Hyvyysluku
Wikipedia
Hyvyysluku (myös Q-arvo) kuvaa värähtelyn amplitudin suhdetta värähtelyn vaimenemiseen. Mitä kitkattomammin esimerkiksi heiluri liikkuu edestakaisin, tai mitä suurempi värähtelevän RLC-resonanssipiirin reaktanssi on verrattuna värähtelyä vaimentavaan resistanssiin, sitä suurempi on sen hyvyysluku.
Hyvyysluku on värähtelijään varastoituneen energian ja yhdessä jaksossa häviävän energiamäärän suhde. Hyvyysluvun käänteisarvo on häviökerroin.
Suuri hyvyysluku tarkoittaa, että järjestelmä värähtelee resonanssitaajuudellaan voimakkaasti, mutta siitä poikkeavilla taajuuksilla hyvin vähän. Pienempi Q-arvo puolestaan tarkoittaa sitä, että järjestelmä värähtelee huonommin, mutta resonanssialue on laajempi. Sähköisen RLC-resonanssipiirin kaistanleveys B voidaan laskea hyvyysluvun Q ja keskitaajuuden ω0 perusteella kaavalla B = ω0 / Q
Myös kaiuttimen bassoresonanssin voimakkuus ilmaistaan hyvyysluvun avulla. Useimmiten kaiutinelementin kotelo pyritään mitoittamaan niin, että bassotoiston vaste ulottuu mahdollisimman matalille taajuuksille suorana. Tällaisen Butterworth-kytkennän hyvyysluku on 0.707. Suurempi hyvyysluku aiheuttaa sen, että kaiutin jää hetkeksi värähtelemään ominaistaajuudellaan muita taajuuksia voimakkaammin ja toisto muuttuu epätarkaksi. Pienemmillä arvoilla puolestaan käy niin, että kaiutinelementin värähtely vähenee ja bassotoisto yltää matalammille taajuuksille, mutta voimakkuus heikkenee.
Vahvistinkytkennöissä hyvyysluku pyritään pitämään pienenä, jotta vältyttäisiin kytkennän värähtelemiseltä. Oskillaattoreissa puolestaan pyritään useissa sovelluksissa mahdollisimman suureen hyvyyslukuun, jolloin kohinataso jää matalaksi ja taajuus voidaan määrittää mahdollisimman tarkasti. Toisaalta värähtelijän käynnistyminen tulee hitaaksi; värähtelyamplitudi kasvaa aikavakiolla Q / f, jossa Q on hyvyysluku ja f värähtelytaajuus. Esimerkiksi pietsosähköisen kvartsikiteen hyvyysluku voi olla sata tuhatta.
