电路的品质因数?射频系统的? 光学谐振腔的品质因数有什么异同吗
? ? ? ? 品质因数,电子信息类学科中都叫做Q值,有的Q值是从器件自身的特性定义的,有的则是从由器件组成的系统定义,他们有一些共性,下面这篇文档记录了一些学习心得,大家多多指教,欢迎交流~:)
目录
一 、阻容感器件的Q值? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
二、光学系统的Q值?
一 、阻容感器件的Q值
射频领域使用的电子元器件——高频阻容感的阻抗都是频率的函数,
? ? ? ? 实际电阻在进入GHz领域会先呈现出容性,阻抗下降,随着频率进一步升高,电阻会呈现出感性,阻抗变大,这一个过程中会出现一个谐振点,有的电阻会出现多个谐振点,高频电容和高频电感(如射频扼流圈)也同样如此,电容的阻抗一般随着频率升高会降低,在谐振点以后,会变现出感性特征,阻抗反而变大了;电感的阻抗一般会随着频率升高而增大,在谐振点之后,会出现容性特性,阻抗反而降低了,
? ? ?反应阻抗频率响应曲线谐振点处曲线的"尖锐程度" 的物理量是Q值——即品质因数,电容、电感工作过程中有无功功率,品质因数反应的是器件/系统中振荡的无功功率和有功功率的比值,品质因数越高,表示在谐振频率处,系统/器件储存电/磁能量的能力强!
? ? ? ?电容器在高频电路中工作时候,谐振点处像是“没有损耗” -损耗极小,然而介质也有一定传导电流损耗,,通常用损耗角正切(有功功率/无功功率)表征电容器的这一个参数(其实是品质因数的倒数),损耗角正切越大,表示有功功率比较大,这个电容的等效串联电阻(ESR)越大;? ? ? ?电感器件在电路中用品质因数表示电感(ESR)对器件整体的影响,谐振时候总阻抗极大,由于ESR存在,其阻抗不会无限大;
这里损耗角正切和品质因数互为倒数~
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二、光学系统的Q值?
? ? ? ?光学系统中,典型的振荡系统是FP谐振腔——可以用来储存光子能量或者作为滤波器选频,和射频的滤波电路类似,Q值被定义谐振频率下,周期内平均储能和平均耗能之比(系统中),或者是谐振频率比器件的滤波的带宽(器件角度定义);
? ? ?FP谐振腔原理是多光束干涉的,允许一定波长的光通过,他的Q值定义是谐振频率和光谱半高全宽之比,用于激光器之中,Q值的定义在谐振频率处,一般用储能和周期内的损耗来对比——即腔内存储的光子数和单位时间内损耗的光子数之比,如下图所示:
总结:
Q:
反应振动系统的存储振动能量的能力;
反应谐振曲线在谐振点的尖锐程度;
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