高频Q表及其应用
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6
高频Q表及其应用
2 测量电感
谐振法测量电感，除了依据式（6-9）直接测量（直接法） 外，还包括串联替代法和并联替代法。
2.1 串联替代法
串联替代法适合测量小电感，如图2所示，图中信号源与
测量回路之间采用的互感耦合方式为松耦合，否则，信号源
内阻将严重影响测量回路的谐振特性而产生谐振点误判。其
测量步骤如下：
C0=(C1－4C2)/3 4.5 电容量的测量 被测电容量大小不同，其测量方法也不同。主要有以下 两种情况： （1）小于460pF电容的测量
19
高频Q表及其应用
可以采用并联替代法来测量。从Q表附件中选取一只电 感量大于1mH的标准电感接至Lx接线柱，将“微调”调到零， 主调电容度盘调至最大（500pF），记为C1；然后调节“定为 零位校直”和“Q值零位校直”旋钮使定位表及Q值表指示为 零，再调节定位粗调及定位细调旋钮使定位表指针指在 “Q×1”处；最后调节频率旋钮及波段开关，使Q值表指示最 大。将被测电容接至Cx接线柱，重调主调电容度盘使Q值表指 示最大，此时度盘读数为C2，则被测电容Cx等于：
4 Q表实例及使用方法
图6.2为QBG-3型Q表面板结构图，它的使用方法如下：
主调电容度盘
Lx接线柱
Cx接线柱
频率旋钮
Q值
Q×1 定位表
C L 定位细调 定位粗调
波段开关
定位零位校直 Q值零位校直 Q值范围
微调 pF
L. f对照表
开
图6.2QBG-3型Q表面板图 15
高频Q表及其应用
4.1 测量准备
信 号 源
Io uA
+
1
R1
R2
Us
Lx I 2 Cx
－R
3 Cs 4
耦合回路
测量回路
图1 Q表工作原理图
Q值 电压 表
4
高频Q表及其应用
（4）测量回路
即LC谐振回路，它由电感、电容及回路等效损耗电阻R 组成。Q表就是根据该回路的谐振特性来测量的。
如果测量回路处于谐振状态，则存在如下关系：
1
fs f 0 2 LC
Cx=C1-C2 2）大于460pF电容的测量 可以采用串联替代法来测量。将标准电感接至Lx接线
20
高频Q表及其应用
柱，调节主调电容度盘，使Q值表指示最大，读盘读数记为C1； 取下标准电感，将其与被测电容串联后再接于Lx接线柱上， 重调主调电容度盘使Q值表指示再次达到最大，此时度盘读数
记为C2。被测电容Cx为：
M
Lx
信 号
L
12
源
Cs
3 V
4
图2 串联替代法测量电感原理图 7
高频Q表及其应用
直接法
用直接法测试电感量的电路图如下所示，选用已知标准电容
Cs和被测电感Lx组成谐振回路，调节振荡电路的输出频率，
当电压表的读数达最大，即谐振回路达到串联谐振状态。这
时振荡电路输出信号的频率f 将等于测量回路的固有频率fo，
高频Q表及其应用
谐振法测量集中参数元件
谐振法又称Q表法，是以LC谐振回路谐振特性为基础而进 行测量的方法。在高频段，谐振法受杂散耦合等的影响较小， 且比较符合电感、电容的实际工作情况，因此，谐振法高频段 测量结果比较可靠，是测量高频元件的常用方法。
1.Q表的组成及工作原理 2 测量电感 3 测量电容 4 Q表实例及使用方法
即
f f0 1/(2π LxC)
由此可求得电容Lx值
Lx 1/4π2 f02Cs
图 谐振法的基本电路
用直接法测得的电感量是有误差的，上式的电容值还包括线圈 的分布电容和引线电容，而标准可变电容的刻度中不包括这两 项电容值，使测试结果为正误差，即测试值大于实际值。若要 消除误差，应采用替代法。
f f0 1/(2π LCx)
由此可求得电容Cx值
Cx
1/4π2
f
2 0
L
图 谐振法的基本电路
由直接法测得的电容量是有误差的，因为它的测试结果中包括
了线圈的分布电容和引线电容，为了消除这些误差，宜改用替
代法。
12
高频Q表及其应用
3.1 串联替代法
