Q-метр

Q-метр Tesla BM 560

Q - метр — это прибор, используемый при тестировании радиочастотных цепей. В профессиональных лабораториях его в значительной степени заменили другие типы устройств для измерения импеданса , хотя он все еще используется радиолюбителями. Он был разработан в Boonton Radio Corporation в Бунтоне, штат Нью-Джерси, в 1934 году Уильямом Д. Лафлином .

Описание

Измеритель добротности измеряет добротность цепи Q , которая выражает, сколько энергии рассеивается за цикл в неидеальной реактивной цепи:

$Q=2\pi \times {\frac {\mbox{Peak Energy Stored}}{\mbox{Energy dissipated per cycle}}}.\,$

Это выражение применимо к ВЧ- и СВЧ-фильтру , полосовому LC-фильтру или любому резонатору. Его также можно применить к катушке индуктивности или конденсатору на выбранной частоте. Для индукторов

$Q={\frac {X_{L}}{R}}={\frac {\omega L}{R}}$

Где $X_{L}$ - реактивное сопротивление катушки индуктивности, $L$ это индуктивность, $\omega$ угловая частота и $R$ сопротивление индуктора. Сопротивление $R$ представляет собой потери в индукторе, в основном из-за сопротивления провода. Q - метр работает по принципу последовательного резонанса.

Для полосовых LC-схем и фильтров:

$Q={\frac {F}{BW}}$

Где $F$ - резонансная частота (центральная частота) и $BW$ это полоса пропускания фильтра. В полосовом фильтре, использующем LC-резонансный контур , когда потери (сопротивление) дросселя увеличиваются, его добротность уменьшается, и поэтому полоса пропускания фильтра увеличивается. В коаксиальном резонаторном фильтре нет катушек индуктивности и конденсаторов, но резонатор имеет эквивалентную LC-модель с потерями (сопротивлением), и . также можно применить добротность

Операция

Q-метр E9-4

Внутри минимальная добротность состоит из перестраиваемого ВЧ-генератора с очень низким (проходным) выходным сопротивлением и детектора с очень высоким входным сопротивлением. Обычно предусматривается добавление калиброванной емкости с высокой добротностью к тестируемому компоненту, чтобы можно было измерять катушки индуктивности изолированно. Генератор фактически включается последовательно с настроенной цепью, образованной испытуемыми компонентами, и, имея незначительное выходное сопротивление, существенно не влияет на добротность , в то время как детектор измеряет напряжение, возникающее на одном элементе (обычно конденсаторе) и имеющее высокое значение. Импеданс шунта также не оказывает существенного влияния на добротность .

Отношение развиваемого ВЧ-напряжения к приложенному ВЧ-току в сочетании с знанием реактивного импеданса на основе резонансной частоты и импеданса источника позволяет . напрямую считывать добротность путем масштабирования обнаруженного напряжения

См. также

• LCR-метр
• СОЭ-метр

Дальнейшее чтение

• «Экспериментальный Q-метр» — статья Ллойда Батлера (первоначально опубликованная в журнале «Любительское радио» , ноябрь 1988 г.; переработанная в апреле 2004 г.)
• Жак Оде, VE2AZX (январь – февраль 2012 г.). «Измерения добротности на LC-цепях». КЭКС . ARRL : 7–11. {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )