Что такое Q Фактор?
Различные компоненты фактора качества Q
Есть три типа Q - нагруженный Q (QL), ненагруженный Q (Qu), и внешний Q (Qe), которые составляют фактор качества. QL измеряется по графику показателей фильтра. Стандартное определение QL – это показатель качества (FOM) для пропускной способности:
QL определяется тем, что происходит внутри фильтра, то есть Qu, и тем, как устройство соединено с внешним миром, то есть Qe:
В общем QL – это удобный способ рассказать о характеристиках фильтра, отраженных на графике. Но когда речь заходит о том, что заставляет фильтр работать именно так, как он работает, лучше всего обратиться к Qu резонаторов, из которых состоит фильтр.
Qu может варьироваться в зависимости от технологии фильтра. В металлическом волноводе при миллиметровых частотах Qu обычно составляет около 2000, тогда как в фильтре на чипе, таком как RFIC, будет варьироваться от 25 до 100. Кроме того, Qu может сильно отличаться внутри класса, например, микрополосковый фильтр, как один из тех, с которыми мы работаем. В микрополосковом устройстве Qu обычно варьируется от 200 до 300 и выше в зависимости от реализации.
Факторы, влияющие на Q
Наша работа в Knowles Precision Devices заключается в том, чтобы найти оптимальный подход для вашего устройства, но есть несколько общих факторов, за которыми мы внимательно следим при разработке фильтра с «наилучшим» фактором качества. Эти факторы – диэлектрические потери, потери металла и потери на излучение. Диэлектрические потери определяются коэффициентом диэлектрических потерь или тангенсом угла потерь материала подложки, а также толщиной этой подложки. Чем ниже тангенс угла потерь и толще керамическая подложка, тем выше фактор качества Q.
Потери металла определяются несколькими факторами, включая проводимость материала проводника, глубину скин-слоя на рабочей частоте и поверхностное покрытие материала подложки. Чем выше проводимость и ровнее поверхность подложки, тем выше фактор качества. Что касается глубины скин-слоя, необходимо определить правильную толщину металла для рабочей частоты. Для достижения максимальной эффективности рекомендуется использовать минимум пять скин-слоев.
Кроме того, в обычных керамических микрополосковых компонентах часто используются золотые проводники из-за их высокой проводимости и устойчивости к коррозии. Хотя медь имеет лучшую проводимость, чем золото, она подвержена окислению, поэтому при использовании меди для ее защиты необходимо нанести защитный барьер, увеличивающий потери.
Наконец, потери на излучение обычно оказывают наименьшее влияние на Q фактор. Потери на излучение могут происходить, когда фильтр располагается рядом с соседними компонентами, которые могут непреднамеренно отводить энергию от фильтра. Следовательно, важно правильное экранирование для того, чтобы другие компоненты системы не оказывали на фильтр негативное влияние. Наши фильтры могут проектироваться со встроенным экраном для защиты компонентов от взаимодействия с соседними компонентами.
QL и Qu – это удобные инструменты для понимания того, как фильтр делает то, что он делает, но когда до этого доходит дело, мы обнаруживаем, что клиентов больше волнует то, на что на самом деле способен фильтр, а не конкретный фактор качества. Поэтому в общем мы советуем при выборе опций фильтра не принимать решение только на основе фактора качества, а больше сфокусироваться на конкретных показателях качества (FOM) пропускной полосы, таких как пропускная способность, центральная частота, вносимые потери и неравномерность полосы пропускания.
Источник: blog.knowlescapacitors.com
