Todavía tengo un problema con el valor medido del factor Q del circuito LC en paralelo. Mi configuración de medición se ve como en la imagen de abajo. Uso el generador de funciones SFG-1003 y el osciloscopio Rohde-Schwarz RTB2002.
Mi circuito LC consta de:
L= 33,4 uH R= 0,3 Ω C=32,63 nF
Usando la ecuación, obtenemos el factor Q de 106.
También simulé mi circuito LC y usando la ecuación
obteniendo el factor Q de 101.
Pero el problema es con mis medidas. Seguí este tutorial para obtener un factor Q: https://www.giangrandi.ch/electronics/ringdownq/ringdownq.shtml
pero mis resultados me dan el factor Q casi nada. También traté de obtener la frecuencia resonante con mi generador de señal e hice mediciones de ancho de banda (0.707 multiplicado por amplitud) pero es lo mismo que con el método de reducción de llamada. Adjunto mis resultados.
En mi opinión, el problema es solo con la configuración de las mediciones, pero no sé cómo usar un generador de funciones para un circuito LC, que tiene una impedancia variable. En el circuito LC en paralelo, la impedancia es bastante alta en resonancia, entonces, ¿cómo puedo medir correctamente el factor Q del circuito LC? Se me ocurrió una idea de usar un amplificador operacional para resolver un problema con la adaptación de impedancia. O el problema es otro?
Gracias
!!!¡¡¡EDITAR!!!
Edité mi circuito. Coloque otra bobina en el lado primario con generador. Luego coloqué una bobina secundaria con un capacitor (donde mido el factor Q) cerca, para tener un sistema débilmente acoplado (10 cm). La inductancia de la bobina primaria es de 3,5 uH y la inductancia de la bobina secundaria es de 187 uH. Hice algunas mediciones con diferentes valores de condensador para obtener frecuencias resonantes (60 kHz - 300 kHz).
Con esta configuración de medición, hice los mismos experimentos (método de reducción de anillo + relación de frecuencia de resonancia y ancho de banda). Obtuve los resultados adjuntos a continuación:
Condensadores usados [32nF 13.3nF 5.6nF 1.5nF] Como puede ver, los valores medidos del factor Q y luego los valores calculados del factor Q usando SOLAMENTE la resistencia de CC de la bobina (2,1 ohmios). Con el aumento de la frecuencia de resonancia también aumenta la diferencia entre los valores calculados y medidos. Esta es probablemente una evidencia de la resistencia de CA (causada por el efecto pelicular, el efecto de proximidad, etc.)
Bobina con 187uH, longitud=6m, Diámetro=0.3mm, alambre de cobre, 3 capas.
Hice otra configuración de medición como se muestra en la imagen a continuación. Con L=187uH y C=1.5nF. Da una frecuencia de resonancia alrededor de 300kHz. El generador de señal se sintonizó a 300 kHz. Y medí VPP2 y VPP1.
Cuando la reactancia de la bobina y el capacitor es igual en magnitud, entonces el circuito LC paralelo en resonancia es puramente resistivo. Entonces, cuando veo en mi osciloscopio VPP2 = 2 * VPP1 (2 * debido a la coincidencia de impedancia), obtengo una resistencia paralela del circuito LC Rp.
Mi resistencia se ajustó a 9.9kOhm. Usando la ecuación (circuito RLC paralelo) Q=R*sqrt(C/L), da Q = 28 (el valor medido usando el método de ancho de banda fue Q=30)
En mi opinión, las bobinas estaban sueltas, por lo que el efecto de amortiguación de la bobina primaria no fue tan significativo. ¿Cree que la resistencia de CA del circuito LC puede ser 5 veces mayor que la resistencia de CC en frecuencias de alrededor de 300 kHz?
La resistencia de 0,3 ohmios tal vez no sea cierta a frecuencias más altas debido al efecto piel. Pero la conexión al generador de señal debe mantenerse muy floja para evitar que sus 50 ohmios afecten el resultado. Inserte un condensador en serie con el generador de señal. Pruebe uno que tenga una reactancia 100 veces mayor que las partes LC en el circuito resonante en el rango de frecuencia interesante. Supongo que puedes usar alrededor de 150pF.
Puede intentar desconectar un extremo del capacitor de 36,2 nF, cargar la tapa con CC y luego conectarlo nuevamente con un interruptor de mercurio u otro método sin rebote. El voltaje del circuito LC (=seno decreciente) se puede almacenar en un osciloscopio. Puede decidir la frecuencia resonante real y Q a partir del seno decreciente.
AGREGAR después de obtener el grosor del cable y la longitud de la bobina : no es el efecto de la piel quien tira de la Q hacia abajo. Suponiendo que la medición se realice correctamente, quedan "otras pérdidas". Supongo que su bobina está demasiado cerca de algún material con pérdidas. Trate de mantenerlo alejado de todo, incluido el papel, la madera, los plásticos desconocidos, etc. Déjelo colgando en el aire.
Mi circuito LC consta de:
L= 33,4 uH R= 0,3 Ω C=32,63 nF
No del todo cierto; también existe la impedancia de 50 ohmios del generador de señal que carga en paralelo el LC. Necesitaría conducir este circuito de manera diferente, es decir, con una fuente de corriente si quisiera medir el factor Q: -
La frecuencia de resonancia está en 152,524 kHz y el punto de 3 dB está en 153,241 kHz. Por lo tanto, el ancho de banda superior e inferior de 3 dB es 1,434 kHz y la Q es la frecuencia central dividida por el ancho de banda es: -
En mi opinión, el problema es solo con la configuración de las mediciones, pero no sé cómo usar un generador de funciones para un circuito LC, que tiene una impedancia variable.
Correcto.
Tres cosas a considerar
Hay 3 temas separados. Primero, la resistencia del generador de 50 ohmios que se ha mencionado. En segundo lugar, está evaluando el valor de Q en serie y midiendo Q en paralelo. Por último, si la velocidad de borde del generador es inferior a 0,35/FR, esto también agregará un efecto de amortiguación.
Es posible que vea mi artículo aquí, ya que es un problema similar
danmcb
Kols