Q фактор в магнитоле kenwood что это

Обновлено: 26.01.2025

— наличие в магнитоле встроенного DSP — процессора цифровой обработки звука.

Такой процессор повышает общее качество звучания и обеспечивает дополнительные возможности по его регулировке. Одна из важнейших функций DSP — временная коррекция: она позволяет так настроить работу акустики, чтобы звук с динамиков, расположенных на разном расстоянии от пользователя, доходил до него одновременно. Подобное согласование заметно улучшает впечатление от звучания. Кроме того, в магнитолах с DSP обязательно имеется цифровой кроссовер (разделение по частотам) и эквалайзер с довольно большим количеством полос.

Во многих случаях цифровые автомагнитолы позволяют значительно улучшить качество звука, снабжены функциями, обеспечивающими чистоту звучания с помощью цифровых фильтров. Список процессорных магнитол представляет собой набор гаджетов с разнообразными функциями, которые можно подобрать в соответствии со своими вкусами и предпочтениями.

Процессорные магнитолы: в чем отличие от обычных

Практически каждый автомобилист, увлекающийся автозвуком слышал, что такое процессорная магнитола, и конечно же, хотел бы приобрести такой аппарат в свой салон автомобиля. Однако особенностью считается более высокая цена, среди магнитол эти версии считаются высшим классом. Понятие подразумевает наличие звукового процессора, с его помощью автоматически настраиваются звуковые каналы, благодаря чему становится реальной очень тонкая регулировка аудиозвучания. Устройства выпускаются в 1 и 2 din.

Автомагнитола

Отметим, что процессорная магнитола 2 din еще будет иметь обычный процессор, обычно устанавливается платформа Cortex.Однако речь идет о совершенно иных функциях, никак не связанных с автомагнитолами с профессиональным звуком.

Определить, какого типа у вас установлена магнитола, можно по техническим характеристикам или же по описанным функциям. При наличии звукового процессора для устройства будет характерно:

цифровая временная коррекция на 6 каналов;
цифровой транскодер и т. д.

Почему нужна цифровая временная коррекция? Для коррекции излучаемого звука с учетом формы салона, которая искажает аудиоволны. С помощью этой функции выравниваются параметры звука, в результате водитель слышит ту же мелодию, что и пассажир и наоборот. Это реализуется с помощью лага запаздывания, длительностью в милисекунды.

Регулировка задержек должна проводиться опытным мастером, который учитывает множество параметров салона, а также правильно расположит динамики относительно построенной схемы аудиосистемы.

Плюсы

Достоинства моделей автомобильных аудиоустроцств звукового процессора:

регулировка индивидуальной схемы;
отрегулировать сцену, используя множество возможностей;
при наличии эквалайзера сигнал можно порезать.

Автомагнитола Алпайн

Минусы

Недостатки:

высокая цена;
сложная настройка для новых пользователей;
сложность монтажа акустики, ее устанавливают в зависимости от параметра звука, что предполагает определенные проблемы монтажа отверстий в обшивке и с наличием электроснабжения;
отличие настроенной звуковой сцены от ненастроенной будет прослеживаться далеко не во всех стилях музыки. Особенно хорошо проявляется при проигрывании классических композиций;
необходимость во внешних усилителях.

В целом устройство подходит для тех автовладельцев, которые знают, что такое хороший звук, и чем он отличается от обычного звучания. Это же поможет определить предпочтения в выборе направления музыки и магнитолы.

Лучшие версии автомагнитол со звуковым процессором от Pioneer, Alpine, Кенвуд

Наиболее технически развитые модели автомагнитол выпускают три компании, которые занимают лидирующие позиции на рынке. Речь идет об Pioneer, Кенвуд и Алпайн. Предпочтения в этих марках выделяют профессиональные аудиолюбители, так как каждая из предложенных модификаций имеет отличные звуковые характеристики. Как выглядят по дизайну описываемые автомагнитолы смотрите на фото, это поможет определиться с выбором.

Автомагнитола Pioneer

Модели Пионер, Алпайн и Кенвуд с помощью звукового процессора настраивают искаженную звуковую сцену в условиях салона автомобиля. Интересные предложения есть и у компании JVC. При наличии такой модели аудио можно тонко управлять звуковой сценой, настраивая параметры выдачи звука.

С вопросами, как настроить тот же Алпайн, лучше обратиться к опытному мастеру и только со временем выполнять эти работы самостоятельно. Лучше это сделать в дилерском центре того же JVC, Алпайн и Kenwood. Настройка стоит довольно дорого, но доступно. В этом случае можно получить 100% результат. Можно ознакомиться в соответствующих разделах со списком доступным моделей.

процессорная магнитола Алпайн

5 процессорных магнитол с доступной ценой (список моделей), которые стоит купить, настроить и научиться использовать все возможности:

Kenwood KDC-BT53U, стоимость такой версии около 200 долларов для 1din версии;
Пионер MVH 580BT, в этом же форм-факторе стоимость будет немножко меньше, чем в предыдущей версии;
Пионер DEH 5900BT – еще одна высокотехнологичная аудиосистема, поддерживает видеоэкран и синхронизацию с устройствами Apple. Pioneer выпускает доступные устройства профессионального класса, превосходящие 2 din;
Alpine UTE92BT – полностью совместима с современным привычным набором функций, поддерживает экраны, не уступает по классу сенсорным медиа системам. Синхронизируется, не требуя ничего настроить, с мобильными устройствами с поддержкой параметров соединения, то есть дублирует функциональность 2 din автомагнитолы;
Alpine CDA-9887R – автомобильный музыкальный центр с профессиональным звуком.

Kenwood KDC-BT53U

К достоинствам относится цифровой процессор. Имеется поддержка и синхронизация с Iphone, Ipod, в том числе, по беспроводной связи BlueTooth. Устройство имеет встроенный усилитель с каналами по 50 Вт (4 канала), сабвуфер, регулятор частоты срезов усилителя и баланса. Кроме дисков еще -поддерживается поиск музыки и т. д. Несмотря на относительно устаревший форм-фактор, по своим совокупным функциям в формате 1din превосходит своих именитых собратьев.

Kenwood KDC-BT53U

Pioneer MVH 580BT

Процессорная магнитола Pioneer – одни из лучших и оптимальных по стоимости не столько в профессиональном исполнении. Является полностью профессиональной версией с прогрессивным звуковым процессором, пользуется большим спросом у водителей, хорошо разбирающихся в этой теме. Набор характеристик гарантирует максимально высокое качество звука, имеется фильтр низких частот и 12-ти полосный графический эквалайзер.

Pioneer MVH 580BT

Alpine UTE92BT

Кроме перечисленного набора особенностей, с которыми лучше ознакомиться в спецификации, аудио устройство поддерживает сохранение параметров настройки и обмен с другими пользователями. Процессорные магнитолы Alpine можно приобрести в среднем за 200 долларов. Они стоят дороже, но в отдельных случаях превосходят по элементной базе, чем процессорные магнитолы Пионер.

Alpine UTE92BT

Чтобы разобраться новичкам в параметрах медиацентров, стоит обратиться в сервисное бюро для профессиональной настройки, а также к ресурсам, подробно описывающим функциональность автомагнитол со звуковым процессором.

Процессорные магнитолы — это современные устройства, которые пользуются популярностью благодаря наличию различных настроек, за счет чего можно максимально откорректировать все недочеты в акустической системе.

Что это значит

Звуковой процессор — мощное устройство. Имеет отдельный кроссовер для каждого канала, чтобы производить фильтрацию звука. Кроме того, у звуковых процессоров есть широкий эквалайзер.

У такой аппаратуры существуют и другие опции, которые направлены на то, чтобы достичь максимально возможное качество сигнала.

Подключить подобный процессор можно к любой автомобильной магнитоле, причем и к моделям, у которых отсутствует разъем для усилителя. Значит, нет необходимости менять и протягивать провода, делать доработки штатного устройства, устанавливать другое. Например, можно поставить под кресло, выделив только 1 шнур, который присоединяется к штатному выходу устройства.

К преимуществам магнитол относится следующее:

есть возможность настроить качественную звукосцену, что просто недоступно при варианте без процессора;
существует множество вариантов звуковой сцены;
хороший эквалайзер, который будет разделять поступающий сигнал на разные полосы;
качественные параметры.

Но нужно помнить и о недостатках магнитол:

высокая цена;
достаточно сложные настройки;
требуется усилитель внешнего типа, а встроенный не даст необходимого результата;
сложная акустическая установка (причем детали ее нужно будет монтировать в зависимости от необходимости, а не имеющихся возможностей).

Чем отличается от обычной

Магнитолы процессорные стоят дорого. Они считаются высшим классом. В этом случае присутствует звуковой процессор, с помощью которого можно настроить канал сигнала. За счет этого можно отрегулировать даже тонкие настройки аудиосистемы. Оборудование выпускается в 1 din и 2 din.

