Dobroć Q filtru (lub obwodu rezonansowego) opisuje "ostrość" rezonansu. Dla filtru RLC w przybliżeniu zachodzi zależność Q = f0 / BW, gdzie f0 jest częstotliwością środkową (rezonansową), a BW to szerokość pasma (typowo mierzona dla spadku o -3 dB).
Jeżeli Q rośnie, to przy stałym f0 oznacza to mniejsze BW, czyli filtr przepuszcza węższy zakres częstotliwości. W praktyce widzimy to jako większą selektywność i stromsze zbocza charakterystyki amplitudowej w pobliżu pasma przepustowego.
W pytaniu kluczowa jest definicja współczynnika prostokątności: K = BW(-60 dB) / BW(-3 dB). Idealny filtr "prostokątny" miałby pionowe zbocza, więc szerokości pasma wyznaczone dla różnych poziomów tłumienia byłyby prawie takie same, a wtedy K dąży do 1. W filtrach rzeczywistych zbocza są łagodniejsze, więc aby osiągnąć większe tłumienie (np. -60 dB), trzeba odejść dalej od f0, co daje K > 1.
Gdy zwiększamy Q, zbocza robią się bardziej strome, więc BW(-60 dB) "zbliża się" do BW(-3 dB). W konsekwencji iloraz K maleje (zbliża się do 1). Dlatego poprawna jest odpowiedź: "zmniejszenie współczynnika prostokątności" (przy podanej definicji K).
Pozostałe odpowiedzi są niepoprawne z typowych powodów:
- "zwiększenie współczynnika prostokątności" – byłoby prawdziwe tylko przy innej, odwróconej definicji (np. jako 1/K) albo przy myleniu "prostokątności" z "selektywnością". Przy K=BW(-60)/BW(-3) wzrost Q daje spadek K.
- "zwiększenie częstotliwości środkowej f0" oraz "zmniejszenie częstotliwości środkowej f0" – f0 w typowym filtrze RLC wynika głównie z wartości L i C (zależność rezonansowa), a sama zmiana dobroci Q nie jest zmianą tych elementów; Q opisuje m.in. straty/tłumienie i szerokość pasma.
W nauce do egzaminu warto zapamiętać dwa fakty: większe Q → węższe pasmo oraz większe Q → lepsza "prostokątność" w sensie K bliższego 1, jeśli K jest zdefiniowane jako stosunek dwóch szerokości pasma dla różnych poziomów tłumienia.
