1. 电路中的品质因数是什么意思
品质因子或Q因子是物理及工程中的无量纲参数,是表示振子阻尼性质的物理量,也可表示振子的共振频率相对于带宽的大小, 高Q因子表示振子能量损失的速率较慢,振动可持续较长的时间。系统的Q因子可能会随着应用场合及需求的不同而有大幅的差异。
例如一个单摆在空气中运动,其Q因子较高,而在油中运动的单摆Q因子较低。高Q因子的振子一般其阻尼也较小。Q因子较高的振子在共振时,在共振频率附近的振幅较大,但会产生的共振的频率范围比较小,此频率范围可以称为带宽。
(1)品质电路图扩展阅读
根据物理学,Q因子等于乘以系统储存的总能量,除以单一周期损失的能量,也可以表示为系统储存的总能量和单位弪度损失能量的的比值。
Q因子是无量纲的参数,是比较系统振幅衰减的时间常数和振荡周期后的结果。当Q因子数值较大时,Q因子可近似为系统从开始振荡起,一直到其能量剩下原来的(约1/535或0.2%),中间历经的振荡次数。
对电子共振系统而言,Q因子表示电阻的影响,若针对机电共振系统(例如石英晶体谐振器),也包括摩擦力的影响。
2. 品质因素,谐振角频率
关于谐振电路的品质因素(
Q
值)
在研究各种谐振电路时,常常涉及到电路的品质因素
Q
值的问题,那末什么是
Q
值呢?下面我们作详
细的论述。
图
1
是一串联谐振电路,它由电容
C
、电感
L
和由电容的漏电阻与电感的线电阻
R
所组成。此电路的
复数阻抗
Z
为三个
元件的复数
阻抗之和。
Z=R+j
ω
L+(-j/
ω
C)=R+j(
ω
L-1/
ω
C) ⑴
上式电阻
R
是复数的实部,
感抗与容抗之差是复数的虚部,
虚部我们称之为电抗用
X
表示
,
ω
是外加信号的角频率。
当
X=0
时,
电路处于谐振状态
,
此时感抗和容抗相互抵消了,
即式⑴中的虚部为零,于是电路中的阻抗
最小。因此电流最大,电路此时是一个纯电阻性负载电路,电路中的电压与电流同相。电路在谐振时容抗
等于感抗,
所以电容和电感上两端的电压有效值必然相等,
电容上的电压有效值
UC=I*1/
ω
C=U/
ω
CR=QU
品
质因素
Q=1/
ω
CR
,这里
I
是电路的总电流。
电感上的电压有效值
UL=
ω
LI=
ω
L*U/R=QU
品质因素
Q=
ω
L/R
因为:
UC=UL
所以
Q=1/
ω
CR=
ω
L/R
电容上的电压与外加信号电压
U
之比
UC/U=
(
I*1/
ω
C
)
/RI=1/
ω
CR=Q
电感上的电压与外加信号电压
U
之比
UL/U=
ω
LI/RI=
ω
L/R=Q
从上面分析可见,电路的品质因素越高,电感或电容上的电压比外加电压越高。
电路的选择性:图
1
电路的总电流
I=U/Z=U/[R2+(
ω
L-1/
ω
C)2]1/2=U/[R2+(
ω
L
ω
0/
ω
0-
ω
0/
ω
C
ω
0)2]1/2
ω
0
是电路谐振时的角频率。当
电路谐振时有:
ω
0L=1/
ω
0C
所以
I=U/{R2+[
ω
0L(
ω
/
ω
0-
ω
0/
ω
)]2}1/2= U/{R2+[R2(
ω
0L/R)2](
ω
/
ω
0-
ω
0/
ω
)2}1/2=
U/R[1+Q2(
ω
/
ω
0-
ω
0/
ω
)2]1/2
因为电路谐振时电路的总电流
I0 =U/R
,
所以
I=I0/[1+Q2(
ω
/
ω
0-
ω
0/
ω
)2]1/2
有:
I/I0=1/[1+Q2(
ω
/
ω
0-
ω
0/
ω
)2]1/2
作此式的函数曲线。
设
(
ω
/
ω
0-
ω
0/
ω
)2=Y
曲线如图
2
所示。这里有三条曲线,对应三个不
同的
Q
值,其中有
Q1>Q2>Q3
。从图中可看出当外加
信号频率
ω
偏离电路的谐振频率
ω
0
时,
I/I0
均小于
1
。
Q
值越高在一定的频偏下电流下降得越快,其谐
振曲线越尖锐。也就是说电路的选择性是由电路的品质因素
Q
所决定的,
Q
值越高选择性越好
3. 提高RLC串联电路的品质因数,电路参数应如何改变
电源的频率f与电路的电感L,电容C要满足如图条件。这些才能达到串联谐振品质因素的公式也在图片中列出,可以看到,在满足上述条件下:提高L的值,降低R,C的值,可以提高RLC串联电路的品质因数。
RLC电路的组成结构一般有两种:串联型,并联型。作用有电子谐波振荡器、带通或带阻滤波器。
RLC串联电路的向量图:
Φ=arctan(X/R)=arctan[(XL-XC)/R]
当XL>XC时,X>0,R>0,电路呈感性;
当XL<XC时,X<0,R>0,电路呈容性;
当XL=XC时,X=0,R>0,电路呈电阻性。
(3)品质电路图扩展阅读:
一个电路应该作为集总参数电路,还是作为分布参数电路,或者说,要不要考虑参数的分布性,取决于其本身的线性尺寸与表征其内部电磁过程的电压、电流的波长之间的关系。
若用l表示电路本身的最大线性尺寸,用λ表示电压或电流的波长,若满足l<0.1*λ,电路便可视为集总参数电路,否则便需作为分布参数电路处理。
研究分布参数电路时,常以具有两条平行导线、而且参数沿线均匀分布的传输线为对象。这种传输线称为均匀传输线(或均匀长线)。作这样的选择是因为实际应用的传输线可以等效转换成具有两条平行导线形式的传输线,而且这种均匀的传输线容易分析。
4. 求提供一个高质量的NE5534前级电路图!
95年前后很流行的单运放;