Mikä on resonanssipiirin laatutekijä? Wuhan UHV on erikoistunut tuotantoonsarjan resonanssilaitteet, jossa on laaja tuotevalikoima ja ammattimainen sähkötestaus. Kun etsitsarjan resonanssilaitteet, valitse Wuhan UHV
Resonanssipiireillä on monenlaisia sovelluksia elektroniikkatekniikassa Resonanssipiirin ominaisuudet liittyvät läheisesti sen laatutekijään (eli Q-arvoon) Piirin Q-arvon saamiseksi on lähdettävä sen määritelmästä, jotta Q-arvon merkitys ymmärrettäisiin syvemmin ja resonanssipiirien ominaisuudet ymmärrettäisiin kattavammin. Erilaisia resonanssipiirejä tutkittaessa otetaan usein huomioon piirin laatutekijä Q. Joten mikä on Q-arvo? Alla annamme yksityiskohtaisen keskustelun.
Laatutekijän alkuperäinen määritelmä määritellään energialla, joka edustaa piirin energioiden välistä muunnossuhdetta eli piirin energian varastoinnin tehokkuutta. Laatutekijän fyysinen merkitys voidaan selvästi ilmaista energian laatutekijän määritelmästä, jolla on universaali merkitys eri piireille.
Yksinkertaisten RLC-sarja- ja rinnakkaispiirien laatutekijän laskemiseen voidaan suoraan soveltaa laatutekijän määritelmäkaavaa RLC-sarja- ja rinnakkaispiireissä, mutta hieman monimutkaisemmille RLC-resonanssipiireille nämä kaavat eivät enää sovellu. Alkeellisin laatutekijän määritelmä, nimittäin energiamäärittely, täytyy olla minkä tahansa laskettavissa olevan resonanssipiirin laatutekijä, mutta se voi olla melko hankalaa.
Kuvassa 1 on sarjaresonanssipiiri, joka koostuu kondensaattorista C, induktorista L ja kondensaattorin vuotoresistanssista ja induktorin R linjaresistanssista. Tämän piirin kompleksiimpedanssi Z on kolmen komponentin kompleksiimpedanssien summa.
Kuva 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
Yllä olevan yhtälön resistanssi R on kompleksiluvun reaaliosa ja induktiivisen reaktanssin ja kapasitiivisen reaktanssin erotus on kompleksiluvun imaginaariosa. Kutsumme imaginaariosaa reaktanssiksi, jota edustaa X, ja ω on syötetyn signaalin kulmataajuus.
Kun X=0, piiri on resonanssitilassa, jossa induktiivinen ja kapasitiivinen reaktanssi kumoavat toisensa, eli yhtälön ⑴ kuvitteellinen osa on nolla, mikä johtaa piirin minimiimpedanssiin. Siksi virta on maksimissaan ja piiri on nyt puhtaasti resistiivinen kuormapiiri, jossa piirin jännite ja virta ovat samassa vaiheessa. Kun piiri resonoi, sen kapasitanssi on yhtä suuri kuin sen induktanssi, joten kondensaattorin ja induktorin tehollisen jännitteen on oltava sama,
Kondensaattorin jännitteen tehollinen arvo UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU Laatutekijä Q=1/ω CR, jossa I on piirin kokonaisvirta.
Induktorin jännitteen tehollinen arvo UL=ω LI=ω L * U/R=QU Laatutekijä Q=ω L/R
Koska UC=UL, Q=1/ω CR=ω L/R
Kondensaattorin jännitteen suhde käytettyyn signaalijännitteeseen U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q Induktorin jännitteen suhde käytettyyn signaalijännitteeseen U UL/U=ω LI/RI{{5}{}{6}/QR
Yllä olevasta analyysistä voidaan nähdä, että mitä korkeampi piirin laatutekijä on, sitä korkeampi on induktorin tai kondensaattorin jännite verrattuna käytettyyn jännitteeseen.
Johtopäätös
Laatutekijän energiamääritelmä ilmaisee selkeästi laatutekijän fyysisen merkityksen ja sillä on universaali merkitys eri piireille. On kuitenkin melko vaikeaa, jopa vaikeaa käyttää sitä monimutkaisempien resonanssipiirien laatutekijän ratkaisemiseen. Sarja- ja rinnakkaisten resonanssipiirien laatutekijän määritelmä määritellään suoraan piiriparametrien näkökulmasta. Tämä määritelmä on hyödyllinen laatutekijän laskennassa, mutta ymmärtämisen kannalta se ei ole yhtä selkeä kuin laatutekijän energiamääritelmä, joten sen fyysinen merkitys on helpompi nähdä. Ensimmäisen osan todistuksesta voimme nähdä, että sarja- ja rinnakkaisten resonanssipiirien laatutekijän määritelmä voidaan johtaa laatutekijän energiamääritelmään, ja nämä kaksi ovat keskenään ekvivalentteja. Tässä artikkelissa annettu yksinkertainen laskentakaava minkä tahansa resonanssipiirin laatutekijän johtamiseksi on tehokas erilaisten niputettujen parametrien resonanssipiirien laatutekijän laskentakaavan johtamiseksi, erityisesti monimutkaisemmille resonanssipiireille. Niin kauan kuin resonanssiolosuhteissa saavutetaan piirin vastaava resistanssi, induktanssi ja kapasitanssi, sarjaresonanssipiirin laatutekijälaskentaa voidaan soveltaa suoraan piirin laatutekijän saamiseksi. Tämä menetelmä on yksinkertainen ja helppo toteuttaa, erityisesti monimutkaisten piirien ratkaisemiseen, mikä osoittaa suurta ylivoimaa.