串联替代法适合测量大电容，如图2所示。其测量步骤如下：
1
Lx 4 2 f 0 2 (C2 C1 )
10
高频Q表及其应用
3 测量电容
谐振法测量电容，除直接法外，一般采用串联替代法和 并联替代法。替代法可以有效地消除分布电容或引线电感所 造成的影响。
1. 串联替代法 2. 并联替代法
11
高频Q表及其应用
直接法
用直接法测试电容量的电路图如下所示，选用一适当的标准 电感L，与被测电容Cx组成谐振电路，调节高频振荡电路的 频率，当电压表的读数达最大，即谐振回路达到串联谐振状 态。这时振荡电路输出信号的频率f 将等于测量回路的固有频 率fo，即
8
高频Q表及其应用
①将1、2端短接，调节Cs到较大电容C1位置，调节信号源频 率，使回路谐振，设谐振频率为f0，此时满足：
1 L
4 2 f 0 2C1
（6-10）
信 号
M L
Lx 12
②去掉1、2之间的短路线，
源
Cs
3 V
4
将Lx接入回路，保持信号源频率
图2 串联替代法测量电感原理图
f0不变，调节Cs至C2使回路重新谐振，此时满足：
1
Lx L 4 2 f 0 2C2
（6-11）
③求解式（6-10）和式（6-11）组成的方程组，得：
Lx
C1 C2
4 2 f 0 2C1C2
9
高频Q表及其应用
2.2 并联替代法
M
Lx
信 号
L 12
源
Cs
3 V
4
并联替代法适合测量大电感，始终将图2中1、2两端短接。 其测量步骤如下：
25.2MHz 7.95MHz 2.52MHz 795kHz 252kHz 79.5kHz
18
高频Q表及其应用
4.4 线圈分布电容的测量 将主调电容度盘调至某一适当电容值上（一般为200pF）， 记为C1；再调节波段开关及频率旋钮使Q值表指示最大，即找 到谐振点f1；重新调节波段开关、频率旋钮使信号源频率为f1 的两倍，然后调节主调电容度盘使Q值表指示最大，记为C2。 则分布电容量C0可由下式计算：
Cx
C1C2 C2 C1
21
①将1、2端短接，调小可变电容Cs为C1，调节信号源频 率使测量回路谐振，设谐振频率为f0。
②去掉短路线，将被测电容Cx接至1、2端，保持信号源 频率f0不变，调节Cs至C2使测量回路重新谐振。
③上述两步，测量回路中的电感以及前后两次的谐振频
率未变，因此，前后两次测量回路的等效电容值是相等的，
即
C1
信 号 源
Io uA
+
Lx I
R1
R2 Us
1
2 Cx
3 Cs 4
Q值 电压 表
－R
耦合回路
测量回路
图1 Q表工作原理图
2
高频Q表及其应用
（1）信号源
ห้องสมุดไป่ตู้
信号源为正弦信号源，其振荡频率范围即为Q表工作频率 范围。
（2）耦合回路
它将信号源输出的信号馈入到测量回路，其耦合方式通
常为电阻耦合方式，称之为插入电阻，为减小信号源对测量
1 L
02C
C 1
02L
（6-9）
I=Us/R=UL/XL=UC/XC
Q=XL/R=XC/R Q=UC/Us=UL/Us
信 号 源
Io u
A
R1 R2
+ 1
Us
Lx I 2 Cx
－R
3 Cs 4
Q值 电压
表
耦合回路
测量回路
图1 Q表工作原理图
5
高频Q表及其应用
可见，在Us一定时，电压表可以刻度成为Q值指示器； 改变Io值可以扩大品质因数的测量范围，电流表则变成了Q值 倍乘指示器。
CxC2 Cx C2
M
Lx
信 号
L 12
源
Cs
3 V
4
图2 串联替代法测量电感原理图
13
高频Q表及其应用
3.2 并联替代法
并联替代法适合测量小电容，如图2所示，图中1、2端始 终短接或接入一标准电感，其测量步骤如下：
1）不接入被测电容Cx，调大可变电容Cs为C1，调节信号 源频率使测量回路谐振，设谐振频率为f0。
1
高频Q表及其应用
1.Q表的组成及工作原理
