关键词 : 工作原理, 放大器, 射频
问：什么是虚拟负载，它们是如何使用的？
虚拟负载是用于增加器件负载的工具，以便对放大器或RF系统进行测试。如果在测试时无负载，某些器件可能会损坏。RF器件必须在附加虚拟负载的情况下进行测试。
在音频中，虚拟负载用于测试放大器的处理能力（而不会产生强烈的声音），并诊断放大器内部的问题。
在RF中，虚拟负载用于模拟系统上的天线负载，而不会产生无线电波。在将RF器件量产之前，相关人员还会使用这些负载来调谐器件。他们会模拟与放大器相连的完美调谐的天线。
- 放大器的虚拟负载
在测试音频放大器时，如果用户不希望通过扬声器发出过多噪声，则可使用功率电阻。在测试期间，扬声器会将过量噪声引入系统，这可能导致用户错误地诊断问题区域，而这很可能并不是真正的问题所在。如果测试放大器，连接的扬声器会充当麦克风，拾取可听噪声并显示在示波器上，从而导致诊断错误。
近日，我观察了一位技术人员修理旧式电子管吉他放大器的过程，该放大器在使用时会产生过大的噪声。该修理人员先通过与输出端相连的扬声器来测试放大器。当敲击电子管时，扬声器拾取了轻击管子所发出的噪声，并使其显示在示波器上。为了证实这一点，他对着扬声器咳嗽，随后示波器上产生了巨大的峰值。接着，他断开扬声器，将虚拟负载插入输出端，并执行相同的测试。加载虚拟负载之后，再次完成了敲击测试。这一次，发出噪声的部分即为故障管。如果没有使用虚拟负载，用户很容易将其他管子误诊为问题管，而事实上只有一个管子存在问题。
放大器的虚拟负载范围很广，从单个功率电阻到电阻阵列，甚至是台式电子负载。虚拟负载可以很简单，也可以很复杂，具体取决于用户的需求。在一些版本中，设计者利用开关让用户在三种不同的负载电阻之间进行选择。设计者借助电阻使负载分别为4欧姆、8欧姆或16欧姆虚拟负载，具体取决于开关的位置。这是通过将8欧姆电阻分别置于串联、并联或串并联配置中来实现的。
台式电子负载是专门的测试设备，可以调谐成多种不同的负载大小，以适应多种不同的测试需要。如果你需要测试一系列不同的负载，这可能是最好的选择，除非你有大量的功率电阻库存。这类器件的另一个优势在于，无需重新为器件布线即可改变负载。如要使用多个电阻，则需要在每次更改时将其连接到系统。点击以下连接，查看Digi-Key在售的各种不同的电子负载：https://www.digikey.cn/short/z2nr2v
在设计借助功率电阻的虚拟负载时，需要注意的是功率电阻的降额。以零件编号RHRD-8.0-ND（Vishay零件编号RH0508R000FE02 ）为例，其规格书中指明，在利用适当的散热器时，该电阻的额定值为50W。然而，如果没有散热器，该电阻的额定值仅为20W。如果深入研究规格书，你会发现，其推荐的散热器尺寸为291平方英寸，厚度为0.059英寸。如果这是一个平面铝板，则尺寸为12″x 12″x0.059″。如果设计者希望制造微型虚拟负载的话就必须牢记这一点，因为如果无法满足散热器的这些规格，则可能无法达到预期的性能，甚至导致失败。
此外，还需注意，在选择负载电阻时，必须选择无感电阻。如果被测器件达到较高的频率额定值时，这一点尤其重要。
- RF项目中的虚拟负载及其应用
RF应用中的虚拟负载用于模拟供测试的电力负载。在RF情况下，可使用虚拟负载来代替天线。由于使用了虚拟负载，系统不会发射任何无线电波。如果在这种情况下使用天线，系统可能会发射不必要的电波，这可能会干扰其他器件或技术。如果不使用负载，则可能会导致系统损坏。
RF应用的虚拟负载由若干部件构成。RF虚拟负载的基本部件为连接器和电阻。大多数情况下，电阻为50欧姆。另一个需要了解的额定值是系统传输功率，因为电阻必须能够处理该功率。如果电阻的额定功率接近发射器的输出额定功率，则电阻产生的热量就可能成为问题。在这种情况下，最好将器件设计为具有额外的散热功能。
我发现，大多数低成本构建都将这两个器件安装到一个外壳中，且未再使用其他部件。即便是非常简单的构建（如上述情况），也必须多加考虑更高频率项目中使用的负载。这是由在较高频率下引入器件中的电感量所致。尤其重要的是，在这些构建中使用无感电阻。必须遵循良好的RF实践，才能确保信号从连接器传输到虚拟负载的过程中不会失配。
我在搜索本主题时出现最多的应用是业余无线电，用户在器件上线之前，会使用虚拟负载来进行调谐。此外还有许多其他应用，如维护期间的雷达系统。
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