滤波器的品质因数Q是什么

问题描述

精选答案

品质因子或Q因子是物理及工程中的无量纲参数，是表示振子阻尼性质的物理量，也可表示振子的共振频率相对于带宽的大小， 高Q因子表示振子能量损失的速率较慢，振动可持续较长的时间，例如一个单摆在空气中运动，其Q因子较高，而在油中运动的单摆Q因子较低。

高Q因子的振子一般其阻尼也较小。

系统的Q因子可能会随着应用场合及需求的不同而有大幅的差异。

强调阻尼特性的系统（例如防止门突然关闭的阻尼器）其Q因子为⁄2，而时钟、激光或是其他需要强烈共振或是要求频率稳定性的系统其Q因子较高。

音叉的Q因子大约为1000，原子钟、加速器中的超导射频或是光学共振腔的Q因子可以到10甚至更高。扩展资料Q因子可决定一个简单阻尼谐振子的量化特性。

1、低Q因子的系统（Q ½）是欠阻尼系统。欠阻尼系统在特定频率的输入下，其输出会振荡，其振幅也会指数衰减。Q因子略高于½的系统可能会振荡一或二次。若Q因子提高，阻尼的效果也会降低。

高品质的钟在敲击后可以长时间发出单一音调的声音，没有阻尼的谐振系统其Q因子是无限大，类似一个敲击后可永远发出声音的钟。

若二阶低通滤波器有很高的Q因子，其步阶响应一开始会快速上升，在平衡点附近震荡，最后才收敛到稳态的值。

3、Q因子为½的系统是临界阻尼系统。临界阻尼系统和过阻尼系统一様不会震荡，也不会有过冲的情形。

临界阻尼系统和欠阻尼系统一様，会对阶跃有快速的响应，临界阻尼可以使系统在不过冲的条件下有最快的反应，实际的系统若要求更快的反应，一般会允许一定程度的过冲，若系统不允许过冲，可能会使反应时间放慢，以提供一定的安全系数。