Gütefaktor

  1. Der Gütefaktor zur Bewertung frequenzbestimmender Komponenten

    Der Gütefaktor (Q) oder Qualitätsfaktor ist ein dimensionsloser Wert für die Verluste, die eine Spule, ein Quarz oder ein Resonator hat. Bei Spulen sind es die ohmschen Verluste des Spulendrahtes. Sie gehen umgekehrt proportional in die Spulengüte ein und errechnen sich aus dem Verhältnis der Reaktanz zum ohmschen Widerstand. Der reziproke Wert der Güte ist der Verlustfaktor (d)


    Auch bei anderen elektronischen Bauteilen die in Schwingkreisen, Filtern oder Oszillatoren benutzt werden, bei Quarzen, YIG-Oszillatoren und Keramikresonatoren spielt der Gütefaktor eine entscheidende Rolle für das Phasenrauschen von Schwingschaltungen. Der Gütefaktor von Spulen liegt im Bereich von 100 bis über 1.000. Mit Quarzen werden Gütewerte von 100.000 und höher erreicht.

    Berechnung des Gütefaktors einer Spule aus dem Blind- und dem Wirkwiderstand

    Berechnung des Gütefaktors einer Spule aus dem Blind- und dem Wirkwiderstand

    Bei Schwingkreisen ergibt sich der Gütefaktor aus dem Quotienten von Mittenfrequenz und Bandbreite. Die Bandbreite eines Schwingkreises nimmt proportional mit der Frequenz und umgekehrt proportional mit der Güte zu. Das bedeutet, dass eine höhere Güte eine geringere Bandbreite verursacht. Hat beispielsweise ein Schwingkreis eine Frequenz von 1 MHz und ist die Güte 100, dann ergibt sich eine Bandbreite von 10 kHz.

  2. ;Der Q-Wert von Antennen

    Bei Antennen wird der Gütefaktor aus der Relation der Mittenfrequenz zur Antennenbandbreite errechnet. Wobei die Mittenfrequenz aus dem Mittelwert der oberen und unteren Grenzfrequenz errechnet werden kann. Q = fc/(f2-f1), mit fc als Mittenfrequenz, f1 als untere Grenzfrequenz und f2 als obere Grenzfrequenz. Je größer der Q-Wert desto schmalbandiger und je niedriger der Q-Wert desto breitbandiger sind Antennen.

  3. Der Gütefaktor zur Bewertung von Lautsprecher-Chassis

    Auch in der Akustik benutzt man den Begriff Gütefaktor in Zusammenhang mit Lautsprecher-Chassis. Der Gütefaktor ist ein Maß für die Membrandämpfung, der in die Berechnung der Lautsprecherbox eingeht. Man unterscheidet zwischen vier verschiedenen Gütefaktoren:

    Qes kennzeichnet die elektrische Dämpfung des Lautsprechers, die durch die Schwingspule im Magnetfeld verursacht wird. Der Qes-Gütefaktor ergibt sich aus dem Quotienten der Lautsprecherimpedanz bei dessen Resonanzfrequenz zum ohmschen Widerstand der Schwingspule.

    Qms ist die mechanische Güte, die durch Reibung an der Zentriermembran entsteht. Der Qms-Wert beschreibt das Verhältnis einer erhöhten Membranauslenkung zur normalen Membranauslenkung. ms ist dabei die mitschwingende Mediummassse.

    Qtc ist die Gesamtgüte, die sich beim Einbau eines Lautsprecher-Chassis in eine Lautsprecherbox ergibt. Durch die Federsteifigkeit der Luft ist die Qtc-Güte höher als die Freiluftgüte (Qts) und bestimmt im Wesentlichen die Klangqualität des Lautsprechers.

    Qts ist der Gütefaktor, in dem sich das Dämpfungsverhalten des Lautsprechers widerspiegelt. Dieser Q-Faktor setzt sich aus der Summe der elektrischen und mechanischen Güten zusammen und wird auch als Freiluftgüte bezeichnet. Er geht unmittelbar in die Gehäusegüte ein.

    In der Praxis wird ein Q-Wert angegeben. Er spielt für die Wiedergabequalität eine bedeutende Rolle. Er kann zwischen 0 und 2 betragen. Je niedriger der Q-Wert ist, desto besser ist das Verhalten gegenüber transienten Signalen, allerdings ist die Lautsprecherbox größer und begrenzt bei höheren Frequenzen. Ein Q-Wert von 0,5 gilt als optimal gedämpft. Hat eine Lautsprecherbox einen von 0,7, dann hat sie im Frequenzgang keine ausgeprägten Spitzen.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Gütefaktor
Englisch: quality factor - Q
Veröffentlicht: 04.03.2015
Wörter: 529
Tags: #Passive Bauelemente
Links: Akustik, Antenne, Bandbreite, Blindwiderstand, Dämpfung