Отличается от обычного устройства техническими характеристиками и описанными в инструкции к устройству функциям. Например, если присутствует звуковой процессор в автомагнитоле, то будет пометка о возможности цифровой временной корректировки на 6 каналах, либо цифровой транскодер, либо аналогичное. Это основное отличие.

Цифровая временная корректировка требуется из-за того, что в салоне волны будут искажаться. Но за счет такой функции параметры можно выровнять. Водитель и пассажир будут слышать мелодию одинаково.

Это можно реализовать за счет лага запаздывания, который продлится всего в несколько миллисекунд.

Выбирая магнитолу, нужно учитывать, что многие из них не представляют полноценного устройства, а только выполняют несколько функций. Чтобы понять это, требуется внимательно изучить технические данные в инструкции к модели.

Как узнать процессорная магнитола или нет

Техническая документация поможет выяснить, процессорная магнитола либо нет. У изделий самая высокая мощность — до 50 Вт. Понять, есть ли в устройстве процессор, помогут:

переключаемый 3-полосный цифровой кроссовер;
эквалайзер графический;
6-канальная временная корректировка.

Такие функции и дают возможность смещать звукополе, концентрировать сигнал всех колонок в выбранной точке. Слышимость ближнего динамика не будет выделяться по сравнению с остальными, которые расположены дальше.

Как настроить

Настройка процессорной магнитолы — сложная задача. Рекомендуется воспользоваться услугами специалиста, хотя можно сделать это и самостоятельно. Требуется рационально установить задержки и правильно расположить колонки.

Чтобы настроить процессорную магнитолу, необходимо выполнить следующие шаги:

Выставить задержки (поверхностно). Необходимо просто замерить рулеткой расстояние от колонок до выбранного места (например, возле руля).
Проверить акустические фазы. Необходимо в это время прослушивать мелодии и записывать данные. Нужно отключить средние частоты и слушать сначала только верхние, а потом нижние. На дальнем динамике рекомендуется измельчить фазу и снова все прослушивать.
Отрегулировать уровень для каждого динамика. Сначала нужно верхние, потом нижние частоты. Затем включить все каналы и выставить уровни. После прослушать только левую сторону, а потом правую.
Выбрать частоту раздела. Во время проигрывания нужно слушать уровень сигнала, записывать разницу, после чего корректировать. Стандартно низкие басы занижают, а высокие — делают выше.
Настроить задержки (более точно). Нужно отключить средние частоты и слушать верхние. Делать корректировки. То же выполнять для низких частот. Потом включить все каналы. Выставить высоту сцены.
Откорректировать все с помощью эквалайзера. Нужно сесть сначала слева и откорректировать все, потом включить вторую сторону.

Лучшие модели

Если есть ограничения в бюджете, то ниже представлен список процессорных магнитол, которыми можно воспользоваться:

KENWOOD KDC-BT53U. Среди бюджетных процессорных магнитол считается лучшей. Типоразмер — 1 din. Может воспроизводить мелодии с CD- и USB-носителей, причем разного формата. Это касается даже сжатых MP3, WMA и AAC. Поддерживает Bluetooth, так что можно подключить разное оборудование, в том числе и телефон. Пульт управления отсутствует, но кнопки удобные (они подсвечиваются), так что по ним можно без вспомогательных средств настроить все. Усилитель и эквалайзер являются интегрированными. Недорогая модель, цена составляет около 5800 руб., т.е. самая дешевая из перечня.
Pioneer FH-X380UB. Типоразмер — 2 DIN. Можно воспользоваться USB-носителями. Кроме того, есть CD-проигрыватель. Сама магнитола является черной, а дисплей — монохромный. Подсветка цветная. Особенно красиво смотрится в темноте. Встроен эквалайзер, есть множество вариантов настройки. Прилагается пульт дистанционного управления. Стоимость — 6500 руб.
Pioneer DEH-X5800BT. Она тоже черная. Экран монохромный. Можно прослушивать CD-диски, другие носители. Подходят форматы AAC, WMA, MP3. Поддерживается работа Bluetooth. Благодаря эквалайзеру можно сделать множество настроек, добившись максимального качества звучания. Примерная стоимость изделия — 8 000 руб.
Alpine CDE-180RR. Хороший вариант музыкального оборудования. Можно воспользоваться CD-дисками и USB-носителями. Если есть желание, то включить радиоприемник с цифровым тюнером. Устройство черное. Типоразмер 1 DIN. Не поддерживает Bluetooth. Отсутствует пульт дистанционного управления. Стоимость — около 6300 руб.
Sony CDX-G3100UE. Хорошая автомагнитола. Присутствует радиоприемник, можно прослушивать СД-диски. Дизайн не самый хороший, но есть множество функций и настроек. Мощность составляет 50 Вт. Воспроизводит форматы MP3, AAC, WMA. Спереди на панели есть разъем для флеш-карт. Пульт отсутствует. Не поддерживает работу Bluetooth. Примерная стоимость — около 6400 руб.
JVC KD-X150EE. Те, кто ею пользуются, довольны звучанием. Хотя отсутствует возможность подключать СД-диски, но можно прослушивать музыку с флеш-карт в сжатом виде в различных форматах. Подключаться через блютуз тоже есть возможность. Типораз — 1 DIN. Дисплей выполнен монохромно, но есть опция автоматической подсветки, причем ее можно регулировать по желанию. Встроен радиоприемник. Стоимость составляет около 15500 руб.
Pioneer AVH-P6300BT. Это многофункциональный полноценный мультимедийный проигрыватель. Подходит как для аудио-, так и видеоконтента. Монитор на 7 дюймов. Можно прослушать СД-диски (в том числе и посмотреть видео). Даже открываются файлы в формате JPG, то есть изображения. Можно вставлять флеш-карты, причем не только USB-носители, но и карты памяти от фотоаппаратов. Есть возможность настраивать эквалайзер. Поддерживает блютуз. Усилитель интегрирован. Цена — около 16000 руб.
Pioneer DEH-80PRS. Типоразмер — 1 DIN. Поддерживает флеш-карты, СД-диски, карты памяти. Экран монохромный. Блютуз присутствует. Можно управлять такой магнитолой с кнопок на руле. Цена — около 20000 руб.
Alpine >

Этот рейтинг создан по отзывам пользователей. Но не стоит искать самый дешевый вариант, рекомендуется приобретать магнитолу по собственным требованиям к качеству звука.

В физике и технике , то коэффициент качества или Q - фактор является безразмерным параметром , который описывает , как underdamped в генератор или резонатор находится. Он приблизительно определяется как отношение начальной энергии, запасенной в резонаторе, к энергии, потерянной за один радиан цикла колебаний. В качестве альтернативы коэффициент добротности определяется как отношение центральной частоты резонатора к его ширине полосы при воздействии осциллирующей движущей силы. Эти два определения дают схожие, но не идентичные результаты. Высшее Qуказывает на меньшую скорость потери энергии, и колебания затухают медленнее. Маятник, подвешенный на качественном подшипнике, колеблющийся на воздухе, имеет высокую добротность , а маятник, погруженный в масло, - низкую. Резонаторы с высокими показателями качества имеют низкое демпфирование , поэтому они дольше звонят или вибрируют.

СОДЕРЖАНИЕ

Объяснение

Фактор добротности - это параметр, который описывает резонансное поведение слабозатухающего гармонического осциллятора (резонатора). Синусоидально управляемые резонаторы , имеющие более высокие Q факторов резонируют с большими амплитудами (на резонансной частоте) , но имеют меньший диапазон частот вокруг этой частоты , для которых они резонировать; диапазон частот, на котором резонирует осциллятор, называется полосой пропускания. Таким образом, высоко- Q колебательный контур в радиоприемнике будет более трудно настроиться, но будет иметь больше селективность ; он будет лучше фильтровать сигналы от других станций, находящихся поблизости в спектре. Генераторы с высокой добротностью колеблются с меньшим диапазоном частот и более стабильны. (См. Фазовый шум генератора .)

Добротность генераторов существенно различается от системы к системе в зависимости от их конструкции. Системы, для которых важно демпфирование (например, заслонки, предохраняющие дверь от захлопывания), имеют Q около 1 ⁄ 2 . Часы, лазеры и другие резонирующие системы, которым нужен либо сильный резонанс, либо высокая стабильность частоты, имеют высокие показатели качества. Камертоны имеют добротность около 1000. Добротность атомных часов , сверхпроводящих ВЧ- резонаторов, используемых в ускорителях, и некоторых лазеров с высокой добротностью может достигать 10 11 и выше.

Физики и инженеры используют множество альтернативных величин для описания затухания осциллятора. Важные примеры включают: коэффициент затухания , относительную ширину полосы , ширину линии и полосу пропускания, измеренные в октавах .

