Vous pouvez apprendre beaucoup de choses à partir d'un mannequin (charge)

Aug 11, 2023

Si vous travaillez sur des circuits RF (même si vous n'êtes pas un opérateur radioamateur), vous devriez disposer d'une charge factice. Une charge factice est une « antenne » non radiative avec une impédance connue que vous pouvez utiliser pour tester votre circuit RF sans rayonner. Pour le travail radio, vous avez généralement juste besoin d'une résistance de 50 ohms non inductive (au moins aux fréquences qui vous intéressent) et capable de dissiper la quantité d'énergie que vous attendez d'elle (au moins pendant une courte période). temps). [VO1PWF] voulait une charge factice et a construit la sienne. La Cantenna (pas du genre de Pringle ; voir à droite) était une conception de charge factice célèbre lorsque Heathkit était en activité. Il s'agissait d'une seule tige de carbone immergée dans un pot de peinture rempli d'huile de transformateur (dont nous savons maintenant qu'elle était pleine de PCB dangereux ; et nous ne parlons pas de circuits imprimés). La conception de [VO1PWF] est un peu plus pratique, utilisant des résistances en parallèle (20 résistances 1K), un boîtier de tuyau en plastique et de l'huile minérale pour garder le tout au frais.

La raison d'être des résistances parallèles est de maximiser la capacité de gestion de la puissance. Les résistances sont des unités de 3 W, donc la charge factice – en théorie – peut gérer 60 watts. Souvent, les résistances de haute puissance sont enroulées en fil et ont donc une bonne inductance parasite qui rend la charge factice réactive (ce qui n'est pas une bonne chose car cela fait varier l'impédance de charge en fonction de la fréquence). Ils fabriquent des résistances bobinées non inductives, mais celles-ci ne sont pas vraiment non inductives. Le fil s’enroule dans deux directions différentes, l’inductance a donc tendance à s’annuler. Nous ne leur ferions pas confiance comme étant une pure résistance dans une conception de charge fictive de haute puissance.

Il y a cependant trois choses que nous avons remarquées à propos du projet. Nous aurions fait correspondre les résistances puisque même une petite différence de valeur (ou même une petite différence dans les joints de soudure) fera que la résistance de valeur la plus basse prendra beaucoup plus de courant que les autres. Par exemple, si toutes les résistances étaient réellement de 1K, à l'exception d'une résistance faible de 5 % (950 ohms), la faible résistance dissipera près de 3,15 watts.

La situation s'aggraverait si les autres valeurs étaient toutes élevées à 5 %, et c'est une situation typique puisque de nombreux fabricants trient des valeurs précises pour des tolérances plus élevées ; dans un lot de 5 % de résistances, aucune n'est susceptible d'être à moins de 1 % de la valeur nominale, car si c'était le cas, elles auraient été marquées comme des résistances à 1 %. Augmentez le spread (avec 10% de résistances par exemple) et c'est encore pire. En pratique, vous souhaiterez probablement déclasser les résistances afin que, par conception, elles restent bien en dessous de leur puissance maximale de conception afin de rendre le circuit plus indulgent en matière de tolérance et de différences de câblage. De plus, pendant de courtes durées, les résistances n'explosent pas si elles dépassent légèrement leur puissance nominale. Cependant, il n'est probablement pas judicieux d'essayer d'utiliser la totalité des 60 W dans cette charge pendant un certain temps.

Le travail de soudure a été soigné et assez court. C'est la deuxième chose que nous avons remarquée : sur une Cantenna, le câblage va ajouter une réactance parasite et rendre la charge factice moins utile à certaines hautes fréquences. Il serait intéressant de savoir où se situe cette fréquence. Le fil de bus est assez épais, mais l'utilisation de quelque chose d'encore plus gros (comme le matériau PCB dans la vidéo ci-dessous) pourrait augmenter la fréquence utile.

La dernière chose sur laquelle nous nous sommes interrogés était l'utilisation de l'ABS pour le boîtier. Même avec une Cantenna, il existe des histoires célèbres d'opérateurs travaillant en DX (longue distance) alors qu'ils étaient accidentellement accrochés à une charge factice et qu'ils réussissaient néanmoins à passer. Et la Cantenna était dans un boîtier métallique. Nous nous attendons à ce qu’une charge factice en PVC rayonne beaucoup plus. Et même si c'est toujours mieux que d'utiliser une antenne, et électriquement, ce n'est pas un problème, nous aimerions voir quelques mesures de test de la puissance rayonnée.

Nous voyons par exemple un certain nombre de charges factices qui sont des charges programmables pour les pilotes de LED. Cependant, nous ne voyons pas beaucoup de charges non inductives de haute puissance pouvant être utilisées avec une radio. La vidéo ci-dessous montre une conception similaire avec une boîte métallique et des barres omnibus plus épaisses, plus proche de l'ancienne conception Heathkit, bien qu'elle utilise toujours plusieurs résistances.