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（2πf） 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！！！！

For optimum performance the antenna Q should not exceed 20 and to achieve reliable tuning at 125kHz the antenna inductance should be around 700uH. Higher Q and inductance values will still function but with a reduced range and performance.

The formula for calculating Q = 2*pi*fL / Rant = 549 / Rant

where f = Resonant frequency, 125 kHz, L = Antenna inductance, 700uH Rant = Overall antenna resistance = Rdriver + Ra + (Rcu + Rrf) pi = etc

Rdriver = R (from IC spec) and Ra = 22 R (series resistor in antenna loop)

Rcu = Resistance of Copper (coil and cable) and

Rrf = RF resistive component (eddy current losses etc)

By measurement at 125kHz, (Rcu + Rrf) = approx 6R

Therefore Rant = + 22 + 6 = Ohms, Q = 549 / = 17

Max peak antenna current (with 22R series resistor), Iant max = 4Vdd / pi*Rant = 20 / pi* = 200ma

Max peak antenna voltage, Uant max = Iant max . (2*pi*fL) = 110v

1. 频率在250MHz以下, 最方便有效是使用\"Q表\".

Q表的原理:

(A)待测线圈与可变电容组成串联谐振回路,

(B)调可变电容令回路谐振,

(C)在谐振时, Q=Vc/Vs (Vs=加到回路的电压, Vc=可变电容两端电压)

2. 若频率>250MHz, 由于分布参量的影响, 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.

3. 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)

(A)选取适当的电容(C1)与待测线圈组成并联谐振回路,

(B)用讯号产生器经\"小电容\"(C2 <(C)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f0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:

1. 尽量加大线圈直径, 并让线圈长度少于直径;

2. 用尽量粗的导线

3. 用镀银线绕制

4. 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，一般为额定电流的3％，故可将励磁阻抗支路忽略。变压器模型简化称出，次级漏抗串连模型。由于次级短路，故初级侧外施电压除以电流即为该变压器的漏抗。在额定电流下的电压除以额定电压称为该变压器的短路电压百分数。 精心搜集整理，只为你的需要