
[1-6] and rare earths elements [7, 8]. The first investigations
with application of the ABMR-LIRF method in our laboratory
were made in 2002 [9]. Nowadays we concentrate on the
precision investigation of the high energy (above 20000 cm-1)
metastable levels in the chromium atom [10, 11]. The efficient
and stable population of this kind of excited electron levels
using our method is quite low. To obtain a good signal to noise
ratio (SNR) in the double resonance spectrum we must use
high power of the rf field. In this case the value of line width
increases due to the power broadening mechanism. Our aim
in [...]
|
|
|
|
Fabrication of the 10 k(omega) QHR Array device
|
|
|
TAKEHIKO OE D. KENJIRO MATSUHIRO TARO ITATANI D. SUCHETA GORWADKAR SHOGO KIRYU NOBU-HISA KANEKO
|
Since 1990, the quantized Hall resistance (QHR) standard has
become increasingly popular for representing the SI ohm unit following
Recommendation 2 (CI-1988) of the CIPM (International
Committee for Weights and Measures) under the Metre Convention.
Recently, the QHARS devices have been fabricated and
evaluated by several National Metrology Institutes (NMIs) [1-
17]. These devices consist of a number of QHR bars connected
in series and/or parallel. The QHARS devices bring metrology of
the DC resistance unit (SI ohm) numerous benefits as follows:
(1) They improve the DC resistance calibration since the low and
high ohm standard resistors are calibrated directly based on
the quantized low and high resistance.
(2) They realize accurate and stable travelling standards with
essentially unchanging resistance value.
(3) They have the possibility of varying kinds of quantized
resistance values unlike the conventional (single) QHR device
which is only available with values of RK-90/2 and RK-90/4.
(4) They can tolerate large current compared to conventional
QHR device without changing of the quantized value, and
then QHARS devices are useful for evaluation for currentdependence
of the wire wound resistors.
However the QHARS have these desirable advantages
above, the device with metrological grade needs the
requirements stated in the guideline [18]. Most importantly, all
the contact pads need to have adequate contact resistance. In
this paper, we report that we have improved the yield ratio of the
contact resistance of the single QHR device by using the new
device process flow with a SiO2 passivation layer. The 10 k[...]
|
|
|
|
Fotowoltaika Polska 2011
|
|
Fotowoltaika (PV) jest dziedziną nauki zajmującą się uzyskaniem
energii elektrycznej z energii promieniowania elektromagnetycznego,
którego nieograniczonym i ogólnie dostępnym źródłem
jest Słońce i z tego też powodu pojedyncze przetworniki energii
promieniowania na energię elektryczną nazywamy ogniwami słonecznymi.
Szeroki zakres światowej fotowoltaiki unaoczniają coroczne
konferencje światowe, amerykańskie, europejskie i azjatyckie,
podczas których najnowsze osiągnięcia naukowo-badawcze
weryfikowane są w gronie specjalistów, a na mających równolegle
miejsce wystawach prezentowane są najnowsze osiągnięcia
producentów materiałów, komponentów składowych, urządzeń
i stanowisk pomiarowo-diagnostycznych. Dla przykładu: XXIV
Europejska Konferencja Fotowoltaiki w Hamburgu w 2009 roku
zgromadziła ponad 4000 uczestników, a równolegle odbywające
się targi, na których 800 wystawców prezentowało swoje produkty,
odwiedziło około 50 000 osób. Można stwierdzić, iż fotowoltaika
stała się nową specjalizacją w nauce i technice, a jako sektor
przemysłu przynosi nie tylko korzyści w postaci nowego typu
niekonwencjonalnej metody wytwarzania energii elektrycznej, ale
stymuluje rozwój gospodarczy, a także społeczny w krajach, które
w jej promocji widzą ogromny potencjał.
Przemysł fotowoltaiczny jest bardzo nowoczesnym, w zasadniczej
części zautomatyzowanym sektorem produkcji, stosującym
zaawansowane technologie i rozwiązania techniczne.
Wydajności linii produkcyjnych typowego zakładu wytwarzającego
6-calowe ogniwa słoneczne na bazie krzemu krystalicznego
to około 1500 sztuk ogniw na godzinę co daje roczną
produkcję na poziomie 50 MWp. Ogniwa słoneczne są obecnie
wytwarzane z zastosowaniem różnorodnych metod i procesów
technologicznych na bazie wielu materiałów będących
najważniejszym wyróżnikiem pięciu podstawowych grup klasyfikacji
ogniw, co przedstawia rys. 2. Istniejąca ilość odmian
i zróżnicowanych konstrukcji ogniw powoduje, że wiele z nich
[...]
|
|
|
|
Graphene production for electrical metrology
|
|
|
RANDOLPH E. ELMQUIST TIAN SHEN GEORGE R. JONES JR FELIPE L. HERNANDEZ-MARQUEZ MARIANO A. REAL DAVID B. NEWELL
|
Since 1990 the representation of the unit of electrical resistance
has been based on the integer-quantized resistance
plateaus of the QHE occurring in two-dimensional electronic
states. These quantized values of resistance are RH(i ) = RK-90/i,
where RH is the quantized Hall plateau resistance, RK-90 is the
1990 recommended value of the von Klitzing constant, and
i is an integer quantum number [1]. In the first years after the
discovery of the QHE in 1980, Si-MOSFETs and semiconductor
heterostructures (most usually of GaAs/AlxGa(1-x) As)
were used for metrological characterization and comparison
[2-4], and more recently several National Metrology Institutes
have developed and refined recipes for growing semiconductor
QHE devices suitable for precise resistance metrology
at relatively high currents and weak magnetic fields [5, 6]
so that the standard is more readily accessible and metrologically
useful. It is not a simple process to produce devices
that are well-quantized on the i = 2 plateau for relatively low
magnetic flux (B < 9 T), while operating at source-drain (S-D)
currents of 20 μA to 100 μA and at temperatures T ≥ 1.4 K.
This requires difficult-to-reproduce material composition in
GaAs/AlxGa(1-x) As heterostructures such that the electron mobility
is intentionally lowered by impurities to increase the plateau
width while a relatively high carrier concentration is maintained
[1]. In addition, metallic contacts must be diffused into
the device layers of heterostructures, and it is often difficult
to obtain multiple, highly conductive contacts using modern
lithographic techniques.
Since the discovery of graphene using the micromechanical
cleavage technique [7], several other relatively simple methods
have been developed to produce carbon-based 2DEG (two
dimensional electron gas) devices which exhibit QHE plateaus.
