Добротность катушки индуктивности: почему важно учитывать?

При выборе чип-индуктивности в первую очередь ориентируются на ее номинал. Но иногда забывают про параметр, который в высокочастотных схемах может оказаться важнее других. Речь о добротности (Quality factor, Q).

Что такое добротность простыми словами?

Добротность — это отношение накопленной энергии к потерянной за один период колебаний сигнала. Чем выше Q, тем эффективнее катушка работает и тем меньше энергии уходит в тепло или паразитные излучения.
Добротность определяется как отношение реактивного сопротивления катушки к её активному сопротивлению на заданной частоте:

Q=2πfL/Rпот,

где:
f – частота сигнала (Гц);
L- индуктивность (L);
Rпот – активное сопротивление потерь (оно связано не только с потерями в проводах, но и учитывает потери в диэлектрике, сердечнике и экране).

На что влияет добротность?

• Потери энергии: катушки с низкой добротностью сильно нагреваются и рассеивают энергию.
• Ширина полосы пропускания: чем больше добротность, тем уже полоса частот внешней силы, которая может вызвать интенсивные колебания системы (резонанс, как при настройке на определенную радиоволну).
• Амплитуда сигнала: при резонансе напряжение на катушке превышает входное напряжение ровно в Q раз.

На добротность влияют материал сердечника и сама конструкция проволочной намотки. Как и писали ранее, среди наших линеек чип-индуктивностей (КИК/КИК1, КИФ) большей добротностью обладает серия КИФ — на ферритовом сердечнике.

Итог: Добротность — это качественный показатель, значение которого тем лучше, чем он выше. Особенно катушки с высокой добротностью важны на сверхвысоких частотах, поэтому при выборе индуктивности обращайте внимание и на этот параметр.