什麼是Q值(品質因數)

表示共振尖銳程度的無因次量。為共振頻率除以頻寬 Q = f0/BW,也對應於儲存能量與每週期損失能量之比。串聯RLC電路為 Q = (1/R)√(L/C),並聯RLC電路為 Q = R√(C/L),損失越小越大。石英振盪子與MEMS共振器可達數萬以上。

日文名稱: Q値(クオリティファクタ)

「Q值(品質因數)」出現在4領域的8道練習題中(MEMS與感測器, 類比與電子電路, 電路分析(交流電路、線性電路與暫態現象)等)。

這個名詞所屬的領域: 電路分析(交流電路、線性電路與暫態現象)

練習Q值(品質因數)的題目

諧振電路的Q值(品質因數)大,其意義下列哪一項正確?

  1. A諧振頻率高
  2. B損失小,諧振的峰值尖銳(頻寬窄)
  3. C損失大,頻寬寬
查看答案與解析

正確答案:B. 損失小,諧振的峰值尖銳(頻寬窄)

Q值表示諧振的尖銳程度,Q = f0/Δf(諧振頻率÷頻寬)。Q越大,損失越小,峰值越尖銳,頻寬越窄。例如 f0 = 1 MHz、Q = 100 時,頻寬為10 kHz。在串聯RLC電路中 Q = (1/R)√(L/C),電阻(損失)越小就越大。頻率選擇性高的濾波器與相位雜訊小的振盪器都需要高Q。

解析中的「Q值(品質因數)」

出現「Q值(品質因數)」的題目(8題)

  1. 諧振電路的Q值(品質因數)大,其意義下列哪一項正確?
  2. R = 10 Ω、L = 1 mH、C = 10 nF的串聯RLC共振電路,其頻寬(電流降為共振時 1/√2 的兩個頻率之差)最接近下列哪一個?
  3. 在圖中的串聯RLC電路,R = 10 Ω、L = 10 mH、C = 1 µF,並將有效值1 V的正弦波電壓頻率調到共振頻率。電容器兩端電壓 VC 的有效值為下列哪一項?
  4. 在圖中的並聯RLC電路,R = 20 kΩ、L = 1 mH、C = 10 nF。在共振頻率附近,電路阻抗大小降為共振時 1/√2 的兩個頻率之差(頻寬)最接近下列哪一項?
  5. 石英振盪器之所以廣泛用作時鐘或微控制器的時脈源,其主要理由是哪一個?
  6. 將MEMS陀螺儀等的可動部封裝在真空中,其主要理由下列何者正確?
  7. MEMS的可動板朝著極為靠近的固定面移動時,因其間的氣體被擠出而產生的阻尼稱為什麼?
  8. 在非常小的MEMS加速度感測器或陀螺儀中,成為解析度極限之一、由質量塊與周圍氣體分子等的熱交互作用而隨機晃動所造成的雜訊為下列何者?

相關名詞

共振電路 MEMS(微機電系統) 陀螺儀 加速度感測器 阻抗 有效值 電抗 導納 微控制器(MCU) PLL(鎖相迴路)

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