Определение

Определение Q с момента его первого использования в 1914 году было обобщено для применения к катушкам и конденсаторам, резонансным цепям, резонансным устройствам, резонансным линиям передачи, объемным резонаторам и вышло за пределы области электроники, чтобы применяться к динамическим системам в целом: механическим и акустические резонаторы, материальные Q и квантовые системы, такие как спектральные линии и резонансы частиц.

Определение пропускной способности

В контексте резонаторов есть два общих определения Q , которые не совсем эквивалентны. Они становятся примерно эквивалентными, когда Q становится больше, что означает, что резонатор становится менее демпфированным. Одно из этих определений - отношение частоты к полосе пропускания резонатора:

где f _r - резонансная частота, Δ f - ширина резонанса или полная ширина на полувысоте (FWHM), то есть ширина полосы, в которой мощность вибрации превышает половину мощности на резонансной частоте, ω _r = 2 π f _r - угловая резонансная частота, а Δ ω - ширина полосы по половинной угловой мощности.

Согласно этому определению Q - величина, обратная дробной пропускной способности .

Определение накопленной энергии

Другое распространенное почти эквивалентное определение Q - это отношение энергии, запасенной в колеблющемся резонаторе, к энергии, рассеиваемой за цикл в результате процессов демпфирования:

Фактор 2 π позволяет выразить Q в более простых терминах, включая только коэффициенты дифференциального уравнения второго порядка, описывающего большинство резонансных систем, электрических или механических. В электрических системах запасенная энергия представляет собой сумму энергий, сохраненных в индукторах и конденсаторах без потерь ; потерянная энергия - это сумма энергий, рассеиваемых в резисторах за цикл. В механических системах запасенная энергия представляет собой сумму потенциальной и кинетической энергии в определенный момент времени; потерянная энергия - это работа, совершаемая внешней силой за цикл для поддержания амплитуды.

В более общем плане и в контексте спецификации реактивных компонентов (особенно катушек индуктивности) используется частотно-зависимое определение Q :

где ω - угловая частота, на которой измеряются запасенная энергия и потери мощности. Это определение согласуется с его использованием при описании цепей с одним реактивным элементом (конденсатором или катушкой индуктивности), где можно показать, что он равен отношению реактивной мощности к реальной мощности . ( См. Отдельные реактивные компоненты .)

Q - фактор и затухание

Q фактор определяет качественное поведение простых затухающих осцилляторов. (Для математических подробностей об этих системах и их поведении см. Гармонический осциллятор и линейная инвариантная во времени (LTI) система .)

Система с низким коэффициентом качества ( Q 1 ⁄ 2 ) считается чрезмерно демпфированной . Такая система вообще не колеблется, но при выходе из равновесия на выходе из установившегося состояния она возвращается к ней путем экспоненциального затухания , асимптотически приближаясь к значению в установившемся состоянии . Он имеет импульсную характеристику, которая представляет собой сумму двух убывающих экспоненциальных функций с разной скоростью затухания. По мере уменьшения добротности более медленный режим распада становится сильнее по сравнению с более быстрым режимом и доминирует над откликом системы, что приводит к более медленной системе. Фильтр нижних частот второго порядка с очень низким коэффициентом качества имеет переходную характеристику почти первого порядка; выход системы реагирует на входной шаг , медленно повышаясь к асимптоте .
Система с высоким коэффициентом качества ( Q > 1 ⁄ 2 ) считается недостаточно демпфированной . В системах с недостаточным демпфированием колебания определенной частоты сочетаются с уменьшением амплитуды сигнала. Underdamped система с низким коэффициентом качества (чуть выше Q = 1 / 2 ) может колебаться только один раз или несколько раз , прежде чем отмирает. По мере увеличения добротности относительная величина демпфирования уменьшается. Качественный колокол звонит единым чистым звуком очень долго после удара. Чисто колебательная система, такая как вечный звонок, имеет бесконечную добротность. В более общем смысле, выходной сигнал фильтра нижних частот второго порядка с очень высоким коэффициентом качества реагирует на ступенчатый вход, быстро поднимаясь выше, колеблясь вокруг и в конечном итоге приближаясь к установившемуся значению.
Система с промежуточной добротностью ( Q = 1 / 2 ) называется критическим затухание . Как и в системе с избыточным демпфированием, выходной сигнал не колеблется и не выходит за пределы своего установившегося выхода (т. Е. Приближается к установившейся асимптоте). Подобно слабозатухающему отклику, выходной сигнал такой системы быстро реагирует на входной единичный шаг. Критическое демпфирование приводит к максимально быстрому отклику (приближению к конечному значению) без перерегулирования. Спецификации реальной системы обычно допускают некоторое перерегулирование для более быстрого начального отклика или требуют более медленного начального отклика для обеспечения запаса прочности против перерегулирования.

