Q表需注意的一些问题

自制Q表需要关注的几个问题承蒙梁兄错爱，在他《大家一起讨论自制Q表方案》的帖子中点名要我发言，要说对Q表有多少经验实不敢当，大约是前年我无意中闯入本坛，勾起了儿时对无线电的爱好，一阵疯狂采购，买来了老书、杂志、元器件和仪表工具，支开摊子准备大干，从那时开始我就关注Q 表了，一心一意要做一台Q表，当时搜集了不少资料，元件也找的差不多了，还做了不少局部的电路试验，后来在本坛看到有网友出售一台坏了的Q表，赶紧买了下来，等拿到后才知道这东西竟然坏到了这种程度，好在有思想准备，不管怎么说那些结构件不坏就行，电路都坏了也不要紧。

我花了几个星期的时间把表修好了并且校准了。

在这一过程中我对自制Q 表才有了一些想法和体会，愿在这里和大家交流一下。

Q表的原理并不复杂，自制也不是太困难，但难度还是有的，通过简单的电路，要想看到由电感和电容组成电路的谐振点是比较容易的，不计较Q值的具体数值而只是比较两只电感的大小也并不难，但要想准确地测出Q值就不是太容易了。

从以前的实验中和修理Q表的过程中，我感到要想做出有一定精度的Q表，一定要关注一下几个问题。

一、关于信号引入电阻信号引入电阻是Q表的关键元件，要想Q表有足够的测量精度，就要求信号引入电阻的阻值要足够的小，要小到谐振电路中接入这只电阻后电路参数基本上没有多少变化才行，这就要求这只电阻要充分小于被测线圈的直流电阻，我曾经测过，在直径10mm磁棒上用7X0.07的纱线绕70圈，用直流电桥测量其直流电阻是2.18欧姆，用直径0.35毫米的漆包线在直径50毫米PVC线筒密绕70匝，用直流电桥测量其直流电阻是2.09欧姆，所以一般Q表的信号引入电阻选0.04欧姆是有道理的，如果考虑到线圈导线的趋肤效应，好像可以允许信号引入电阻的阻值再大些，但实际上这样做并不好，因为有些时候（比如测李兹线的电感时）由于被测电感的趋肤效应较小，此时被加大了的信号引入电阻会使测量结果产生较大的误差，这刚好发生在我们测量到较高Q值的时候，由于加大了的信号引入电阻使我们测到的Q 值读数没有那么高了，也就是说我们测得的Q值比实际Q值要低许多。

这正是我们不愿意看见的结果，因此为了保证测量精度，一定要有足够小的信号引入电阻！那么是不是信号引入电阻越小越好呢？那也不是，信号引入电阻过小也会造成一些麻烦，首先是表的校准有麻烦（需要用灵敏度更高的高频毫伏表），信号引入电阻小了，该电阻上的信号电压也就小了（否则信号源的输出功率就变大），如果信号引入电阻上的信号电压过低，校准时测量就太困难了，信号幅度低了信噪比指标就差了，这也是造成测量不准确的原因。

所以信号引入电阻也不能取得太小。

信号引入电阻的阻值精度是否要很高呢？我在开始筹备做Q表时曾为这只电阻和与之分压的那只电阻发了好一阵愁，后来我在北京还真找到了买精度是%1的0.04欧无感电阻的地方，价钱很贵，1.96欧的也可以定做，也很贵。

后来我校准自己修好的Q表时忽然领悟到，这两只电阻只要有很高的稳定度即可，阻值的精度要求与Q表的校准方法有关，只要有合适的校准方法，这两只电阻的阻值误差大点没有关系，至于0.04欧的电阻实际是0.02欧或是0.05欧都无所谓，1.96欧的电阻是2欧或是1.8欧也都没关系，具体的矫正方法后面再介绍。

二、对测量电路的要求：Q表的测量电路就是一个高频毫伏表，说是毫伏表其实灵敏度也不能太高，否则放大器发生限幅失真，高Q值端的刻度就会挤到一起并且失真，如果发生上述情况时Q表根本无精度可言了。