谐振法构成的测量仪器称为Q表，适合在高频状态下测量 电容量、电感量、电容损耗因数、谐振回路或电感品质的因 数。它由测量回路、信号源、耦合回路及Q值电压表等部分组 成，图1为Q表工作原理图，设测量回路电流有效值、总电感、 总电容为I、L、C。
Q表各组 成部分的作用 如下：
测量前先对定位表和Q值表进行机械调零，然后将定位 粗调逆时针调到底，将“定位零位校直”和“Q值零位校直” 置于中间，“微调（电容）”调到零，开机预热10min。
主调电容度盘
Lx接线柱
Cx接线柱
频率旋钮
Q值
Q×1
定位表
C L
定位细调 定位粗调
波段开关
定位零位校 Q值零位校直 Q值范围 直
微调 pF
L. f对照表
回路的影响，要求耦合电阻R2要很小（如0.04Ω）。高频段、 超高频段Q表则分别选用电容、电感作为Q表耦合元件。
信 号 源
Io uA
+
1
R1
R2
Us
Lx I 2 Cx
－R
3 Cs 4
Q值 电压 表
耦合回路
测量回路
图1 Q表工作原理图
3
高频Q表及其应用
（3）Q值电压表 即Q值刻度的电压表，用于指示Q值大小。当Q值电压表指 示电压最大时，测量回路处于谐振状态。
①不接入Lx，调小可变电容Cs为C1，调节信号源频率使
回路谐振，设谐振频率为f0，此时满足：
1 L
4
2
f 0 2C1
（6-12）
②将Lx接至3、4端，保持信号源频率f0不变，调节Cs至C2 使回路重新谐振，此时满足：
1 1 L Lx
4 2 f 0 2C2
（6-13）
③求解式（6-12）和式（6-13）组成的方程组，得：
开
图6.2QBG-3型Q表面板图 16
高频Q表及其应用
4.2 电感线圈Q值的测量
将被测线圈接到Lx接线柱上；调节频率旋钮及波段开关 至测量所需的频率点；选择合适的Q值挡级；调节“定位零位
校直”旋钮使定位表指示为零，调节定位粗调及定位细调旋
钮使定位表指针指到“Q×1”处；调整主调电容度盘远离谐振
点，再调节“Q值零位校直”使Q值表指针指在零点上，最后
2）将被测电容接至3、4端，保持信号源频率f0不变，调 节Cs至C2使测量回路重新谐振。
3）上述两步，测量回路中的电感以及前后两次的谐振频
率未变，因此，前后两次测量回路的等效电容值是相等的，
即
C1=C2+Cx
Cx=C1－C2
M
Lx
信 号
L 12
源
Cs
3 V
4
图2 串联替代法测量电感原理图 14
高频Q表及其应用
调解主调电容度盘和微调旋钮使回路谐振（Q值表指示最大），
则Q值表的示值即为被测线圈的Q值。
主调电容度盘
Lx接线柱
Cx接线柱
频率旋钮
Q值
Q×1
定位表
C L
定位细调 定位粗调
波段开关
定位零位校 Q值零位校直 直
Q值范围
微调 pF
L. f对照表
开
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高频Q表及其应用
4.3 电感量的测量
首先估计一下被测线圈的电感量，按照表2选出对应频率， 再调节波段开关及频率旋钮使信号源频率达到所需频率值；
将“微调”置于零点，调节主调电容度盘使Q值表指示最大。 此时，被测线圈的电感量等于主调电容度盘上读出的电感值
乘以L、f、倍率对照表中的倍率。
表2 L、f、倍率对照表
电感
倍率
频率
0.1～1μH 1.0～10μH 10～100μH 0.1～1.0mH 1.0～10mH 10～100mH
×0.1 ×1 ×10 ×0.1 ×1 ×10
高频Q表及其应用
2 测量电感
谐振法测量电感，除了依据式（6-9）直接测量（直接法） 外，还包括串联替代法和并联替代法。
2.1 串联替代法
串联替代法适合测量小电感，如图2所示，图中信号源与
测量回路之间采用的互感耦合方式为松耦合，否则，信号源
内阻将严重影响测量回路的谐振特性而产生谐振点误判。其
测量步骤如下：
C0=(C1－4C2)/3 4.5 电容量的测量 被测电容量大小不同，其测量方法也不同。主要有以下 两种情况： （1）小于460pF电容的测量
