مقياس Q

جهاز قياس Q هو جهاز يُستخدم في اختبار دوائر الترددات الراديوية . وقد استُبدل إلى حد كبير في المختبرات المتخصصة بأنواع أخرى من أجهزة قياس المعاوقة ، على الرغم من أنه لا يزال يُستخدم بين هواة الراديو. طُوّر هذا الجهاز في شركة بونتون راديو في بونتون، نيو جيرسي عام 1934 على يد ويليام د. لوغلين . ^{[ 1 ]}

يقيس مقياس Q عامل الجودة للدائرة، Q ، والذي يعبر عن مقدار الطاقة المبددة لكل دورة في دائرة تفاعلية غير مثالية:

${\displaystyle Q=2\pi \times {\frac {\mbox{الطاقة المخزنة القصوى}}{\mbox{الطاقة المبددة لكل دورة}}}.\,}$

ينطبق هذا التعبير على مرشح الترددات الراديوية والميكروويف ، ومرشح تمرير النطاق LC ، أو أي رنان. كما يمكن تطبيقه على المحث أو المكثف عند تردد محدد. بالنسبة للمحاثات

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

أين${\displaystyle X_{L}}$هي مفاعلة المحث،${\displaystyle L}$هي الحثية،${\displaystyle \omega }$التردد الزاوي و${\displaystyle R}$هي مقاومة المحث. المقاومة${\displaystyle R}$يمثل هذا الفقد في المحث، والذي يعود أساسًا إلى مقاومة السلك. ويعمل مقياس Q على مبدأ الرنين التسلسلي.

بالنسبة لدوائر ومرشحات تمرير النطاق LC:

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

أين${\displaystyle F}$هو التردد الرنيني (التردد المركزي) و${\displaystyle BW}$يمثل عرض نطاق المرشح. في مرشح تمرير النطاق الذي يستخدم دائرة رنين LC ، عندما تزداد خسارة (مقاومة) المحث، ينخفض ​​عامل الجودة (Q) ، وبالتالي يزداد عرض نطاق المرشح. أما في مرشح التجويف المحوري، فلا توجد محثات أو مكثفات، ولكن للتجويف نموذج LC مكافئ مع خسائر (مقاومة)، ويمكن تطبيق عامل الجودة (Q ) عليه أيضًا.

يتكون مقياس Q البسيط داخليًا من مولد ترددات لاسلكية قابل للضبط ذي مقاومة خرج منخفضة جدًا (مقاومة تمرير)، وكاشف ذي مقاومة دخل عالية جدًا. عادةً ما يُتاح إمكانية إضافة سعة عالية الجودة مُعايرة عبر المكون قيد الاختبار، مما يسمح بقياس المحاثات بشكل منفصل. يُوصل المولد فعليًا على التوالي مع الدائرة الرنانة المُشكّلة من المكونات قيد الاختبار، وبفضل مقاومته الخرجية الضئيلة، لا يؤثر بشكل ملحوظ على عامل الجودة . في المقابل، يقيس الكاشف الجهد المتولد عبر عنصر واحد (عادةً المكثف)، وبفضل مقاومته العالية الموصولة على التوازي، لا يؤثر عامل الجودة بشكل كبير أيضًا.

نسبة جهد التردد اللاسلكي المتولد إلى تيار التردد اللاسلكي المطبق، بالإضافة إلى معرفة المعاوقة التفاعلية من تردد الرنين، ومعاوقة المصدر، تسمح بقراءة عامل الجودة مباشرة عن طريق قياس الجهد المكتشف.

• مقياس LCR
• مقياس ESR