原理:R4兩端輸出超低阻抗的信號電壓源,串聯(lián)在LC諧振回路中。當(dāng)電路發(fā)生諧振時,L和C的感抗和容抗相消,回路只剩下只剩下R4與LC諧振器的損耗電阻r兩者串聯(lián)。并R4兩端的電壓就是r兩端的電壓。這樣,我們只在測量出R4兩端的電壓U1,就可以得到r兩端的電壓也是U1。再測量C3兩端的電壓U2,最后Q=U2/U1。
為什么R4要設(shè)計得那么小。其實(shí)大一些也可以,即使用1歐也可以,這時R3就要加大,以減小激勵電流,使R4兩端電壓不會太高。R4兩端電壓太高有個壞處,那就是高Q電路中,C3兩端電壓U2太高,會超過T2的動態(tài)范圍。另外,從L7兩端看進(jìn)去,R4與r是并聯(lián)的,那么R4使用1歐有個壞處,那就是高Q電路的r很小,電流主要流過r而不是R4,因此流經(jīng)待測電感L的電流是相對恒定的,那么諧振頻率附近C3兩端電壓是相對穩(wěn)定的,這時我們要反過來測量R4兩端電壓也知道是否準(zhǔn)確諧振,而R4兩端電壓又比較小,不易測量,所以建議R4取小一些。不過R4不能過小,不然激勵不夠,如果測量的是大環(huán)天線的Q值,那么大環(huán)感應(yīng)的電臺信號可能比激勵信號強(qiáng),干擾測量。
L4只有1圈,與L1的比例關(guān)系是1:14,所以L1接上100歐的R3負(fù)載,只相當(dāng)于L1兩端接上14*14*100=19.6千歐負(fù)載,不會影響振蕩器的正常工作。L4兩端的電壓是0.4伏,這里指的是峰峰電壓,相當(dāng)于交流峰值電壓0.4/2=0.2V,下文不特別指明,交流信號均指峰峰電壓或電流。R4等效折算到L6上,相當(dāng)于0.1*20*20=40歐,那么流經(jīng)R3的電流為0.4V/(100+40)=0.0028mA。經(jīng)電流互感器后,L7上的電流約為0.0028*20=56mA,那么R4兩端的電壓為56mA*0.1歐=5.6mV。當(dāng)然,實(shí)際測量線圈Q值時,以R4兩端電壓以實(shí)測為準(zhǔn)。L7與R4回路的電流非常大,會對電路產(chǎn)生不良影響,,所以該回路的引線要短一些,如果引線做得很長,導(dǎo)線電路的電感量還會影響互感器的電流變換效果的。
T2是阻抗變換器,相關(guān)電路應(yīng)路離振蕩器和互感器遠(yuǎn)一些,以免干擾。這部分電路除電源正負(fù)極連線外,全部架空連接,這樣分布參數(shù)最小。
在音響的功放電路中,會用到一些零點(diǎn)幾歐的電阻,找那些不是線圈形式的電阻就可以了。我用了兩個0.22歐的電阻并聯(lián),得到0.11歐的無感電阻。
那么流經(jīng)L6的電流約為
如果是高Q線圈,C4的負(fù)載阻抗的純部分不宜忽略,最好在計算時進(jìn)行修正。這個純阻等效到C3兩端大約是8M歐,此外瓷片電容的損耗可能也要估算。瓷片電容的損耗是多少我還沒有查出來。
小量的波形失真:由于負(fù)載比較重,所以輸出波形有點(diǎn)失真,但比較輕微,不會影響R4兩端電壓測量的準(zhǔn)確性。
無感電阻問題:調(diào)節(jié)C2改變信號頻率,如果R4兩端電壓發(fā)生變?nèi)A,說明R4不是無感電阻,應(yīng)更換。
互感器L6的初級電感量約為400uH。磁心選用節(jié)能燈內(nèi)部的磁環(huán),那是高導(dǎo)磁的高頻環(huán)。