信号引入电阻上的信号电压一般在几个毫伏，比较典型的产品在测量300以下的Q 值时用10毫伏，测量600以下的Q值时用5毫伏，测量电路输入端的信号电压除以信号引入电阻上的信号电压，得到的商就是Q值（Q=测量电路输入端的信号电压 / 信号引入电阻上的信号电压）。

假设电感的Q值是10，则测量电路输入端的信号电压 10X10=100毫伏=0.1伏。

假设电感的Q值是50，则测量电路输入端的信号电压 10X50=500毫伏=0.5伏。

假设电感的Q值是100，则测量电路输入端的信号电压 10X100=1000毫伏=1伏。

假设电感的Q值是300，则测量电路输入端的信号电压 10X300=3000毫伏=3伏。

假设电感的Q值是400，则测量电路输入端的信号电压 5X400=2000毫伏=2伏。

假设电感的Q值是600，则测量电路输入端的信号电压 5X600=3000毫伏=3伏。

由上述计算可以看出典型产品的Q表测量电路输入端的信号电压高时可达3伏，因为信号是正弦波，那么这一信号的峰峰值应是3X2X1.414=8.484伏，在晶体Q表中就算测量电路的末级电源是24伏，用常规放大电路的测量电路，其电压放大倍数也只能做到2倍多（2倍时放大器的输出电压动态范围是2X8.484=16.968伏），如果放大倍数再大则放大器的动态范围就不够了，就算放大器的末级管没有饱和压降（实际上是不可能的），输出动态可以达到电源电压（实际上这更是不可能的），那么其电压放大倍数充其量也只能做到24/8.484=2.8倍。

当然，也可以让信号引入电阻上的信号电压比5毫伏小得多，这时放大器的电压放大倍数就可以做高了，但可能您要为获得足够的信噪比花费更多的代价。

当然，如果测量电路的末级电源电压小于24伏，测量电路的电压放大倍数还要小才行。

Q表的测量电路一般是并联在谐振电容上的，因此其输入阻抗一定要高，否则测量的误差会很大，测出的Q值与实际的Q值比明显小很多，其实用结型场效应管很容易得到高输入阻抗。

测量电路要有足够的带宽，如果只测中波频率范围内的Q值，放大器的带宽很容易满足。

用晶体二极管检波的测量电路，除非是把二极管放到负反馈电路中，或是用特殊的线性检波电路，否则Q表的刻度一定是非线性的，虽然Q值与测量电路输入端的信号电压成正比，但流过表头的电流是经过晶体二极管的，故这一电流的大小与测量电路输入端的信号电压并不严格成正比关系，这是由晶体二极管的特性性所决定的，不同型号二极管的非线性是不一样的，因此，自制Q表往往没有现成的表盘可以借用，一般都要自己画表盘，除非大家用的材料和电路完全一样。

三、简化Q表产品Q表有许多功能：测量电容量、测量电感量、测量不同频率下的Q值等等。

如果为了玩矿石机就可只保留测1至3个频点的Q值，其他的功能都不要了，这样自制起来就简单多了，只要注意信号引入电阻阻值值合适（切不可太大）、测量部分有足够的输入阻抗（切不可太小）和足够的带宽、放大器不发生限幅失真、我们就能做出比较准确的Q表。

坛内的几个兄弟都自己做出了Q表，四、Q表的校验校验是自制Q表中至关重要的一步，也是大家都感到困难的一步，其实只要方法得当，业余条件下校验Q表也还是比较容易的。

一些打算自制Q表的朋友都有一个共同的苦恼，手里没有标准电感，因此无法校正自制的Q表，实际上这种想用已知Q值的电感校正Q表的想法是不正确，首先我们不可能制造出一系列整数Q值的电感，的确，产品Q表销售时大都带一盒大约10只左右的标准电感，可那是一组不同电感量的电感，而不是一组整数系列Q值的电感，这组电感的Q值都不刚好是整数。