В системах с отрицательной обратной связью доминирующий отклик с обратной связью часто хорошо моделируется системой второго порядка. Запас по фазе системы разомкнутой устанавливает добротность Q системы с замкнутым контуром; по мере уменьшения запаса по фазе приближенная замкнутая система второго порядка становится более колебательной (т. е. имеет более высокий коэффициент качества).

Некоторые примеры

Топология фильтра нижних частот Саллена – Кея с единичным усилением с одинаковыми конденсаторами и одинаковыми резисторами критически демпфирована (т. Е. Q = 1 ⁄ 2 ).
Фильтр Бесселя второго порядка (т. Е. Фильтр непрерывного времени с минимальной групповой задержкой ) имеет недозатухание Q = 1 ⁄ √ 3 .
Фильтр Баттерворта второго порядка (т. Е. Фильтр непрерывного времени с самой плоской частотной характеристикой полосы пропускания) имеет недемпфированное значение Q = 1 / √ 2 .
Добротность маятника равна:, где M - масса боба, ω = 2 π / T - радианная частота колебаний маятника, а Γ - сила трения, действующая на маятник на единицу скорости. Q знак равно M ω / Γ / >
Конструкция гиротрона с высокой энергией (около ТГц) учитывает как дифракционную добротность как функцию длины резонатора ( L ) и длины волны ( ), так и омическую добротность ( –моды) , где - радиус стенки резонатора, - глубина скин-слоя стенки полости; - скаляр собственных значений (m - азимутальный индекс, p - радиальный индекс) (примечание: глубина скин-слоя в этом приложении равна ) Q D ≈ 30 ( L λ ) 2 \ около 30 \ влево ( > \ вправо) ^ > λ Т E м , п > Q Ω знак равно ( р ш δ ) ( 1 - м 2 v м , п 2 ) = \ left (>> \ right) \ left (<\ frac <1-m ^ >^ >> \ right)> р ш > δ V м . п > δ знак равно 1 / π ж σ ты о / >>>

Физическая интерпретация

С физической точки зрения Q - это примерно отношение накопленной энергии к энергии, рассеиваемой за один радиан колебания; или почти то же самое, при достаточно высоких значениях Q , в 2 π раз превышающем отношение общей накопленной энергии к энергии, потерянной за один цикл.

Это безразмерный параметр, который сравнивает экспоненциальную постоянную времени τ для затухания амплитуды колеблющейся физической системы с периодом ее колебаний . Точно так же он сравнивает частоту, с которой система колеблется, со скоростью, с которой она рассеивает свою энергию. Точнее, используемые частота и период должны основываться на собственной частоте системы, которая при низких значениях Q несколько выше, чем частота колебаний, измеренная по пересечениям нуля.

Эквивалентно (для больших значений Q ) добротность приблизительно равна количеству колебаний, необходимых для того, чтобы энергия свободно колеблющейся системы упала до e −2 π , или примерно 1 ⁄ 535 или 0,2% от ее первоначальной энергии. Это означает, что амплитуда падает примерно до e - π или 4% от исходной амплитуды.

Ширина (полоса пропускания) резонанса определяется (приблизительно):

где f _N - собственная частота , а Δ f - ширина полосы - ширина диапазона частот, для которого энергия составляет, по крайней мере, половину своего пикового значения.

Резонансная частота часто выражается в натуральных единицах (радианах в секунду), а не в f _N в герцах , как

а коэффициент демпфирования можно выразить как:

Огибающая колебаний затухает пропорционально e - αt или e - t / τ , где α и τ можно выразить как:

Энергия колебаний или рассеиваемая мощность спадает в два раза быстрее, то есть пропорционально квадрату амплитуды, как e −2 αt или e −2 t / τ .

Для двухполюсного фильтра нижних частот передаточная функция фильтра равна

Для этой системы, когда Q > 1 ⁄ 2 (т. Е. Когда система недостаточно демпфирована), она имеет два комплексно сопряженных полюса, каждый из которых имеет действительную часть - α . То есть параметр затухания α представляет собой скорость экспоненциального затухания колебаний (то есть выходного сигнала после импульса ) в систему. Более высокий коэффициент качества подразумевает более низкую скорость затухания, и поэтому системы с высокой добротностью колеблются в течение многих циклов. Например, качественные колокола долгое время после удара молотком имеют приблизительно чистый синусоидальный звук .