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高频Q表及其应用
可以采用并联替代法来测量。从Q表附件中选取一只电 感量大于1mH的标准电感接至Lx接线柱，将“微调”调到零， 主调电容度盘调至最大（500pF），记为C1；然后调节“定为 零位校直”和“Q值零位校直”旋钮使定位表及Q值表指示为 零，再调节定位粗调及定位细调旋钮使定位表指针指在 “Q×1”处；最后调节频率旋钮及波段开关，使Q值表指示最 大。将被测电容接至Cx接线柱，重调主调电容度盘使Q值表指 示最大，此时度盘读数为C2，则被测电容Cx等于：
4 Q表实例及使用方法
图6.2为QBG-3型Q表面板结构图，它的使用方法如下：
主调电容度盘
Lx接线柱
Cx接线柱
频率旋钮
Q值
Q×1 定位表
C L 定位细调 定位粗调
波段开关
定位零位校直 Q值零位校直 Q值范围
微调 pF
L. f对照表
开
图6.2QBG-3型Q表面板图 15
高频Q表及其应用
4.1 测量准备
信 号 源
Io uA
+
1
R1
R2
Us
Lx I 2 Cx
－R
3 Cs 4
耦合回路
测量回路
图1 Q表工作原理图
Q值 电压 表
4
高频Q表及其应用
（4）测量回路
即LC谐振回路，它由电感、电容及回路等效损耗电阻R 组成。Q表就是根据该回路的谐振特性来测量的。
如果测量回路处于谐振状态，则存在如下关系：
1
fs f 0 2 LC
Cx=C1-C2 2）大于460pF电容的测量 可以采用串联替代法来测量。将标准电感接至Lx接线
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高频Q表及其应用
柱，调节主调电容度盘，使Q值表指示最大，读盘读数记为C1； 取下标准电感，将其与被测电容串联后再接于Lx接线柱上， 重调主调电容度盘使Q值表指示再次达到最大，此时度盘读数
记为C2。被测电容Cx为：
M
Lx
信 号
L
12
源
Cs
3 V
4
图2 串联替代法测量电感原理图 7
高频Q表及其应用
直接法
用直接法测试电感量的电路图如下所示，选用已知标准电容
Cs和被测电感Lx组成谐振回路，调节振荡电路的输出频率，
当电压表的读数达最大，即谐振回路达到串联谐振状态。这
时振荡电路输出信号的频率f 将等于测量回路的固有频率fo，
高频Q表及其应用
谐振法测量集中参数元件
谐振法又称Q表法，是以LC谐振回路谐振特性为基础而进 行测量的方法。在高频段，谐振法受杂散耦合等的影响较小， 且比较符合电感、电容的实际工作情况，因此，谐振法高频段 测量结果比较可靠，是测量高频元件的常用方法。
1.Q表的组成及工作原理 2 测量电感 3 测量电容 4 Q表实例及使用方法
即
f f0 1/(2π LxC)
由此可求得电容Lx值
Lx 1/4π2 f02Cs
图 谐振法的基本电路
用直接法测得的电感量是有误差的，上式的电容值还包括线圈 的分布电容和引线电容，而标准可变电容的刻度中不包括这两 项电容值，使测试结果为正误差，即测试值大于实际值。若要 消除误差，应采用替代法。
f f0 1/(2π LCx)
由此可求得电容Cx值
Cx
1/4π2
f
2 0
L
图 谐振法的基本电路
由直接法测得的电容量是有误差的，因为它的测试结果中包括
了线圈的分布电容和引线电容，为了消除这些误差，宜改用替
代法。
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高频Q表及其应用
3.1 串联替代法
串联替代法适合测量大电容，如图2所示。其测量步骤如下：
1
Lx 4 2 f 0 2 (C2 C1 )
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高频Q表及其应用
3 测量电容
