Q值及其测量方法

Q值的定义：Q值;是衡量电感器件的主要参数.是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比.电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高.电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关.也有人把电感的Q值特意降低的，目的是避免高频谐振/增益过大•降低Q值的办法可以是增加绕组的电阻或使用功耗比较大的磁芯.Q值过大，引起电感烧毁，电容击穿，电路振荡.Q很大时，将有VL=VC»V的现象出现.这种现象在电力系统中，往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失.所以在电力系统中应该避免出现谐振现象.而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值.品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为:BW=wo/Q，表明,Q大则通频带窄,Q小则通频带宽.Q=wL/R=1/wRC其中:Q是品质因素w是电路谐振时的角频率(2nf)L是电感R是串的电阻C是电容结合自己的实践，对上面进行一下补充由于在天线端都是采用的是RLC并联谐振电路，是在正弦电流激励下工作的所以在计算电感的品质因数Q值时，R值为整个谐振电路的等效阻值，在计算时候要注意Q=R/wL=wRC下面的是一个案例，很有指导意义！！！！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频率在250MHz以下，最方便有效是使用"Q表".Q表的原理:待测线圈与可变电容组成串联谐振回路，调可变电容令回路谐振，在谐振时,Q=Vc/Vs(Vs=^n到回路的电压,Vc=可变电容两端电压)若频率>250MHz,由于分佈参量的影响,Q表很难实现.此时，用VNA(向量网路分析仪)测出s11再求Q值是最有效的方法.还有一种"穷人"的办法---3dB带宽法.由于Q=f0/B(f0是回路的中心频率,B是-3dB带宽)选取适当的电容(C1)与待测线圈组成并联谐振回路用讯号产生器经"小电容"(C2<<C1)"弱"偶合到并联谐振回路，用高阻探头+检波器检测并联谐振回路两端的电压(或功率),(D)调整讯号产生器的频率，找出fO及B讯号产生器及检波器最好由"频谱仪+跟踪产生器"取代,这样最省时间.[注意：此法测得的Q值是有载Q]补充:要提高空心线圈的Q值，办法有：尽量加大线圈直径,并让线圈长度少于直径;用尽量粗的导线用鍍银线绕制用"间绕法"---圈与圈之间保留间隙(约等于导线直径)将次级侧短路，初级侧加电压至额定电流。这种方法叫做变压器短路试验。变压器的T型等值模型中，出，次级漏抗接在串连支路中，励磁阻抗接在并联支路中。在做短路试验时励磁电流很小，一般为额定