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整合RLC谐振电路中Q值和谐振频率响应特性分析

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yanpm
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  • 2013-2-16 13:04:30

今天看一份资料发现很多 基本概念理解很模糊,所以翻阅了很多资料,觉得犹如醍醐灌顶,不敢独自享用,分享出来加深大家对谐振概念和Q值本质的理解。

关于Q值之定义,百度一下有很多,但是那个更适合您所从事的行业,那个更适合您呢?
就我所知,Q值的定义有以下几种:
1) 从电路能量角度给出品质因数的定义
Q=2*pi*( 电路一个周期内储存的最大能量)/电路一个周期内消耗的能量
上述定义描述了电路的储能效率。显然, 电路的储能效率越高, Q 值越大。
2) 从电路的频率选择性给出品质因数的定义
Q = W0/ BW
其中, w0 为滤波电路的中心频率, BW 为3dB 带宽。上述定义描述电路的频率选择性。显然, 品质因数
Q 值越大, 电路的频率选择性越好, 这是因为对给定的W0 , Q 值越大, 带宽BW 越窄。
式( 2) 主要适合于滤波电路。
3) 对RLC 串联电路给出品质因数的定义
Q =R0/R
R0=W0*L=1/W0*C

4) 对RLC 并联电路给出品质因数的定义
Q = R/R0
R0=W0*L=1/W0*C

3)、4)其中 R、L 、C 分别为RLC 串联电路的电阻、电感和电容;
R0为谐振阻抗,w0= 1/ sqrt(LC) 为电路的谐振频率。

5)还有不同应用领域的定义
如果您看过磁芯材料参数定义的话,您肯定不会陌生,Q值还跟损耗正切角存在某种联系,这样的话就是磁路的能量角度给出定义了。
水平有限,并且此处不再赘述。
论坛去编辑不是太方便,所以请参阅附件PDF文档
RLC Resonance & Q.pdf
Q&ESR_12-04.pdf



关于Q值影响电路的实例收集
1) 主题: 谐振电路中谐振电容材质对电路的影响https://bbs.21dianyuan.com/146264.html
2) 主题: 对于谐振回路品质因数的本质大家讨论讨论吧https://bbs.21dianyuan.com/147051.html#buttom 有greendot大师关于Q值的计算
3) 主题: 『基础电路面面观』求解并联RLC电路特征方程的根https://bbs.21dianyuan.com/146917.html
4) 主题: 【应用手册】RLC Filter Design for ADC Interface Applications https://bbs.21dianyuan.com/120457.html
5) 主题: 生动地了解RLC电路 https://bbs.21dianyuan.com/38537.html
6) 主题: 传递函数与Q的关系https://bbs.21dianyuan.com/150230.html
7) nansir 主题: 阻尼、品质因数,定义,关系,影响http://www.21dianyuan.com/bbs/23240.html#buttom
yanpm
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  • 2013-2-16 14:28:10
 
自己的帖子当然自己先坐沙发了,呵呵
yuguang
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版主
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  • 2013-5-5 11:18:48
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好贴,才看见,有时间一定仔细学习!
Bodoni
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  • 2013-2-16 17:28:15
 
很不错..如果在举些例子的话 就很完美了..
yanpm
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  • 2013-2-16 17:43:01
 
yanpm
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  • 2013-2-16 18:06:38
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整理了下房间,搬至1楼

acezrs
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本网技师
  • 2013-2-17 11:05:03
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不错的,感谢分享!
yanpm
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  • 2013-2-17 18:30:43
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谢谢捧场呵呵
yanpm
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  • 2013-3-27 19:29:42
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主题: 传递函数与Q的关系
https://bbs.21dianyuan.com/150230.html
引自:荨麻草

举个实际电路的例子吧,以常见的LRC电路为例:




建立由V(s)到Vin(s)的传递函数:



cx123
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  • 2013-3-27 22:55:01
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qgj449
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本网技师
  • 2013-4-10 14:30:04
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好帖
yanpm
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  • 2013-4-22 20:08:47
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关于RLC电路的重要性,我举个Basso先生采访记录

What is the hardest/trickiest bug you have ever fixed?

I remember a converter that was failing in production at power off. Usually, converters fails in specific conditions like start-up sequence, short-circuit or input overvoltage. With this design, the power supply was quietly destroyed when the operator was unplugging it from the test fixture. I received several boards and indeed, I confirmed that unplugging the converter was killing the power supply. Funny enough, all was intact in the converter, only the controller was affected. At a certain moment, I destroyed the main power MOSFET and replaced it to continue the tests. I was surprised to see that the power destruction no longer happened further to that change. What could be the relationship between the controller destruction and the power MOSFET? It took me a while to observe that a strong negative bias was occurring on the high-voltage pin of the controller. How could a negative voltage appear on a highly positive rail? After several days of investigation, I found that the transformer primary inductance was resonating with the bulk capacitor at power off. Depending on the MOSFET RDS value, the quality factor was more or less important, affecting the ringing below ground. By replacing the 20-A power MOSFET by a 10-A type, I simply contributed to damp the whole circuit, reducing the negative swing at turn off. A simple high-voltage diode in series with the pin fixed the problem.

NationalSemi
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  • 2013-4-23 08:55:09
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好帖
elefan
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  • 2013-4-25 10:32:58
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