谐振法测量电容，除直接法外，一般采用串联替代法和 并联替代法。替代法可以有效地消除分布电容或引线电感所 造成的影响。
1. 串联替代法 2. 并联替代法
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高频Q表及其应用
直接法
用直接法测试电容量的电路图如下所示，选用一适当的标准 电感L，与被测电容Cx组成谐振电路，调节高频振荡电路的 频率，当电压表的读数达最大，即谐振回路达到串联谐振状 态。这时振荡电路输出信号的频率f 将等于测量回路的固有频 率fo，即
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高频Q表及其应用
①将1、2端短接，调节Cs到较大电容C1位置，调节信号源频 率，使回路谐振，设谐振频率为f0，此时满足：
1 L
4 2 f 0 2C1
（6-10）
信 号
M L
Lx 12
②去掉1、2之间的短路线，
源
Cs
3 V
4
将Lx接入回路，保持信号源频率
图2 串联替代法测量电感原理图
f0不变，调节Cs至C2使回路重新谐振，此时满足：
1
Lx L 4 2 f 0 2C2
（6-11）
③求解式（6-10）和式（6-11）组成的方程组，得：
Lx
C1 C2
4 2 f 0 2C1C2
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2.2 并联替代法
M
Lx
信 号
L 12
源
Cs
3 V
4
并联替代法适合测量大电感，始终将图2中1、2两端短接。 其测量步骤如下：
25.2MHz 7.95MHz 2.52MHz 795kHz 252kHz 79.5kHz
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4.4 线圈分布电容的测量 将主调电容度盘调至某一适当电容值上（一般为200pF）， 记为C1；再调节波段开关及频率旋钮使Q值表指示最大，即找 到谐振点f1；重新调节波段开关、频率旋钮使信号源频率为f1 的两倍，然后调节主调电容度盘使Q值表指示最大，记为C2。 则分布电容量C0可由下式计算：
Cx
C1C2 C2 C1
21
①将1、2端短接，调小可变电容Cs为C1，调节信号源频 率使测量回路谐振，设谐振频率为f0。
②去掉短路线，将被测电容Cx接至1、2端，保持信号源 频率f0不变，调节Cs至C2使测量回路重新谐振。
③上述两步，测量回路中的电感以及前后两次的谐振频
率未变，因此，前后两次测量回路的等效电容值是相等的，
即
C1
信 号 源
Io uA
+
Lx I
R1
R2 Us
1
2 Cx
3 Cs 4
Q值 电压 表
－R
耦合回路
测量回路
图1 Q表工作原理图
2
高频Q表及其应用
（1）信号源
ห้องสมุดไป่ตู้
信号源为正弦信号源，其振荡频率范围即为Q表工作频率 范围。
（2）耦合回路
它将信号源输出的信号馈入到测量回路，其耦合方式通
常为电阻耦合方式，称之为插入电阻，为减小信号源对测量
1 L
02C
C 1
02L
（6-9）
I=Us/R=UL/XL=UC/XC
Q=XL/R=XC/R Q=UC/Us=UL/Us
信 号 源
Io u
A
R1 R2
+ 1
Us
Lx I 2 Cx
－R
3 Cs 4
Q值 电压
表
耦合回路
测量回路
图1 Q表工作原理图
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高频Q表及其应用
可见，在Us一定时，电压表可以刻度成为Q值指示器； 改变Io值可以扩大品质因数的测量范围，电流表则变成了Q值 倍乘指示器。
CxC2 Cx C2
M
Lx
信 号
L 12
源
Cs
3 V
4
图2 串联替代法测量电感原理图
13
高频Q表及其应用
3.2 并联替代法
并联替代法适合测量小电容，如图2所示，图中1、2端始 终短接或接入一标准电感，其测量步骤如下：
1）不接入被测电容Cx，调大可变电容Cs为C1，调节信号 源频率使测量回路谐振，设谐振频率为f0。
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高频Q表及其应用
1.Q表的组成及工作原理
谐振法构成的测量仪器称为Q表，适合在高频状态下测量 电容量、电感量、电容损耗因数、谐振回路或电感品质的因 数。它由测量回路、信号源、耦合回路及Q值电压表等部分组 成，图1为Q表工作原理图，设测量回路电流有效值、总电感、 总电容为I、L、C。
Q表各组 成部分的作用 如下：
测量前先对定位表和Q值表进行机械调零，然后将定位 粗调逆时针调到底，将“定位零位校直”和“Q值零位校直” 置于中间，“微调（电容）”调到零，开机预热10min。
主调电容度盘
Lx接线柱
Cx接线柱
频率旋钮
Q值
Q×1
定位表
C L
定位细调 定位粗调
波段开关
定位零位校 Q值零位校直 Q值范围 直
微调 pF
L. f对照表
回路的影响，要求耦合电阻R2要很小（如0.04Ω）。高频段、 超高频段Q表则分别选用电容、电感作为Q表耦合元件。
信 号 源
Io uA
+
1
R1
R2
Us
Lx I 2 Cx
－R
3 Cs 4
Q值 电压 表
耦合回路
测量回路
图1 Q表工作原理图
3
高频Q表及其应用
（3）Q值电压表 即Q值刻度的电压表，用于指示Q值大小。当Q值电压表指 示电压最大时，测量回路处于谐振状态。
①不接入Lx，调小可变电容Cs为C1，调节信号源频率使
回路谐振，设谐振频率为f0，此时满足：
1 L
4
2
f 0 2C1
（6-12）
②将Lx接至3、4端，保持信号源频率f0不变，调节Cs至C2 使回路重新谐振，此时满足：
1 1 L Lx
4 2 f 0 2C2
（6-13）
③求解式（6-12）和式（6-13）组成的方程组，得：
开
图6.2QBG-3型Q表面板图 16
高频Q表及其应用
4.2 电感线圈Q值的测量
将被测线圈接到Lx接线柱上；调节频率旋钮及波段开关 至测量所需的频率点；选择合适的Q值挡级；调节“定位零位
校直”旋钮使定位表指示为零，调节定位粗调及定位细调旋
钮使定位表指针指到“Q×1”处；调整主调电容度盘远离谐振
点，再调节“Q值零位校直”使Q值表指针指在零点上，最后
2）将被测电容接至3、4端，保持信号源频率f0不变，调 节Cs至C2使测量回路重新谐振。
3）上述两步，测量回路中的电感以及前后两次的谐振频
率未变，因此，前后两次测量回路的等效电容值是相等的，
即
C1=C2+Cx
Cx=C1－C2
M
Lx
信 号
L 12
源
Cs
3 V
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图2 串联替代法测量电感原理图 14
高频Q表及其应用
调解主调电容度盘和微调旋钮使回路谐振（Q值表指示最大），
则Q值表的示值即为被测线圈的Q值。
主调电容度盘
Lx接线柱
Cx接线柱
频率旋钮
Q值
Q×1
定位表
C L
定位细调 定位粗调
波段开关
定位零位校 Q值零位校直 直
Q值范围
微调 pF
L. f对照表
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高频Q表及其应用
4.3 电感量的测量
首先估计一下被测线圈的电感量，按照表2选出对应频率， 再调节波段开关及频率旋钮使信号源频率达到所需频率值；
将“微调”置于零点，调节主调电容度盘使Q值表指示最大。 此时，被测线圈的电感量等于主调电容度盘上读出的电感值
乘以L、f、倍率对照表中的倍率。
表2 L、f、倍率对照表
电感
倍率
频率
0.1～1μH 1.0～10μH 10～100μH 0.1～1.0mH 1.0～10mH 10～100mH
×0.1 ×1 ×10 ×0.1 ×1 ×10