在學習通信電子線路的過程中,起初只是把品質因數(品質因子Q)理解成一個人爲規定好的無量綱參數,並未再多關注。
實際上,品質因子是物理、工程上衡量振子阻尼性質的物理量和振子的共振頻率相對於帶寬的大小的重要用語。
物理含義
品質因子是表示振子阻尼性質的物理量, 高Q因子表示振子能量損失的速率較慢,振動可持續較長的時間。
例如一個單擺在空氣中運動,其Q因子較高,而在油中運動的單擺Q因子較低。
高Q因子的振子一般其阻尼也較小。
電子系統
RLC串聯諧振電路中:
爲了表徵諧振時電感L和電容C兩端電壓值的大小,
引入電感線圈的品質因數:
(線圈的Q值常在幾十到一、二百左右)
(迴路的品質因數:諧振時,迴路感抗模(或容抗模)與電阻R的比值)
定義諧振曲線之後(迴路中電流幅值與外加電壓頻率之間的關係曲線),可以用品質因數來更方便的描述廣義失諧。
當,失諧量爲0,達到諧振狀態,諧振時的品質因數。
對於同樣的頻率ω和ω0,迴路的Q值愈大, N(ω)下降的越多。
RLC並聯諧振電路中:
並聯RLC電路的Q因子恰爲對應串聯電路Q因子的倒數。
對串聯和並聯諧振迴路而言,諧振曲線也是相似的。
描述電壓增益
將單調諧迴路諧振放大器最終等效成以下這樣一個RLC並聯電路後,我們最關心的就是它的電壓增益。
如之前分析的一樣,用品質因數來替換分子中的阻抗值,即替換成廣義失諧。
當達到諧振狀態時,失諧量爲0,通頻帶的相對值爲0,分母中的虛數部分爲0。
在描述濾波特性的曲線當中,也有用到品質因數這樣的概念
不同的Q值。按“最佳逼近特性”標準可分爲巴特沃斯濾波器、貝塞爾濾波器、切比雪夫濾波器,它們的Q值分別爲0.707、0.56、0.96。