Some of the most significant features for fundamental physics
occur due to the unique elec[...]
|
|
|
|
INSTYTUT METALURGII I INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ im. A. Krupkowskiego POLSKIEJ AKADEMII NAUK
|
|
Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej im. Aleksandra Krupkowskiego
Polskiej Akademii Nauk (IMIM PAN) jest placówką
naukowo-badawczą powstałą w 1952 roku. Zatrudnia 90 pracowników,
w tym 9 osób z tytułem naukowym profesora (w tym
1 Członek Korespondent PAN), 9 ze stopniem doktora habilitowanego,
31 ze stopniem doktora. Instytut posiada uprawnienia do
nadawania stopnia doktora i doktora habilitowanego w dziedzinie
metalurgii i inżynierii materiałowej. Instytut, wspólnie z Wydziałami
Chemii oraz Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Uniwers[...]
|
|
|
|
Jan Szczepanik - genialny Polak i światowej sławy wynalazca, twórca telewizji
|
|
|
ZDZISŁAW TRZASKA
|
Pierwsze zdanie z "Metafizyki" Arystotelesa brzmi: "Wszyscy ludzie
z natury dążą do poznania". Jednakże od razu nasuwa się
ocena, że dążenie to w każdym konkretnym przypadku ma inną
moc i natężenie: od roślinnej obojętności i tępej ślepoty w postrzeganiu
mieniącego się barwami tęczy świata, do wzniosłej
i poza pojęciowej mistyki poznania duchowego. Immanentnie
związana z człowiekiem od zarania dziejów i nadal trwająca walka
między narodami o partykularne interesy rodzi pytania o historię
i pamięć potomnych, a przecież jasność w ocenie własnej
przeszłości jest warunkiem skutecznej polityki historycznej, polityki
pamięci naszego społeczeństwa. Bowiem przywiązanie do
Historii to znakomita część inspiracyjnej siły naszego dziedzictwa.
Do jej pełniejszego opisu potrzeba przenikliwości Marcela
Prousta ujętej w zdaniu: "ten cień przeszłości, który nazywamy
naszym jutrem". Cień? A jeśli w porywach strumień światła? Nikt,
kto rozsądny, bowiem nie zaprzeczy, iż jednostki, których ogarnia
wzniosły, nieposkromiony żar poznania oraz chęć służenia
swym bliźnim i potomnym słusznie zasługują na miano luminarzy
ludzkości. Większość z nas ma pełną świadomość, że wielu
Polaków niepokoi niewiedza objawiana zarówno na Wschodzie,
jak i na Zachodzie na temat Polski, a ignorancja w tym zakresie
jest tak wielka, że zaskakuje nawet nie-Polaków.
Cywilizacja naukowo-techniczna, z jaką ludzkość weszła
w XXI wiek, powstała w zasadniczej mierze wskutek poznawczych
i sprawczych wysiłków licznych genialnych twórców
w minionym i poprzednim stuleciach, które skierowane zostały
na postęp naukowy w obrębie nauk specjalistycznych
z obszaru przyrodoznawstwa, techniki, gospodarki, informatyki,
zarządzania itp. oraz na postęp techniczny objawiający się
wynalazczością i racjonalizacją technologii, a także wytwórczości.
Przykładów można tu wymienić
wiele, ale ze względu na ograniczone
ramy tego opracowania wymieńmy
choćby tylko Mikołaja Kopernika, Jana
Brożka z Kur[...]
|
|
|
|
Josephson voltage standard comparison automation
|
|
|
YI-HUA TANG
|
In the BIPM.EM-K10 Technical Protocol Option B, the BIPM
provides a reference voltage that has to be measured by the
"laboratory" using its Josephson standard with its own measuring
device. Vice versa, in the BIPM.EM-K10 Technical Protocol
Option A, the BIPM JVS measures a reference voltage
that is generated by the laboratory’s JVS. In either case, a step
jump in a Josephson junction array can occur during the data
acquisition process, and subsequently the reference voltage
must be manually adjusted back to the original value by the
operator in order to continue the measurement process [1].
The voltage generated by a JVS is based on the Josephson
effect via the Josephson constant KJ-90. The critical
quantity δ, that is used to examine the uniformity between
the two JVSs, is the deviation of the measured difference
between the two voltages generated by the JVSs Vmeas from
the theoretical difference Vtheo [2].
(1)
The automatic protocol allows both arrays to change steps
during the comparison and uses a single bias source to generate
the two JVSs’ voltages within established criteria for the
comparison. This paper describes the principle of the automatic
protocol. Several examples using the automatic protocol in
a JVS comparison are presented. The issue related to accumulation
of a large amount of data points using the automatic
protocol is also discussed. A similar approach was used in [3].
JVS comparison automation
The manual operation of the BIPM.EM-K10 protocols is necessary
because of the strict requirement for a fixed reference
voltage for a JVS comparison. In order to a[...]
|
|
|
|
Kompensacja wpływu temperatury na czas propagacji scalonych funktorów logicznych za pomocą napięcia zasilającego
|
|
|
MICHAŁ MAĆKOWSKI KRZYSZTOF LANGE
|
Stabilność temperaturowa czasu propagacji podzespołów
elektronicznych wpływa na dokładność działania precyzyjnych
przyrządów pomiarowych, a szczególnie urządzeń wykorzystywanych
metrologii czasu, takich jak atomowe wzorce czasu
i częstotliwości. Czas propagacji elementów elektronicznych
jest zależny do wielu czynników, m.in. od temperatury pracy
i napięcia zasilania [1]. Problematyka ta jest istotna w układach
cyfrowych z uzależnieniem czasowym, ponieważ zmiany czasów
propagacji zastosowanych układów mogą być przyczyną
pojawiającego się hazardu. Innym obszarem występowania
problemów propagacyjnych jest metrologia sygnałów czasu.
Ten właśnie aspekt został w dalszej części referatu rozpatrzony
bardziej szczegółowo.
Przy precyzyjnym pomiarze krótkich przedziałów czasu,
dla uzyskania dużej rozdzielczości pomiaru często stosuje
się metodę Verniera, będącą adaptacją zasady działania noniusza,
leżącej u podstaw działania suwmiarki i śruby mikrometrycznej
[2]. W dziedzinie elektroniki metoda ta wymaga
zastosowania szybko startujących generatorów, których działanie
jest zazwyczaj oparte na idei linii opóźniającej włączonej
w układ dodatniego sprzężenia zwrotnego. Podejmowane
realizacje układowe wykazały znaczącą podatność takiego
generatora na zmiany temperatury. Częstotliwość sygnału
generowanego przez te generatory bezpośrednio zależy od
czasów propagacji zastosowanych elementów. Dlatego zmiany
czasu propagacji powodowane zmianą temperatury pracy
układów bezpośrednio przekładają się wartość częstotliwości
generowanego sygnału, co znacznie pogarsza dokładność
pomiarów i ogranicza możliwość wykorzystania tego typu
układów w praktycznych realizacjach przyrządów pomiarowych.
Zastosowanie w tych układach autokompenscji wpływu
temperatury na czasy propagacji umożliwi poprawę parametrów
funkcjonalnych realizowanych przyrządów pomiarowych.
Istotnym zagadnieniem technicznym jest kompensacja zmian
parametrów czasowych elementów wykonanych [...]
|
|
|
|
Konwersja sygnałów pasożytniczych w układach powielania częstotliwości
|
|
|
ZENON R. SZCZEPANIAK
|
Na skutek efektów związanych z syntezą cyfrową DDS, jak
również z konwersją w górę przy użyciu mieszaczy częstotliwości
albo powielaniem, w widmie sygnału wynikowego pojawiają
się częstotliwości sygnałów niepożądanych - pasożytniczych.
Ich obecność może być tolerowana dopóki względny
poziom mocy tych sygnałów nie przekroczy ustalonej wartości,
typowo -60 dB, wyznaczonej głównie, w przypadku radaru,
przez dynamikę toru odbiorczego. Jeżeli sygnały te pojawią
się w paśmie użytecznym na wstępnym etapie przetwarzania,
to ich poziom może wzrastać na skutek zjawisk towarzyszących
dalszemu przetwarzaniu sygnałów w kierunku docelowego
zakresu częstotliwości i poziomów mocy. Jednym ze
zjawisk, jakie pojawiają się w torach syntezy sygnałów jest
przemiana częstotliwości sygnałów pasożytniczych przy powielaniu
częstotliwości sygnału właściwego.
Analiza nieliniowa efektu konwersji
częstotliwościowej sygnałów
pasożytniczych
Efekt konwersji częstotliwości sygnałów pasożytniczych można
analizować jako pobudzenie układu nieliniowego sumą
sygnałów: właściwego (ω0) i pasożytniczego (ωp) o zbliżonej
częstotliwości oraz obserwacja składowych widma wyjściowego.
Przykładowo dla potrajacza sytuację tę można zapisać
następującymi zależnościami (ω = 2πf) [1]:
(1)
(2)
(3)
Sygnałem użytecznym jest sygnał o potrojonej częstotliwości
3ω0. Jednocześnie widoczny jest produkt przemiany częstotliwości
o częstotliwości sumacyjnej (2ω0+ ωp). Interesująca jest
zależność częstotliwościowa pomiędzy sygnałem użytecznym
a pasożytniczym sumacyjnym oraz ich wzajemne relacje
amplitudowe.
swe s0 sp A0 cos(ω0t) Ap cos(ωpt) = + = +
s a [A ( t) Ap ( pt)]
x
wy 3 0 cos ω0 cos ω
3 = ⋅ +
(A A A ) ( t) (A A A ) ( t)} p p p p 3 2 cos ω 3 2 2 cos ω
0
3
0 0
3 2
0 + + + +
A A [( )t] A A [( )t] p p p p 3 cos 2ω ω 3 cos 2ω ω0 0
2
0 0
+ 2 + + - +
A A [( )t] A A [( )t] p p p p 3 c[...]
|
|
|
|
Kwantowy wzorzec prądu elektrycznego
|
|
|
EDYTA DUDEK MARCIN ORZEPOWSKI ADAM TATAR
|
Budowa i utrzymywanie pierwotnych wzorców realizujących
wielkości fizyczne ma wiele zalet. Dla krajowych instytucji metrologicznych
(NMI) głównie są to: równorzędność wszystkich
wzorców pierwotnych, najlepsza możliwa realizacja jednostki,
brak konieczności wzorcowań w zagranicznych instytucjach,
zapewnienie najwyższego stopnia spójności pomiarowej. Jednostki
wielkości elektrycznych odtwarzane są przez wzorce
zbudowane w oparciu o zjawiska kwantowe. Główny Urząd
Miar, jako krajowa instytucja metrologiczna utrzymuje dwa
wzorce pierwotne wielkości elektrycznych: wzorzec napięcia
stałego oraz rezystancji. Systemy te pozwalają na pośrednią
realizację wzorcowego prądu z niepewnością względną większą
niż 10-7. Interesująca jest jednak możliwość odtworzenia
jednostki prądu ze zjawisk kwantowych. Uzyskanie z takiego
kwantowego źródła prądu o wartościach większych niż 100 pA,
z niepewnością względną nieprzekraczającą 10-7 pozwoli na
stosowanie go jako pierwotnego wzorca prądu.
Kwantowy trójkąt metrologiczny
Wzajemne powiązanie pomiędzy jednostkami wielkości elektrycznych
obrazuje struktura zwana kwantowym trójkątem
metrologicznym (QMT) [1] dla wielkości elektrycznych (rys. 1).
QMT przedstawia zależności pomiędzy częstotliwością odtwarzaną
z zegara cezowego, napięciem realizowanym w systemach
wzorców opartych na kwantowym zjawisku Josephsona
(JVS) oraz prądem, który to może być realizowany przy użyciu
systemów zbudowanych z tranzystorów jednoelektronowych
(SET). Powiązania te ustanowione są przez zjawiska kwantowe.
Kwantowy efekt Josephsona łączy ze sobą częstotliwość oraz
napięcie elektryczne. Prąd oraz napięcie są ze sobą powiązane
kwantowym zjawiskiem Halla, zatem prąd przepływający przez
kwantową realizację rezystancji (QHR) wywołuje określony
spadek napięcia lub napięcie na QHR wywołuje przepływ określonego
prądu. Z kolei częstotliwość oraz prąd łączy cykliczne
tunelowanie pojedynczych elektronów w tranzystorze SET.
O ile zbudow[...]
|
|
|
|
Metrologia kwantowa - czym jest?
|
|
|
WALDEMAR NAWROCKI
|
Międzynarodowa konferencja naukowa "Quantum Metrology
2011" (QM 2011), zorganizowana w Poznaniu przez Politechnikę
Poznańską oraz Friedrich-Schiller Universität z Jeny
(Niemcy), daje sposobność do refleksji nad pojęciem i obecnym
znaczeniem metrologii kwantowej. Metrologia kwantowa
jest tą częścią nauki o miarach, która dotyczy wykorzystania
w pomiarach zjawisk kwantowych oraz opisuje urządzenia
pomiarowe, (zwłaszcza wzorce) działające według reguł mechaniki
kwantowej. Zakres tematyczny konferencji QM 2011
jest taki sam jak metrologii kwantowej. Metrologia kwantowa
obejmuje trzy obszary tematyczne, którymi są:
● definiowanie i tworzenie kwantowego systemu miar. Jego
praktyczna realizacja odbywa się za pomocą kwantowych
wzorców wielkości fizycznych: elektrycznych (wzorzec
napięcia, wzorzec oporu elektrycznego, wzorzec natężenia
prądu) i nieelektrycznych (w tym: zegar atomowy,
laserowy wzorzec długości, wzorzec masy). Reguły i formuły
mechaniki kwantowej wykorzystuje się także do
określenia relacji formalnych między jednostkami kwantowego
systemu miar,
● budowa bardzo czułych przyrządów elektronicznych: przetwornika
U/f ze złączami Josephsona, nadprzewodnikowego
detektora strumienia magnetycznego SQUID, tranzystora
SET (ang. Single Electron Tunneling), skaningowych
mikroskopów próbkujących SPM (ang. Scanning Probe
Microscopes): np. mikroskopu tunelowego STM, mikroskopu
sił atomowych AFM, miernika grubość cienkich warstw
materiałów przewodzących,
● zagadnienia teoretyczne metrologii kwantowej: ustalenia
granic fizycznych niepewności pomiarów dzięki zasadzie
nieoznaczoności Heisenberga oraz określanie najlepszej
rozdzielczości i największej czułości pomiarów.
Nowy system miar - kwantowy system SI
Środowisko metrologów od dawna dąży do stworzenia systemu
miar, w którym jednostki miary byłyby definiowane i odtwarzane
za pomocą zjawisk kwantowych i fundamentalnych
stałych fizycznych. Niektóre podstawowe stałe [...]
|
|
|
|
Mikrokontrolery PIC w zastosowaniach badawczych. Część 6. Obsługa wyświetlacza graficznego z telefonu Siemens S65. Interfejs SPI. Graficzny analizator impulsów
|
|
|
PAWEŁ BORKOWSKI
|
W tej części kursu zbudujemy układ, dzięki któremu możliwa
będzie graficzna analiza impulsów. Użyjemy do tego wyświetlacza
z telefonu Siemens S65. Ponieważ komunikacja ze sterownikiem
S65 wymaga szybszego interfejsu komunikacji od
tych, w jakie został zaopatrzony mikrokontroler PIC16F877A,
dlatego podstawą układu będzie mikrokontroler PIC18F4455.
Do komunikacji ze sterownikiem wyświetlacza S65 użyty zostanie
interfejs SPI.
Mikrokontroler PIC18F4455 posiada aż 10 trybów taktowania
zegara, w tym 3 korzystające z rezonatora wewnętrznego.
Jednymi z najczęściej używanych są tryby z aktywną
pętlą PLL, które pozwalają np. przy podłączonym oscylatorze
8 MHz osiągnąć pracę układu z częstotliwością 48 MHz (należy
przy tym pamiętać, że - podobnie jak to miało miejsce
w przypadku rodziny PIC16 - jeden cykl maszynowy trwa 4
cykle zegarowe).
Schemat układu, który posłuży do graficznej analizy przebiegu
impulsów, przedstawia rys. 1.
Na liniach łączących mikrokontroler z wyświetlaczem
umieszczone zostały rezystory R4…R15. Ich zadaniem jest
obniżenie napięcia do wymaganych około 2,9 V. Natomiast
znaczenie poszczególnych linii jest następujące:
- BL - linia służąca włączaniu (1) i wyłączaniu (0) podświetlenia
wyświetlacza,
- RST - linia RESET,
- CS - linia sygnalizująca początek (0) i koniec (1) transferu
danych,
- RS - linia sygnalizująca nadejście rozkazu (1) i zwykłych
danych (0),
- CLK - linia zegarowa. Wysłanie każdego bitu na linii DAT
potwierdzane jest narastającym zboczem CLK,
- DAT - linia przesyłu danych.
Sterownik wyświetlacza S65 wymaga, by dane były wysyłane
w paczkach po 8 bitów, w których pierwszy wysyłany bit
jest bit najstarszy. Wysyłanie ważnych danych powinno być
potwierdzane niskim stanem linii CS - rys. 2.
Rys. 2. Schemat obsługi linii CS, CLK i DAT przy wysyłaniu do sterownika wyświetlacza S65 bajtu danych
Fig. 2. Example S65 module timing waveforms
Rys. 1. Schemat układu z modułem wyświetlacza
graficznego S[...]
|
|
|
|
New definition of the kelvin in terms of the Boltzmann’s constant
|
|
|
ANDREA MERLONE CHIARA MUSACCHIO ANNA SZMYRKA-GRZEBYK
|
Temperature is one of the fundamental thermodynamic properties
of any physical system and at the same time is the most “anthropic"
quantity among the seven base units. It described at the beginning
only the sensations of warm and cold and slowly became
a required quantity when classical mechanics needed an unit to
fit with observed and measurable laws, but in a time when the
thermodynamics laws where still to come. Differently from the
other quantities, we had to wait till modern ages before having
a unit defined for it. After Boltzmann’s period and thanks to his
work, we now know that in fundamental laws of physics temperature
appears as thermal energy kBT. We are now transferring this
concept based on sensations, to the more significant principle of
having to do with energy, it’s transfer and it’s mean values.
In the current International System of Units (SI), the unit of
temperature T, the kelvin is defined as the fraction 1/273.16
of the thermodynamic temperature of the triple point of water
(TPW) having a defined isotopic composition. Thus, the kelvin
is linked to an artefact, and a material property which is far
from being invariant in space and time.
It would be advantageous to proceed in the same way as
with other units: to relate the unit to a fundamental constant
and fix its value. For the kelvin, the corresponding constant
is the Boltzmann constant kB, being it the basic constant of
statistical mechanics and thermodynamics. The quantity kB/2
is the constant conversion factor between the mean kinetic
energy of a molecule, associated with the component of motion
in any particular direction, for an ideal gas in thermal equilibrium,
and the absolute temperature T [1].
The current recommended value of kB equal to 1.3806505
(24) 10-23 J/K, comes from the ratio between the molar gas
constant, R and the Avogadro number, NA [2]. Its relative uncertainty,
equal to 1.8 10-6, is mostly due to the uncert[...]
|
|
|
|
Nowoczesne systemy doświetlania roślin oparte o najnowsze osiągnięcia technologii SSL LED
|
|
|
WOJCIECH GRZESIAK ADAM BIEŃKOWSKI MAREK ŻUPNIK RENATA WOJCIECHOWSKA ANNA KOŁTUN SŁAWOMIR KURPASKA
|
Światło jest czynnikiem niezbędnym dla prawidłowego funkcjonowania
roślin, determinuje wielkość oraz jakość plonu.
Niedobór światła skutkuje zawsze zmniejszeniem intensywności
fotosyntezy, co przekłada się na słabszy wzrost roślin [1].
Oprócz funkcji troficznych, światło pełni również rolę czynnika
morfogenetycznego, wpływając na przykład na wydłużanie
pędów, wybarwienie liści, kwitnienie, czy proces starzenia [2].
Ponadto, w istotny sposób modyfikuje wartość biologiczną,
która ma duże znaczenie dla konsumenta roślin. Wykazano
na przykład, że warunki świetlne podczas uprawy mają duży
wpływ na redukcję azotanów oraz zawartość związków o charakterze
prozdrowotnym w częściach użytkowych różnych gatunków
warzyw [3]. Niemal w każdym aspekcie oddziaływania
można precyzować, które zakresy długości fal świetlnych oraz
jaka intensywność napromienienia niezbędne są do wywołania
określonych procesów fizjologicznych. Wykorzystując tę
wiedzę, w szklarniowych uprawach ogrodniczych od dziesięcioleci
stosuje się odpowiednie doświetlanie światłem sztucznym.
Wynika to z faktu, że w warunkach klimatycznych Polski,
jak i w wielu innych regionach strefy umiarkowanej rośliny skazane
są na niedobór światła. Problem ten pojawia się jesienią,
zimą oraz wczesną wiosną [4]. Proces doświetlania roślin
jest przedmiotem licznych badań naukowych, publikacji oraz
wdrożeń w produkcji ogrodniczej. Do doświetlania stosuje się
najczęściej nisko- i wysokoprężne lampy sodowe. Ich skuteczność
świetlna jest bardzo wysoka i wynosi 90…135 lm/W,
a typowy czas życia 12000 godz. [5]. Zaletą ich, w wyniku
zastosowania ekranów odbłyśnikowych jest doskonały rozsył
strumienia świetlnego, natomiast wadami duża ilość energii
elektrycznej, która zamieniana jest na ciepło oraz brak możliwości
regulacji ich charakterystyk spektralnych. Dynamiczny
rozwój technologii SSL LED (Solid-State Lighting Light-Emitting
Diode) spowodował, że lampy sodowe są i będą coraz
częściej wy[...]
|
|
|
|
Operation and accuracy of an automated cryocooler-based 10 Volt Josephson Voltage standard system
|
|
|
MICHAEL STARKLOFF GERD WENDE SOLVEIG ANDERS MARCO SCHUBERT MATHIAS MEYER HANS-GEORG MEYER
|
Josephson voltage standard systems based on arrays of SIS
tunnel junctions are commonly used as primary DC voltage
standards. Applying them, secondary voltage standards as
well as high precision digital voltmeters can be calibrated with
the highest level of accuracy. Further developments are focused
on a cryogenic-free operation [1, 2] and on programmable
Josephson arrays [3, 4]. Because programmable Josephson
arrays are difficult to manufacture at the 10 V level
and in addition require an expensive control electronics the
SIS Josephson voltage standard systems are still attractive,
in particular due to the advantage of the availability of zero
current steps.
The system was developed to be easy to use and to avoid
a manual control of the Shaprio steps. In the following we describe
the performance of the fully automated 10 Volt Josephson
voltage standard system "supraVOLT-control" suitable
for all DC voltage calibrations.
Setup of the system
The Josephson voltage standard system "supraVOLT-control"
in the cryocooler version is shown in Fig. 1. A pulse tube
cooler delivered from the Transmit GmbH Giessen was used
to establish the chip operating temperature of about 4K. The
cryocooler itself produces a cooling power of about 180 mW
at the cold stage. To reduce the thermal heat to the cold stage
a 75 GHz dielectric microwave waveguide [2] were used for
microwave transmission. The first and second stage of the cryocooler
are thermally shielded and placed in a vacuum chamber.
The chip itself is magnetically shielded by a cryoperm tube.
Fig. 1. Photograph of the cryocooler-based Josephson voltage
standard system "supra VOLTcontrol" including the following
components: 1: Pulse tube cooler with a SIS Josephson junction
array and the 75 GHz microwave electronics installed in the 19"
rack, 2: Control electronics, 3: EIP 578B so[...]
|
|
|
|
Panasonic - nowa seria telewizorów VIERA
|
|
Na konferencji prasowej w Warszawie firma Panasonic przedstawiła
nową serię telewizorów. NeoPlasma i ekrany IPS Alpha
LCD to nowe rozwiązania sprawiające, że telewizory VIERA
to nie tylko jakość obrazu - to również funkcje VIERA Connect
powodujące, że telewizor, z tradycyjnego odbiornika staje
się domowym centrum rozrywki. Jest to znaczne rozwinięcie
usługi internetowej, dostępnej już w [...]
|
|
|
|
Panasonic LUMIX G3
|
|
Firma Panasonic zaprezentowała LUMIX G3, najlżejszy
i najmniejszy na świecie elektroniczny aparat
fotograficzny z wymiennymi obiektywami.
Matryca o rozdzielczości 16 megapikseli, błyskawiczny
autofokus i możliwość rejestrowania filmów
Full HD AVCHD decydują o wysokiej jakości obrazu,
uprzednio osiągalnej jedynie w ciężkich i skomplikowanych
l[...]
|
|
|
|
Primary impedance metrology with direct digital synthesis
|
|
|
LUCA CALLEGARO VINCENZO D'ELIA BRUNO TRINCHERA
|
SI impedance units ohm, henry and farad are linked one
another by the unit of time; once a time/frequency standard is
available, the three units can each be derived from another.
The discovery of quantum Hall effect in 1980 provides the way
of reproducing the dc resistance unit in national metrology laboratories;
after many experimental and theoretical efforts, it
is now accepted that the same effect can provide also a reliable
reproduction of the ac resistance standard in the audio
frequency range.
Resistance, capacitance and inductance national standards
are maintained by artifact standards (wirewound resistors,
gas- and solid-dielectric capacitors, air-core inductors), cover
a wide impedance magnitude range. The chain of calibration
operations needed for the generation of an impedance scale,
and the link between one impedance type (e.g. resistance) to
another (e.g. capacitance), is carried out in national metrology
labs with coaxial transformer bridges [1]. Coaxial bridges
permit both ratio measurements (ratio bridge) and resistancecapacitance
transfer (quadrature bridge) with very high accuracy,
having uncertainties ranging from parts of 10-7 to parts in
10-9 for most advanced apparatuses.
The classical implementation of a coaxial bridge is a complex
network of passive electromagnetic devices: some of
them are fixed (transformers and single-decade inductive
voltage dividers), and many can be adjusted in value or ratio
(resistance and capacitance boxes, multi-decadic inductive
voltage divi[...]
|
|
|
|
Quantum Hall effect in exfoliated graphene
|
|
|
MIROSLAW WOSZCZYNA MIRIAM FRIEDEMANN KLAUS PIERZ FRANZ AHLERS
|
Graphene is undoubtedly one the most exciting materials discovered
in the last decades. Its peculiar mechanical and electronic
properties suggest numerous applications, most of them
based on the electronic transport properties of the material.
Precision measurements of quantum Hall effect in graphene
with uncertainty three part in billion has been already reported
[1]. This makes graphene an excellent candidate to replace
sophisticated semiconductor electrical resistance standards
in the future. However, being the first material, which consists
only of surface and not of bulk, these properties are strongly
influenced by the choice of the supporting substrate, by potential
contamination layers on the substrate, as well as by
adsorbates or capping layers placed on top of the graphene
mono- or few-atomic layers. E.g. the electronic mobility, one
of the key parameters determining the transport properties, is
highest for exfoliated graphene. Especially freely suspended
graphene [2], or graphene placed on the well lattice matched
host substrate boron nitride, exhibit extremely high mobilities
allowing the observation of fractional quantum Hall effect [3].
Bottom-up methods like the growth of graphene on SiC or
CVD growth on metal surfaces can provide
much larger graphene sheet sizes,
but of usually lower mobility [4, 5] up to
now. The superior surface quality of GaAs
compared to the usually very rough thermally
oxidized SiO2 should positively influence
graphene’s transport properties, and
its higher dielectric would cause shorter
screening lengths of charged impurities.
In this paper we present our experimental
results concerning quantum Hall
effect observations in exfoliated graphene
deposited onto two different substrates
Si/SiO2 and GaAs/AlAs heterostructure.
We show our work towards application of
graphene in electrical quantum metrology
as a resistance standard.
Device fabrication process
The graphene devices were[...]
|
|
|
|
Resonance features of coupled Josephson junctions in high temperature superconductors
|
|
|
YURY SHUKRINOV PAUL SEIDEL
|
The single Josephson junction demonstrates an interesting physics
and variety of applications. From the point of view of practical
applications, a great number of junctions is often needed. For
example, in a quantum voltage standard, thousands of junctions
in series are required to obtain Shapiro steps at sufficiently high
voltages up to 10 V [1]. The intrinsic Josephson junctions (IJJ)
within the high-TC superconductors offer a new way to realize
a large number of junctions in a very compact way [2, 3]. As
was mentioned in [3, 4], compared to the well-developed low-
TC dc voltage standards, a few advantages can be found using
IJJs: (i) high operation temperatures, up to temperatures near
50 K; (ii) operation at higher frequencies up to some THz; and
(iii) high density of junctions due to naturally compact atomic
scale, which may simplify the instrumentation significantly. But it
has to be investigated if the extremely thin electrodes of the IJJs
and their strong interaction results in stability and noise effects
disturbing the function of such voltage standards.
The system of IJJs in high temperature superconductors
are formed from the atomic scale superconducting layers
(S-layers) [5], characterizing by modulus of order parameter
Δl and its phase θl (see Fig.1a). The thickness of S-layers
s comparable with the Debye screening length. Because of
it, the electric charge does not screen in S-layers perfectly and
it leads to the capacitive coupling between the junctions [6].
The phase dynamics of IJJ without magnetic field is determined
by capacitive coupling and the system of
IJJ is described by capacitively coupled Josephson
junctions (CCJJ) model [6] or model with the diffusion
current (CCJJ+DC) [7, 8]. We studied the multiple
branch structure of the current-voltage characteristics
(CVC) of IJJ and showed that branches
have a breakpoint (BP) and some breakpoint region
(BPR) before transition to another branch [8].[...]
|
|
|
|
Scanner configuration suitable for both Zener reference standards comparisons and JVS measurements
|
|
|
MARTIN ŠÍRA VĚRA NOVÁKOVÁ ZACHOVALOVÁ JIŘÍ STREIT
|
National standards of DC voltage in Metrological institutes are
arranged in two ways. First one is the bank of Zener reference
standards (ZRS), the second one is Josephson voltage system
(JVS). Bank of ZRS can provide DC voltage any time,
with uncertainty sufficient for calibration of most calibrators
and multimeters. Bank is used to maintain the DC voltage by
regular comparison and measurement of differences between
particular ZRS. To automatize this task, ZRS are connected to
the voltage scanner and nanovoltmeter. However at least one
member of the bank of ZRS has to be calibrated by means
of JVS to obtain the absolute value. JVS is composed of the
vacuum vessel with the Josephson Junction Array (JJA) chip,
cooling, the bias source to settle the JJA to the desired voltage,
the microwave counter and source and the nanovoltmeter.
JVS system is quite expensive device to run and often needs
liquid helium to cool down the chip. So the common practice
is the joint of the bank of ZRS and JVS.
The configuration of the scanner for the use with the bank
of ZRS is different than the scanner configuration for JVS. Typically,
two nanovoltemeters are used in one laboratory to maintain
bank of ZRS and JVS. Although only one nanovoltmeter
can be used with suitable configuration of the scanner. This
configuration was tested in Czech Metrology Institute (CMI)
and is presented in this paper.
Scanner configuration used for bank of ZRS
Typical scanner consists of two lines marked A and B, and
several channels, typically 16 or 32. Lines can be connected
to any channel independently (see Fig. 1).[...]
|
|
|
|
Sektor fotowoltaiki - strony www, czasopisma, firmy
|
|
Wybrane strony www dotyczące fotowoltaiki:
1) www.christopherweb.org (materiały i urządzenia)
2) www.electroiq.com (elektronika sektora PV - informacje)
3) www.enf.cn (raporty rynku chińskiego)
4) www.epia.com (raporty dotyczące sektora PV)
5) www.eref-europe.org (Europejska Federacja Energii Odnawialnych)
6) www.fotowoltaika.edu.pl (strona dotycząca PV w IMIM PAN w Krakowie)
7) www.gpsolar.com (oprzyrządowanie pomiarowe dla producentów ogniw i modułów)
8) www.gramwzielone.pl (rynek energii odnawialnych w Polsce)
9) www.gtmresearch.com (analiza rynku PV)
10) www.intersolar.de (europejskie targi i wystawa sektora PV)
11) www.jrc.ec.europa.en (informacje naukowe z Europy)
12) www.photon-magazine.com (strona magazynu Photon International)
13) www.photovoltaic-conference.com (europejska konferencja PV)
14) www.pveducation.org (materiały informacyjne i edukacyjne)
15) www.pvinsights.com (aktualne ceny krzemu i ogniw)
16) www.pv.pl (centrum fotowoltaiki na Politechnice Warszawskiej)
17) www.pv-power-plants.com (rynek niemieckich producentów systemów PV)
18) www.pvresources.com (dane rynkowe, technologia ogniw, systemy PV)
19) www.pv-tech.org (informacje sektora PV)
20) www.pv.unsw.edu.pl (strona PV uniwersytetu NSW w Australii)
21) www.renewable-energy-sources.com (wiadomości naukowe i gospodarcze)
22) www.renewableenergyworld.com (informacje i wydarzenia sektora PV)
23) www.solarbuzz.com (wytwórcy materiałów, urządzeń, ogniw i paneli PV, raporty)
24) www.solarfeedintariff.net (wartości nasłonecznienia i taryf PV)
25) www.solargis.info (wartości nasłonecznienia, dane systemów PV)
26) www.solarlight.com (symulatory słoneczne klasy A)
27) www.solarserver.com (raporty rynku amerykańskiego)
28) www.solar-trackers.com (nadążne systemy PV)
29) www.wholesalesolar.com (rynek modułów)
Wybrane czasopisma sektora PV:
1. "Sun & Wind Energy", BVA Bielefelder Verlag GmbH & Co. KG - Niemcy
2. "PV Magazine", Karl-Heinz Remmers Solarpraxis AG - Ni[...]
|
|
|
|
Stabilność długoterminowa generatorów kwantowych wykorzystywanych w pomiarach długości
|
|
|
DARIUSZ CZUŁEK ROBERT SZUMSKI
|
W Głównym Urzędzie Miar stosowane są dwa, zalecane przez
Międzynarodowy Komitet Miar (CIPM), sposoby praktycznej
realizacji definicji jednostki długości [1-4]:
- wykorzystanie promieniowania z listy zawartej w zaleceniu
CIPM, których podane długości fal lub częstotliwości mogą
być stosowane do praktycznej realizacji definicji. W Laboratorium
Długości GUM wykorzystywany jest stabilizowany
laser oparty na absorpcji molekuł jodu 127I2, linia widmowa
R(127) [5] - o długości fali promieniowania λ ≈ 633 nm
(z wewnętrzną komórką jodową),
- wykorzystanie długości płaskiej fali elektromagnetycznej
w próżni λ o częstotliwości f, wyznaczaną ze związku:
(1)
gdzie: λ - długość fali f - mierzona częstotliwość, c0 - prędkość
światła w próżni równa 299792458 m/s.
Metoda ta opiera się na pomiarze częstotliwości stabilnego
źródła światła poprzez porównanie jej ze znacznie stabilniejszą
częstotliwością generatora cezowego, wykorzystywanego
w praktycznej realizacji definicji sekundy, a następnie wyznaczeniu
z zależności matematycznej długości fali, która może
być użyta jako wzorcowa w pomiarach długości. Podczas realizacji
tej metody wykorzystywany jest syntezer częstotliwości
optycznych (rys. 1) który bezpośrednio zsynchronizowany jest
z państwowym wzorcem jednostki czasu i częstotliwości [6].
f
λ = c0
Zakup syntezera częstotliwości optycznych (dzięki stabilności
pracy rządu kilkunastu godzin) umożliwił badania długoterminowych
zmian częstotliwości i określenie ich wpływu
na wyniki wykonywanych pomiarów na wyżej wymieniony[...]
|
|
|
|
Szyfry strumieniowe na przykładzie algorytmów A5/1 i Rabbit
|
|
|
ROBERT POZNAŃSKI
|
Przez długi czas szyfry strumieniowe pozostawały w cieniu
bardziej popularnych szyfrów blokowych. Jednym z pierwszych
algorytmów blokowych wyznaczających standardy był
powstały w 1975 r. DES - Data Encryption Standard. Jego
działanie polegało na szyfrowaniu bloków po 64 bity na raz.
W dzisiejszych algorytmach standardem są bloki długości 128
bitów i więcej. Szyfry strumieniowe działają w trochę inny sposób.
Wynikiem ich działania jest strumień bitów, który służy do
zaszyfrowania wiadomości. Można więc o nich powiedzieć, że
są bardziej generatorami strumienia klucza niż algorytmami
szyfrującymi. Jednym z takich algorytmów był zaprezentowany
w 1987 r. A5/1. Jego przeznaczeniem było szyfrowanie
transmisji w sieciach GSM i pod to konkretne rozwiązanie
został projektowany. Innym ciekawym przykładem podejścia
do szyfrów strumieniowych jest pokazany w 2003 r. algorytm
Rabbit. Jest to algorytm ogólnego przeznaczenia, który może
zostać użyty w praktycznie każdym zastosowaniu. Na początku
warto jednak zapoznać się z ogólną budową i ideą szyfrowania
strumieniowego.
Szyfry strumieniowe
Szyfry strumieniowe są algorytmami, które przekształcają
tekst jawny w szyfrogram kolejno bit po bicie - rys. 1.
Generator strumienia klucza wytwarza strumień bitów K, który
jest dodawany modulo 2 z ciągiem bitów tekstu jawnego P celem
wygenerowania strumienia bitów szyfrogramu C = P ⊕ K.
Bezpieczeństwo systemu całkowicie zależy od wewnętrznych
właściwości generatora strumienia klucza. Jeżeli generator
strumienia klucza wytwarza nieskończony ciąg zer, to
szyfrogram będzie równy tekstowi jawnemu i cała operacja
nie będzie miała sensu. Jeżeli generator strumienia klucza
wytwarza powtarzający się wzorzec 16-bitowy, to algorytm
będzie zwykłym sumatorem modulo 2 z bardzo małym (pomijalnym)
stopniem zabezpieczenia. Jeżeli generator strumienia
klucza wytwarza nieskończony strumień bitów losowych (nie
pseudolosowych), to otrzymujemy klucz jednorazowy i do[...]
|
|
|
|
|
|
The influence of the resonator on the self heating effect and the synchronization of Josephson junctions
|
|
|
ALEXANDER GRIB PAUL SEIDEL
|
The problems connected to the use of Josephson junctions
as tunable sub-mm oscillators with a high precision of frequency
become important because of the application of the
sub-mm wave band sources in different fields of science. The
main problem of Josephson junction oscillators is the phase
locking of many junctions to get appreciable large output
power. An easy way to solve this problem is to use a resonator
to perform a phase locking feedback. Recently, immense
progress in experiments on the detection of synchronized radiation
from intrinsic Josephson junction arrays in high temperature
superconductors (HTSC) was achieved [1-3]. The
main idea of these experiments was to use the stack itself
as a geometrical resonator. However, in this case layers of
junctions are placed in the nonuniform electromagnetic field
which forms the standing wave inside the stack. Due to this
design, some areas of the same layer appear in almost zero
fields that make them insensible to synchronization, and other
areas are placed at the maximum of the standing wave.
Hot spots were observed in these places of maxima of electric
field [3]. The stacks emit radiation coherently at the input
power which provides the formation of both a hot spot and
a standing wave in the stack.
In the present paper we concentrate on the origin of the
correlation between overheating of s[...]
|
|
|
|
Towards optical atomic clock and metrology with cold strontium atoms
|
|
|
MARCIN BOBER JERZY ZACHOROWSKI WOJCIECH GAWLIK MARIAN SMOLUCHOWSKI
|
Techniques of laser cooling and trapping of atoms and ions
have opened new possibilities for measurements with ultimate
accuracy. The almost full reduction of Doppler broadening
and precision control over external degrees of freedom
of atoms and ions enabled improvement of accuracy of time
and frequency standards. It should be noted that present realizations
of the standards of the second - the atomic fountain
clocks can be realized only with cold atoms. Similarly,
cold atoms and ions are at the heart of the optical atomic
clocks, which open the way to the next generation of time
and frequency standard (see review [1]). Optical clocks have
already surpassed the accuracy of microwave clocks [2, 3]
and reached inaccuracies below 10-15 with expected control
of systematic effects at the 10-18 level. Although the standards
using ions and atoms offer similar parameters, they have
important technical differences: ions can be relatively easily
trapped with electromagnetic forces and cooled to zero point
of motion but strong ion-ion interactions limit the number of
ions in a trap, hence most advanced experiments are performed
with single ions. Neutral atoms are more difficult to
trap, but offer the possibility of simultaneous measurements
of large numbers of atoms increasing the S/N ratio. Moreover,
atoms can be additionally confined in an optical lattice, which
limits the atom-atom interactions without perturbing the clock
transition [4, 5, 6].
Strontium atoms with two electron in the s shell in the ground
state (total angular momentum J = 0) are very interesting
for the metrology purpose. Simple energy level structure (see
Fig. 1) and presence of a strong optical transition 1S0 - 1P1
opens the possibility to cool effectively atoms and trap them.
Transition between the singlet ground and the lowest triplet
states enables further cooling of atoms (transition 1S0 - 3P1), after
which the ultra-narrow intercombination transition 1S0 - 3[...]
|
|
|
|
Transport elektronów przez nanozłącza formowane pomiędzy ostrzem ze złota i ferromagnetyczną nanostrukturą wielowarstwową (Ni80Fe20/Au/Co/Au)N
|
|
|
MARCIN WRÓBLEWSKI MACIEJ WAWRZYNIAK MAREK NOWICKI PAN TADEUSZ LUCIŃSKI MAŁGORZATA BŁASZYK BRONISŁAW SUSŁA
|
Pierwsze prace eksperymentalne opisujące zjawisko kwantowania
przewodności elektrycznej w dwuwymiarowym gazie
elektronów ukazały się ponad dwadzieścia lat temu w 1988 r.
[1, 2]. Od tego czasu zjawisko to wzbudzało duże zainteresowanie
naukowców na całym świecie. Kwantowanie przewodności
elektrycznej zaobserwowano również w nanozłączach
formowania z metali za pomocą skaningowego mikroskopu
tunelowego [3, 4] oraz techniki MCBJ (ang. Mechanically Controllable
Break Junction) [5]. W 1995 roku pokazano, że możliwa
jest obserwacja skokowych zmian przewodności elektrycznej
w nanozłączach powstającymi pomiędzy zderzającymi się
drutami makroskopowymi [6]. Szczególnie ta praca zasługuje
na dużą uwagę gdyż udowadnia, że do obserwacji kwantowania
przewodności nie jest potrzebna kosztowna aparatura
(STM, MCBJ), czy ultraniskie temperatury rzędu pojedynczych
kelwinów. We wczesnych badaniach uznawano, że skokowe
zmiany przewodności obserwowane na przebiegach czasowych
są wystarczające do potwierdzenia efektu kwantowania
przewodności w badanym materiale [4, 7, 8, 9]. Wielu autorów
za dowód kwantowania przewodności uznaje występujące
na histogramach przewodności maksima lokalne dla wartości
1G0, 2G0 i 3G0 [10-14]. Rozważania teoretyczne pokazują
jednak, że maksima histogramów nie wynikają tylko z efektu
kwantowania przewodności, ale także z mechanicznych właściwości
rozciąganych nanozłączy [15].
Eksperyment
Podobnie jak w pracach [6, 12, 13, 14], tak w naszym przypadku
pomiary wykonywane były w temperaturze pokojowej
i otoczeniu powietrza atmosferycznego. Zmiany przewodności
w funkcji czasu (przebiegi czasowe) rejestrowano za
pomocą oscyloskopu cyfrowego. Całość układu sterowana
była za pomocą komputera z odpowiednim oprogramowaniem,
umożliwiającym zapis przebiegów czasowych i na ich
podstawie wyznaczanie histogramów przewodności. Do obser[...]
|
|
|
|
UCHWAŁA XXIV Kongresu Techników Polskich
|
|
Uczestnicy XXIV Kongresu Techników Polskich wyrażają zadowolenie
z faktu, że to bardzo ważne dla całej polskiej społeczności
inżynierskiej wydarzenie, obejmujące swoim zakresem prawie
roczny okres debat, dyskusji i działań, zmierzających do konsolidacji
polskiej społeczności technicznej środowisk naukowych
z wyższych uczelni i instytutów badawczych oraz gospodarczych
odbywa się w czasie poprzedzającym rozpoczęcie prezydencji
Polski w Unii Europejskiej.
Uczestnicy XXIV Kongresu Techników Polskich uznali za pilną
potrzebę włączenie się środowiska technicznego, skupionego
w Federacji SNT NOT i w Akademii Inżynierskiej w Polsce oraz
Rady Głównej Instytutów Badawczych i Konferencji Rektorów Polskich
Uczelni Technicznych, do dyskusji i prac zmierzających do
rozwiązania najważniejszych strategicznych problemów Polski.
Przyjmując, że rozwó[...]
|
|
|
|
Twój Profil
Twój koszyk
