《无问西东》这部电影相信很多人都看过，在片中有一幕给观众留下深刻印象的场景是西南联大上的一节课，老师在重点强调着一个电路特性——品质因数Q（Quality Factor）。这个小木匠认为这是电路中最重要的一个参数，被老教授多次强调，并引发了我们今天要分享的话题。
Q0是许多射频器件的关键特性，如电感L、电容C和LC谐振电路等。然而，由于其常见性，有时会对其本质意义忽视或遗忘。Q代表Quality的首字母，它反映了元器件的品质好坏。Q0即为品质因数（Quality Factor）。
最早提出Q概念的是美国西屋电气公司的工程师K S Johnson。当时，他正在评估不同线圈的性能和质量。在研究过程中，他发展了Q的概念。有趣的是，他选择字母Q是因为字母表中的其他所有字母都已被占用，现在看来，字母Q正合适用于品质因数。实在是巧合之妙。
品质因数是一个适用于物理或工程领域的概念，有时也称为Q因子。该因子是一个无量纲参量，用于表示谐振元件内的能量损耗，这些谐振元件可以是机械结构中的元件，如摆动装置，或电子电路中的任何元件，如谐振电路。
Q表示与系统存储的能量相比，每个周期单位所损耗的能量。因此，Q值越高，能量损失率越低，振荡减弱得更慢。
根据以上介绍，我们给出品质因数Q0在电子电路中的定义：存储在谐振器中的能量与单位周期被损耗的能量的比值。
同样，在基于带宽定义时，Q因子是工作频率F0和3dB带宽的比值。
在工程中，通常使用上述频率公式来计算谐振电路的Q0。通过对谐振器进行两端口测试，得到其S21曲线，并找到F0和F3dB，就可以计算谐振器的Q0。
在处理射频调谐电路时，Q因子的重要性是多方面的。通常情况下，高Q值是有益的，但在某些应用中可能需要定义适当的Q水平。
带宽：随着Q因子或品质因数的增加，调谐电路滤波器的带宽减小。通过减少损耗，调谐电路变得更尖锐，能量更好地存储在电路中。可以看出，随着Q的增加，3 dB带宽减小，调谐电路的整体响应增加。在许多情况下，需要高Q因子以确保实现所需的选择性。
宽带操作：许多RF应用需要宽带操作。某些形式的调制需要较宽的带宽，而其他应用则需要固定滤波器来提供广泛的频段覆盖。虽然可能需要对不需要的信号进行高抑制，但宽带操作也面临着竞争性要求。因此，在许多应用中，需要确定所需的Q水平，以提供满足宽带操作和充分抑制不需要的信号的整体性能。
振荡器相位噪声：任何振荡器都会产生相位噪声，即信号相位的随机偏移。这种噪音是不可取的，需要尽量减少。通过增加Q因子，可以通过振荡器调谐电路的品质因数来降低相位噪声。
杂散信号抑制：调谐电路和滤波器通常用于去除杂散信号。滤波器的尖锐度和Q水平越高，电路去除杂散信号的能力就越好。
振铃效应：随着谐振电路的Q值增加，损耗减少。这意味着在电路内建立的任何振荡都需要更长的时间才能消失。换句话说，电路将趋向于产生更多的"振铃"效应。这对于振荡器电路非常有利，因为它更容易建立和维持振荡，由于调谐电路中的能量损耗较少。
许多射频谐振系统需要高Q因子。对于滤波器来说，需要足够的选择性，但不能过高；对于振荡器来说，高水平的Q可以提高稳定性并降低相位噪声。在许多系统中，Q因子不应过高，否则可能导致滤波器带宽过窄，振荡器无法在所需范围内跟踪。然而，Q因子水平应倾向于高而不是低。
