Q值及其測量方法

Q值的定義：Q值;是衡量電感器件的主要參數(shù).是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時,所呈現(xiàn)的感抗與其等效損耗電阻之比.電感器的Q值越高,其損耗越小,效率越高.電感器品質(zhì)因數(shù)的高低與線圈導線的直流電阻、線圈骨架的介質(zhì)損耗及鐵心、屏蔽罩等引起的損耗等有關(guān).也有人把電感的Q值特意降低的，目的是避免高頻諧振/增益過大?降低Q值的辦法可以是增加繞組的電阻或使用功耗比較大的磁芯.Q值過大，引起電感燒毀，電容擊穿，電路振蕩.Q很大時，將有VL=VC?V的現(xiàn)象出現(xiàn).這種現(xiàn)象在電力系統(tǒng)中，往往導致電感器的絕緣和電容器中的電介質(zhì)被擊穿,造成損失.所以在電力系統(tǒng)中應該避免出現(xiàn)諧振現(xiàn)象.而在一些無線電設備中,卻常利用諧振的特性,提高微弱信號的幅值.品質(zhì)因數(shù)又可寫成Q=2pi*電路中存儲的能量/電路一個周期內(nèi)消耗的能量通頻帶BW與諧振頻率w0和品質(zhì)因數(shù)Q的關(guān)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其中:Q是品質(zhì)因素w是電路諧振時的角頻率(2nf)L是電感R是串的電阻C是電容結(jié)合自己的實踐，對上面進行一下補充由于在天線端都是采用的是RLC并聯(lián)諧振電路，是在正弦電流激勵下工作的所以在計算電感的品質(zhì)因數(shù)Q值時，R值為整個諧振電路的等效阻值，在計算時候要注意Q=R/wL=wRC下面的是一個案例，很有指導意義?。。?！ForoptimumperformancetheantennaQshouldnotexceed20andtoachievereliabletuningat125kHztheantennainductanceshouldbearound700uH.HigherQandinductancevalueswillstillfunctionbutwithareducedrangeandperformance.TheformulaforcalculatingQ=2*pi*fL/Rant=549/Rantwheref=Resonantfrequency,125kHz,L=Antennainductance,700uHRant=Overallantennaresistance=Rdriver+Ra+(Rcu+Rrf)pi=3.14159etcRdriver=3.5R(fromICspec)andRa=22R(seriesresistorinantennaloop)Rcu=ResistanceofCopper(coilandcable)andRrf=RFresistivecomponent(eddycurrentlossesetc)Bymeasurementat125kHz,(Rcu+Rrf)=approx6RThereforeRant=3.5+22+6=31.5Ohms,Q=549/31.5=17Maxpeakantennacurrent(with22Rseriesresistor),Iantmax=4Vdd/pi*Rant=20/pi*31.5=200maMaxpeakantennavoltage,Uantmax=Iantmax.(2*pi*fL)=110v頻率在250MHz以下，最方便有效是使用"Q表".Q表的原理:待測線圈與可變電容組成串聯(lián)諧振回路，調(diào)可變電容令回路諧振，在諧振時,Q=Vc/Vs(Vs=^n到回路的電壓,Vc=可變電容兩端電壓)若頻率>250MHz,由于分佈參量的影響,Q表很難實現(xiàn).此時，用VNA(向量網(wǎng)路分析儀)測出s11再求Q值是最有效的方法.還有一種"窮人"的辦法---3dB帶寬法.由于Q=f0/B(f0是回路的中心頻率,B是-3dB帶寬)選取適當?shù)碾娙?C1)與待測線圈組成并聯(lián)諧振回路用訊號產(chǎn)生器經(jīng)"小電容"(C2<<C1)"弱"偶合到并聯(lián)諧振回路，用高阻探頭+檢波器檢測并聯(lián)諧振回路兩端的電壓(或功率),(D)調(diào)整訊號產(chǎn)生器的頻率，找出fO及B訊號產(chǎn)生器及檢波器最好由"頻譜儀+跟蹤產(chǎn)生器"取代,這樣最省時間.[注意：此法測得的Q值是有載Q]補充:要提高空心線圈的Q值，辦法有：盡量加大線圈直徑,并讓線圈長度少于直徑;用盡量粗的導線用鍍銀線繞制用"間繞法"---圈與圈之間保留間隙(約等于導線直徑)將次級側(cè)短路，初級側(cè)加電壓至額定電流。這種方法叫做變壓器短路試驗。變壓器的T型等值模型中，出，次級漏抗接在串連支路中，勵磁阻抗接在并聯(lián)支路中。在做短路試驗時勵磁電流很小，一般為額定