这组电感的作用主要是校正Q表的电感刻度、配合Q 表测试电容用的，如果Q表的Q值校正后也可以用一只标准电感检验校正的对否。

因此，想用一系列标准Q值的电感校正Q表的想法是不现实的，也是不可能做到的。

在自制Q表中由于电路不同，检波的二极管不同，所以表盘刻度的非线性是不一样的，即使你手里有一两个已知Q值的电感，你也只能校验表盘上的一两个点，其他刻度点的Q值位置你仍然不知道，除非你用的是特殊的线性检波电路，使表表盘Q值刻度成为线性的刻度，才有可能用一只已知Q值的电感校正整个刻度。

不用已知Q值的电感校正Q表还有另一个次要的原因，那就是一般Q表测量Q值的误差比较大，大约能控制到正负15%以内，不像测量电阻的阻值那样，可以做到1%以内。

所以即使用已知Q值的电感校正Q表，校正后的误差也可能很大。

我们测量Q值得过程就是测量交流信号电压的过程，Q表的测量部分实际上就是一个测量范围是零点几伏到几伏的交流毫伏表，因此，正确的方法应该是用交流毫伏表校正Q表！如果Q表的测量部分通过校正能够准确测量交流信号电压，也就能正确指示Q值了。

我们从信号源中可以很容易地得到一系列的电压值，我们也就能很方便地校正Q表刻度盘上的任意一点刻度了。

讲到这里我们知道了Q表的校正其实很简单，我们只要把Q表测量电路的输入端与一台高频毫伏表并联接到高频信号发生器的输出端上，如果Q表信号引入电阻上的信号电压打算用10毫伏，请做如下调整1．调整信号发生器的输出幅度使毫伏表指示是1伏。

2．调整测量电路的灵敏度是表头达到满刻度，此时满刻度Q值是100。

3．将信号发生器的输出分别置于0.9伏、0.8伏、0.7伏…………..0.2伏、0.1伏各处，其表头所对应的刻度位置分别是Q值的 90、80、70……………..20、10。

5．调整信号发生器的输出幅度使毫伏表指示是3伏。

调整测量电路的灵敏度是表头达到满刻度，此时满刻度Q值是300。

1. 将信号发生器的输出分别置于2.9伏、2.8伏、2.7伏…………..0.2伏、0.1伏各处，其表头所对应的刻度位置分别是Q值的 290、280、270……………..20、10。

2. 将高频毫伏表并联到信号引入电阻上（毫伏表输入线的接地端一定要接信号引入电阻与谐振电容连接的位置上），调整Q表信号源输出幅度使信号引入电阻上的信号电压为10毫伏。

到此为止Q表的Q=100档和Q=300档就校正好了。

3. 如果将信号引入电阻上的信号电压调整到5毫伏，那么，用Q表上的0-100的刻度可测量0-200的Q值。

同理，用0-300的刻度可以测0-600的Q值，总之此时就是Q=刻度值乘2。

从上面的校正过程看，在整个校正过程中我们根本不关心信号引入电阻的具体阻值，说白了我们所要求的是这支电阻上的信号电压是准确的5毫伏或是10毫伏就行了，这时我们测量Q值的精度一是取决于这一电压是否准确，二是取决于测量部分对电压测量的读数是否准确，与信号引入电阻的具体阻值无关，故我们在制作这只电阻时就可以不必太计较其准确度了。

其实在我们自制的Q表中都有信号发生器，只不过其输出幅度未必能到3伏，为了校正简单，也可以直接在做好的Q表上进行校正，方法如下：1．做一只Q值不是太低的，能与Q表上电容谐振到测量频点的电感。

把这只电感接到Q表的电感测量端上，然后调节可变电容找到谐振点。

2．把毫伏表并联到测量电路的输入端（即谐振电容的两端），再细调谐振电容找到准确的谐振点。

3．调整信号源输出幅度使毫伏表指示1伏。

4．调整测量电路的灵敏度是表头达到满刻度，此时满刻度Q值是100。

5．将信号发生器的输出分别置于0.9伏、0.8伏、0.7伏…………..0.2伏、0.1伏各处，其表头所对应的刻度位置分别是Q值的 90、80、70……………..20、10。