ダミーロードとは何ですか?どのように使用されますか?

ダミーロードは、アンプやRFシステムのテストを行うためにデバイスに負荷をかけるためのツールです。テスト中に負荷を使用しない場合、デバイスによっては破損する可能性があります。RFデバイスは常にダミーロードを取り付けてテストする必要があります。

オーディオでは、大きい音を出さずにアンプの処理能力をテストしたり、アンプ内の問題点を診断したりするためにダミーロードを使用します。

RFでは、電波を出さずにシステム上のアンテナの負荷をシミュレートするためにダミーロードが使用されます。また、オンラインにする前にRF装置をチューニングするためにも使用されます。アンプに接続された完全にチューニングされたアンテナをシミュレートします。

アンプ用ダミーロード

オーディオアンプをテストする際に、スピーカを接続してテストすることで過剰なノイズを発生させたくない場合には、電力抵抗器を使用します。テスト中にスピーカから過剰なノイズがシステムに侵入することで、本当の問題ではないかもしれない箇所を誤って問題と診断してしまう可能性があります。アンプをテストする場合、接続されたスピーカがマイクの役割を果たし、可聴ノイズを拾ってオシロスコープに表示され、誤診の原因となることもあります。

最近、使用中に過度のノイズが発生する古い真空管ギターアンプを修理している人を目にしました。 修理担当者はまず、スピーカを出力に接続してアンプをテストしました。 彼が真空管を軽くたたくと、スピーカは真空管をたたいたときのノイズを拾い、オシロスコープに表示してしまいました。 彼は、スピーカに咳をしてオシロスコープに大きなスパイクを発生させ、この現象が起きていることを証明しました。 次に、スピーカを取り外し、出力にダミーロードを接続して同じテストを行いました。ダミーロードを接続した後、再度真空管を軽くたたいてテストを行ったところ、この時、ノイズが出ていたのは真空管の不良部分だけでした。もし、ダミーロードが使用されなかった場合、1つの真空管だけが本当に問題であったときに、担当者は他の真空管も問題であると簡単に誤診する可能性がありました。

アンプ用のダミーロードは、単一の電力抵抗器から抵抗器のアレイ、あるいはベンチトップの電子負荷に至るまで、様々な種類のものがあります。ダミーロードは、ユーザーが作りたいと思うならシンプルなものでも、複雑なものでも構いません。私は、設計者がスイッチを使用して、ユーザーが3つの異なる負荷抵抗の間で選択できるようにしたバージョンを見たことがあります。設計者は、スイッチがどの位置に配置されているかに応じて、負荷が4、8、または16Ωのダミーロードになるように抵抗器を設定します。これは、8Ωの抵抗器を直列、並列、または直列-並列構成に配置することで実現されます。

ベンチトップ電子負荷は、いくつもの異なる負荷サイズにチューニングして、さまざまな試験に対応できる特殊な試験装置です。さまざまな負荷の範囲をテストする必要がある場合は、電力抵抗器の大量の在庫を持っていない限り、これが最適な方法かもしれません。このタイプの装置のもう一つの良い特徴は、デバイスに再配線することなく負荷を変更できることです。複数の抵抗器を使用する場合は、抵抗器を変更するたびにシステムに接続する必要があります。Digi-Keyでは、さまざまな電子負荷を在庫しています。https://www.digikey.jp/short/zw00v5

電力抵抗器を使用してダミーロードを設計する際に留意すべきことの1つは、電力抵抗器のディレーティングです。例えば、品番RHRD-8.0-ND (Vishay品番RH0508R000FE02)( https://www.digikey.jp/short/zw007w ), を使用した場合、データシートには、適切なヒートシンクを使用すると、この抵抗器は50Wの定格になると記載されています。しかし、ヒートシンクがない場合、この抵抗器の定格は20Wにすぎません。データシートをもう少し深く掘り下げてみると、推奨されるヒートシンクのサイズは、面積291平方インチ、厚さ0.059インチと記載されています。これが平らなアルミパネルであれば、12" x 12" x 0.059 "(304.8mm x 304.8mm x 1.5mm)になります。ミニチュアのダミーロードを作ろうとしている場合、ヒートシンクの仕様が満たされていないと、期待通りの性能を発揮できず、失敗する可能性があるので、このことを念頭に置いておく必要があります。

もう一つ注意しなければならないことは、負荷抵抗器を選択する際には、抵抗器が非誘導型であることが重要であるということです。これは、テストするデバイスがより高い周波数定格になる場合に特に重要です。

RFプロジェクトにおけるダミーロードアプリケーション

RFアプリケーションでは、試験のため、電気的な負荷をシミュレートするためにダミーロードを使用します。RFの場合、アンテナの代わりにダミーロードを使用します。ダミーロードを使用しているため、システムは電波を送信しません。アンテナを使用した場合、不要な電波が送信されたり、他の機器や技術と干渉したりする可能性があります。また、ダミーロードを使用しない場合は、その結果、システムが破損する可能性があります。

RF アプリケーション用のダミーロードは、いくつかの部品から構成されます。RF用ダミーロードの基本はコネクタと抵抗です。ほとんどの場合、抵抗器は50オームが使用されます。知っておく必要のある他の定格はシステムの送信電力です。抵抗がその電力量を処理できる必要があるためです。抵抗器の定格電力が送信機の送信電力に近い場合、抵抗器によって発生する熱が問題になることがあります。その場合は、ヒートシンクを追加して装置を設計するのがベストです。

私が見つけた低コストの製作物のほとんどは、これら2つの部品を筐体にマウントし、他の部品を使用していません。このような非常にシンプルな構造であっても、高周波数プロジェクトで使用される負荷には、より多くのことを考えなければなりません。これは、高周波数になるとデバイスに導入されるインダクタンスの量が増えるためです。これらの製作物では、特に非誘導性の抵抗器を使用することが重要です。信号がコネクタからダミーロードにミスマッチなく転送されるようにするために、正しい RFの実践に従わなければなりません。

このトピックに関する私の検索で最も多く出てきたアプリケーションは、アマチュア無線家がダミーロードを使用して電波を送信前に送信機を調整する用途でした。 メンテナンス中のレーダシステムなど、他にも多くのアプリケーションがあります。




オリジナル・ソース(英語)