Электрические системы

График величины усиления фильтра, иллюстрирующий понятие –3 дБ при усилении по напряжению 0,707 или ширине полосы половинной мощности. Частотная ось этой символьной диаграммы может быть линейной или логарифмической .

Для электрический резонансной системы, то Q - фактор представляет собой эффект электрического сопротивления и, для электромеханических резонаторов , таких как кристаллы кварца , механическое трение .

Связь между Q и пропускной способностью

2-сторонний пропускная способность по отношению к резонансной частоте F ₀ Гц Р ₀ / Q .

Например, антенна, настроенная на значение Q 10 и центральную частоту 100 кГц, будет иметь полосу пропускания 10 кГц по 3 дБ.

В аудио полоса пропускания часто выражается в октавах . Тогда отношение между Q и пропускной способностью будет

где BW - ширина полосы частот в октавах.

Цепи RLC

В идеале серия RLC цепи , так и в настроенном радиочастотном приемнике (TRF) Q фактор является:

где R , L и C - сопротивление , индуктивность и емкость настроенного контура соответственно. Чем больше последовательное сопротивление, тем меньше добротность цепи .

Для параллельной RLC цепи, Q - фактор является обратным случае серии:

Рассмотрим схему, в которой R , L и C включены параллельно. Чем ниже параллельное сопротивление, тем большее влияние оно окажет на демпфирование цепи и, следовательно, тем ниже будет добротность . Это полезно при разработке фильтра для определения полосы пропускания.

В параллельной LC- цепи, где основные потери - это сопротивление катушки индуктивности R , включенной последовательно с индуктивностью, L , Q такие же, как в последовательной цепи. Это обычное явление для резонаторов, где желаемым результатом является ограничение сопротивления катушки индуктивности для улучшения добротности и сужения полосы пропускания.

Отдельные реактивные компоненты

Вопрос индивидуального реактивного компонента зависит от частоты , при которой она вычисляется, которая , как правило , резонансная частота контура , что он используется в. Q индуктора с сопротивлением потерь ряда является Q резонансного контура с использованием этот индуктор (включая его последовательные потери) и идеальный конденсатор.

ω₀ - резонансная частота в радианах в секунду,
L - индуктивность,
X _L - индуктивное реактивное сопротивление , а
R _L - последовательное сопротивление катушки индуктивности.

Q конденсатора с сопротивлением потерь серии является таким же , как Q резонансного контура с использованием этого конденсатора с идеальной катушкой индуктивностью:

ω₀ - резонансная частота в радианах в секунду,
C - емкость,
X _C - емкостное реактивное сопротивление , а
R _C - последовательное сопротивление конденсатора.

В общем, добротность резонатора, включающего последовательную комбинацию конденсатора и катушки индуктивности, может быть определена из значений добротности компонентов, независимо от того, вызваны ли их потери последовательным сопротивлением или иным образом:

Механические системы

Для системы с одним демпфером масса-пружина Q- фактор представляет собой эффект упрощенного вязкого демпфирования или сопротивления , где демпфирующая сила или сила сопротивления пропорциональна скорости. Формула Q-фактора:

где M - масса, k - жесткость пружины, а D - коэффициент демпфирования, определяемый уравнением F _damping = - Dv , где v - скорость.

Акустические системы

Вопрос музыкального инструмента имеет решающее значение; чрезмерно высокая добротность в резонаторе не будет равномерно усиливать множество частот, производимых прибором. По этой причине струнные инструменты часто имеют корпус сложной формы, поэтому они довольно равномерно воспроизводят широкий диапазон частот.

Q из через латунный инструмента или духовых инструментов потребности быть достаточно высокой , чтобы выбрать одну частоту из более широкого спектра жужжание губ или тростника. Напротив, вувузела сделана из гибкого пластика и поэтому имеет очень низкую добротность для медных духовых инструментов, что придает ей мутный, хриплый звук. Инструменты из более жесткого пластика, латуни или дерева имеют более высокое значение Q. Чрезмерно высокое значение Q может затруднить взятие ноты. Q в приборе может варьироваться в зависимости от частоты, но это может быть нежелательно.

Резонаторы Гельмгольца имеют очень высокую добротность, так как они предназначены для выделения очень узкого диапазона частот.

