Q-factor(Quality Factor, 양호도)란?

Q-factor

• 회로 또는 시스템의 품질에 대한 척도를 나타내는 용어
• 인덕터, 커패시터 또는 튜닝 된 회로의 성능을 표시하는데 사용
• RF 회로, 소자와 함께 사용이 되어 발진기나 다른 형태의 공진 회로에서 성능을 나타냄
• 기계식 전자, 기계 구조의 소자 또는 공진회로의 에너지 손실을 나타내는 무차원 매개 변수
• 중심 주파수와 관련하여 공진기 대역폭에 직접 연결
• 높을 수록 에너지 손실률이 낮아져 진동이 더 느리게 감소, 댐핑 수준이 낮고 더 오래 울림

Q-factor의 효과

• 대역폭 : Q-factor가 증가하면 조정 된 회로 필터의 대역폭이 감소, 손실이 감소함에 따라서 에너지가 회로에 더 잘 저장이 되어 튜닝 된 회로가 더 날카로워 집니다.
• 넓은 대역폭 : Q-factor는 넓은 대역폭 요구 사항을 충족하고 원하지 않는 신호를 적절하게 거부하기 위해 필요한 전체 성능을 제공하기 위해 결정되어야 합니다.
• 오실레이터 위상 노이즈 : 모든 오실레이터는 위상 노이즈를 생성합니다. 신호 위상의 무작위 이동으로 구성이 되는데 메인 캐리어에서 퍼지는 소음으로 나타납니다. 발진기 설계를 통해 소음을 줄이기 위해 맞출 수 있습니다. 이때, 가장 중요한 것은 튜닝 회로의 품질계수인 Q-factor를 증가시키는 것입니다.
• 일반 스퓨리어스 신호 : 튜닝 된 회로 및 필터는 종종 스퓨리어스 신호를 제거하는 데 사용됩니다. 필터가 더 선명하고 Q-factor가 높을수록 회로가 스퓨리어스 신호를 더 잘 제거할 수 있습니다.
• 링잉 : 공진 회로의 Q-factor가 증가함에 따라 손실이 감소합니다. 튜닝 된 회로에서 손실되는 에너지가 적기 때문에 발진을 설정하고 유지하는 것이 더 쉬워 발진기 회로 내에 사용하기 이상적입니다.

Q-factor 공식

• 수학적인 공식

• RF 회로 에서의 공식

 

Q 값 및 대역 필터링 관계

• Q < 1 : 광대역 필터 회로 (신호가 차지하는 대역폭 자체가 반송파 주파수에 비해 비슷하거나 그리 작지 않는 경우)
• Q > 1 : 협대역 필터 회로 (신호가 차지하는 대역폭이 반송파 주파수에 비해 훨씬 작은 경우)
• Q ≥ 5 : 높은 Q 회로

 

Q-factor가 클수록	Q-factor가 작을수록
공진시 공진 진폭(에너지 축적률)이 커짐 주파수 선택도가 좋아짐 대역폭은 좁아지며 공진이 날카로움	대역폭이 넓어짐 선택도가 나빠짐