Q值及其测量方法.docVIP

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=VCV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 = 3.14159 etc Rdriver = 3.5 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 = 3.5 + 22 + 6 = 31.5 Ohms, Q = 549 / 31.5 = 17 Max peak antenna current (with 22R series resistor), Iant max = 4Vdd / pi*Rant = 20 / pi*31.5 = 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. 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 C1)弱偶合到并联谐振回路, (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