Оптические системы

В оптике , то Q - фактор из резонансной полости задается

где f _o - резонансная частота, E - запасенная энергия в полости, а P = - dE / dt это рассеиваемая мощность. Оптическая добротность равна отношению резонансной частоты к ширине полосы резонанса полости. Среднее время жизни резонансного фотона в полости пропорционально ее добротности . Если Q - фактор лазер полости резко изменяется от низкого значения к высоким одному, то лазер будет излучать импульс света , который является гораздо более интенсивным , чем нормальный выход непрерывного лазера. Этот метод известен как Q- переключение . Q - фактор имеет особое значение в плазмоники , где потеря связана с затуханием поверхностного плазмонного резонанса . Хотя потери обычно считаются препятствием в разработке плазмонных устройств, это свойство можно использовать для представления новых улучшенных функций.

06.01.102 Q-фактор, добротность [Q factor; quality factor]: Отношение центральной частоты к ширине полосы частот 1) .

1) В области радиочастотной идентификации под добротностью понимают отношение реактивной составляющей импеданса микросхемы радиочастотной метки к активной составляющей.

Полезное

Смотреть что такое "Q-фактор," в других словарях:

ФАКТОР — Многие европеизмы в системе русского языка выполняют те же терминологич еские функции, что и в западноевропейских языках. Семантическая история таких слов часто не представляет собою непрерывного процесса изменения значений, внутренне… … История слов

Фактор А — Фактор А … Википедия

Фактор — (нем. Faktor от лат. factor делающий, производящий): Причина, движущая сила какого либо процесса, определяющая его характер или отдельные его черты[1]. В праве продажа долгового обязательства В финансах организация,… … Википедия

Фактор свёртывания крови IX — Идентификаторы Символ … Википедия

Фактор свёртывания крови VIII — Идентификаторы Символ … Википедия

Фактор свёртывания крови VII — Идентификаторы Символ … Википедия

Фактор А (сезон 1) — Фактор А. Сезон 1 … Википедия

Фактор страха (рок-группа) — Фактор Страха Годы с 2004 по настоящее время Страна … Википедия

фактор — См. посредник. Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. фактор мотиватор, обстоятельство, причина, посредник, консигнатор, комиссионер … Словарь синонимов

Фактор А (сезон 2) — Фактор А. Сезон 2 … Википедия

Фактор роста нервов — (англ. nerve growth factor, NGF) небольшой секретируемый белок, поддерживающий жизнеспособность нейронов, стимулирующий их развитие и активность. Относится к семейству нейротрофинов. Был идентифицирован первым из факторов роста. Другие … Википедия

Q–фактор — это показатель расстояния между плоскостями, в которых вращаются головки шатунов. На числовое значение Q-фактора влияет форма шатунов и длина оси каретки. В случае с использованием контактных педалей, положение шипа на обуви также влияет на Q-фактор.
Так сложилось, что коленные суставы человека не предназначены природой нести длительные нагрузки, если ноги хотя бы немного разведены в сторону. На велосипеде, где при длительном педалировании, особенно с большой каденцией положение суставов имеет важное значение для здоровья велосипедиста приходиться учитывать Q-фактор. Необходимо, чтобы все три сустава ноги работали в плоскости, параллельной переднему треугольнику рамы.

На что влияет значение Q-фактора?

Значение Q-фактора очень сильно влияет на эффективность педалирования. Происходит это из-за того, что вектор силы, прикладываемой к педалям не находится под оптимальным углом в 90° к оси педалей. При правильно оптимизированном Q-факторе велогонщик выдаёт на 4% больше мощности, чем при перекосе оси вращения ног (это подтверждено тестами на стенде).
После появления широких покрышек для внедорожных велосипедов и увеличению грязевого зазора привело к расширению расстояния между перьями заднего треугольника рамы. Чтобы шатуны не задевали перья их стали делать изогнутыми. Что привело к увеличению Q — фактора и его негативного влияния на суставы гонщика.
От природы или в силу других факторов ноги у всех людей разные. У одних они могут быть искривлёнными в коленях, выгнутые наружу и к ступням снова сходиться на ось сустава таза. Или наоборот. Получается, что для отдельных людей более естественно крутить педали не параллельно плоскости рамы, а под небольшим углом.
Так что Q-фактор значение сугубо индивидуальное. Например у женщин таз по своей природе шире, чем у мужчин. Неизвестно, учитывают ли это производители женских велосипедов, но при массовом производстве учесть все варианты невозможно, а вот для профессиональных велогонщиков здесь делают исключение и подгоняют Q-фактор индивидуально.

Читайте также: