新聞中心

        EEPW首頁 > 模擬技術 > 設計應用 > 淺析Q值——品質因子

        淺析Q值——品質因子

        作者: 時間:2025-02-11 來源:2049實驗室 收藏

        的定義:

        定義為在一系統的共振頻率下,當信號振幅不隨時間變化時,系統儲存能量和每個周期外界所提供能量的比例(此時系統儲存能量也不隨時間變化):

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/202502/466805.htm


        在電子系統中,能量會儲存在理想無損失的電感及電容中,因為電感或電容存在電抗,在高速信號系統中,電感和電容可等效為理想電感與電阻的串聯并與理想電容的并聯,因為等效電阻的存在,在系統運行過程中會造成能量損失。損失的能量則是每個周期由電阻損失能量的總和。

        在像電感等儲能元件的規格中,會用到和頻率有關的Q因子,其定義如下:


        其中ω是計算儲存能量和功率損失時的角頻率。若電路中只有一個儲能元件(電感或是電容),也可用上式來定義Q因子,此時Q因子會等于無功功率相對實功功率的比例。

        對電子共振系統而言,Q因子表示電阻的影響,若針對機電共振系統(例如石英晶體諧振器),也包括摩擦力的影響。

        RLC電路

        濾波器振幅增益

        理想串聯RLC電路的Q因子為:


        其中R、L及C分別是電路的電阻、電感和電容,若電阻值越大,Q因子越小。并聯RLC電路的Q因子恰為對應串聯電路Q因子的倒數:


        若將電阻、電感和電容并聯形成一電路,并聯電阻值越小,其阻尼的效果越大,因此Q因子越小。

        若是電感和電容并聯的電路,而主要損失是電感內,和電感串聯的電阻R,其Q因子和串聯RLC電路相同,此時降低寄生電阻R可以提升Q因子,也使帶寬縮小到需要的范圍內。

        個別儲存元件的Q因子和對應信號頻率有關,一般是電路的共振頻率。電感器的Q因子為:


        其中:ω為頻率。L為電感。為電感器的感抗。R為電感內的電阻。

        電容器的Q因子為:


        ω為頻率。C為電容。為電容器的容抗。R為電容內的電阻。

        電感的及通頻帶之間的關系

        品質因素越高,電感等效電阻變小,損耗變小,選擇性越強,通頻帶就越是狹窄。通頻帶Bw與諧振頻率w0和品質因數Q的關系為:Bw=wo/Q;表明,Q大則通頻帶窄,Q小則通頻帶寬。

        Q=wL/R=1/wRC

        Q是品質因素,w是電路諧振時的電源頻率,L是電感,R是串的電阻,C是電容。

        一個電感的和頻率是有關系的。

        一般情況下,Q=ωL/R=2πf L / R 這里ω是角頻率,f 是頻率

        假設電阻R不變,頻率f 提高,Q值就會變大。所以,Q值16 一定是低頻時測試的結果。900MHz頻率升高,Q值變大。

        但是比如說1.7GHz比900MHz大了近一倍,怎么Q值反而變小了?

        在超高頻條件情況下,實際電感就不是簡單地等效于純電感和純電阻的串聯了,首先,這個電阻由于趨膚效應,頻率越高,實際阻值越大;更重要的是,分布電容也不可忽略。頻率再高,電感都有可能變成電容性!所以一個特定的電感,存在一個Q值最大的頻率,超過這個頻率,Q值也會降低。就是說,低頻段,頻率升高,電感的Q也升高,而高于一定的頻率,再升高,Q值又下降了

        如下圖可以看到,不同的電感,Q值和最大的頻率點是不一樣的。但存在這個最大值是相同的。所以設計電感就要按照工作頻率選擇不同的工藝和結構,才能做到最優化。




        關鍵詞: Q值 品質因子

        評論


        相關推薦

        技術專區

        關閉
        主站蜘蛛池模板: 余江县| 乐山市| 万源市| 库车县| 丹棱县| 焦作市| 岳普湖县| 奉节县| 共和县| 康平县| 平远县| 郧西县| 凤台县| 淄博市| 精河县| 田东县| 永城市| 桂东县| 勃利县| 乡宁县| 石泉县| 上高县| 南陵县| 赫章县| 登封市| 呼和浩特市| 张家港市| 扎赉特旗| 绥德县| 陈巴尔虎旗| 虹口区| 榆中县| 页游| 安达市| 邻水| 油尖旺区| 海盐县| 宾川县| 平谷区| 赤城县| 迁安市|