Конструкция «точка-точка»

В электронике , построение «точка-точка» — это неавтоматизированный метод построения схем который широко использовался до того, как использование печатных плат (PCB) и автоматизированная сборка постепенно получили широкое распространение после их появления в 1950-х годах. Схемы, в которых использовались термоэмиссионные клапаны (вакуумные лампы), были относительно большими, относительно простыми (количество больших, горячих и дорогих устройств, требующих замены, было сведено к минимуму) и использовали большие разъемы, что делало печатные платы менее очевидными преимуществами, чем более поздние сложные полупроводниковые устройства. цепи . Двухточечная конструкция по-прежнему широко распространена в силовой электронике , где компоненты громоздки и удобство обслуживания имеет большое значение, а также для создания прототипов оборудования с небольшим количеством или тяжелыми электронными компонентами . Обычной практикой, особенно в старых конструкциях с двухточечной связью, является использование выводов таких компонентов, как резисторы и конденсаторы, для перекрытия как можно большего расстояния между соединениями, что снижает необходимость добавления дополнительных проводов между компонентами.

До двухточечного соединения в электрических сборках использовались винты или гайки для крепления проводов к изолирующей деревянной или керамической плите. Полученные устройства были склонны к выходу из строя из-за коррозии контактов или механического ослабления соединений. Ранние морские радиоприемники премиум-класса , особенно от Marconi , иногда использовали сварную медь в цепях шин , но это было дорого. Важнейшим изобретением было применение пайки к электромонтажным работам. При пайке сплав олова и свинца (и/или других металлов), известный как припой , плавится и прилипает к другим нерасплавленным металлам, таким как медь или луженая сталь . Припой обеспечивает прочное электрическое и механическое соединение.

Соединение «точка-точка» не подходит для автоматической сборки (хотя см. аналогичный метод намотки проводов ) и выполняется вручную, что делает его более дорогим и более подверженным ошибкам при монтаже, чем печатные платы, поскольку соединения определяются человек, выполняющий сборку, а не с помощью гравированной печатной платы. При производстве, а не при создании прототипов, ошибки можно свести к минимуму за счет тщательно разработанных рабочих процедур .

В промежуточной форме конструкции используются клеммные колодки (иногда называемые «табличками»), доски с проушинами или револьверные доски . Обратите внимание, что если компоненты расположены на платах с метками, проушинами или турелями на обоих концах и проводами, идущими к следующим компонентам, то конструкция правильно называется конструкцией меток, петель или турелей соответственно, поскольку компоненты не переходят от точки к точке. Хотя конструкция из кордовой древесины может быть смонтирована аналогичным образом, плотность означает, что размещение компонентов обычно фиксируется подложкой, в которую вставляются компоненты.

Конструкция клеммной колодки

Нижняя часть корпуса 7-дюймового телевизора Motorola VT-71 1948 года выпуска, демонстрирующая сложность двухточечной проводки.

В конструкции клеммной колодки, которую в сообществе ламповых гитарных усилителей часто называют двухточечной конструкцией, используются клеммные колодки (также называемые «табличками»). Клеммная колодка имеет штампованные медные клеммы с луженым покрытием, каждая из которых имеет отверстие, через которое можно просунуть концы проводов, закрепленные на изолирующей полоске, обычно изготовленной из дешевого термостойкого материала, такого как бумага, проклеенная синтетической смолой ( FR-2). ), или бакелит, армированный ватой. Изолятор имеет встроенный монтажный кронштейн, иногда электрически соединенный с одной или несколькими штампованными петлями для заземления их на шасси.

шасси из Сначала изготавливали листового металла или дерева . Затем изолированные клеммные колодки были приклепаны , прибиты или привинчены к нижней или внутренней части корпуса. Трансформаторы , большие конденсаторы , ламповые розетки и другие крупные компоненты были установлены в верхней части шасси. Их провода выводились через отверстия в нижнюю часть или внутрь. Концы проводов или компонентов с проводными концами, таких как конденсаторы и резисторы, пропускались через клеммы и обычно скручивались и скручивались. Когда все подключаемые провода были подсоединены к клемме, их спаяли вместе (и к клемме).

Профессиональные сборщики электроники раньше работали по книгам фотографий и соблюдали точную последовательность сборки, чтобы не пропустить ни одного компонента. Этот процесс трудоемкий , подвержен ошибкам и не подходит для автоматизированного производства. Даже после появления печатных плат не потребовалось проектировать и изготавливать платы.

Конструкция «точка-точка» и клеммная колодка продолжали использоваться для некоторого оборудования на электронных лампах даже после появления печатных плат. Тепло трубок может привести к ухудшению качества печатных плат и сделать их хрупкими и сломаться. Деградация печатной платы часто наблюдается в недорогих ламповых радиоприемниках, выпущенных в 1960-х годах, особенно в области горячего выхода и выпрямительных ламп. Американский производитель Zenith продолжал использовать двухточечную проводку в своих ламповых телевизорах до начала 1970-х годов.

Некоторое аудиофильское оборудование, такое как усилители, по-прежнему подключается по схеме «точка-точка» с использованием клеммных контактов. ^{[ 1 ]} часто в очень небольших количествах. В этом приложении современная двухточечная проводка часто используется как маркетинговая особенность дизайна, а не как результат экономики очень мелкосерийного производства.

Иногда настоящая двухточечная проводка - без клеммных колодок - с очень короткими соединениями все еще используется на очень высоких радиочастотах (в гигагерцовом диапазоне) для минимизации паразитной емкости и индуктивности ; емкость между дорожкой печатной платы и каким-либо другим проводником, а также индуктивность короткой дорожки становятся значительными или доминирующими на высоких частотах. В некоторых случаях достаточно тщательной разводки печатной платы на подложке с хорошими высокочастотными свойствами (например, керамической). Пример такой конструкции проиллюстрирован в заметке по применению, описывающей генератор импульсов на основе лавинного транзистора с временем нарастания доли наносекунды; (несколько) важных компонентов подключаются напрямую друг к другу и к выходному разъему с помощью максимально коротких проводов. ^{[ 2 ]}

В частности, в сложном оборудовании проводные цепи часто прокладываются в виде «лестницы» из расположенных рядом компонентов, которые необходимо соединять с лестницами или компонентами с помощью проводных связей. Хорошая компоновка сводит к минимуму такие соединения и сложность проводки, часто приближаясь к прямому соединению точка-точка. Среди сложных устройств Tektronix ламповые осциллографы до печатной платы выделяются очень хорошо продуманной двухточечной разводкой. ^{[ 3 ]}

Если паразитные эффекты значительны, двухточечная проводка и клеммная колодка имеют переменные паразитные компоненты, в то время как индуктивность и емкость печатной платы одинаковы для всех образцов и могут быть надежно скомпенсированы, что может быть важно для некоторых радиочастотных схем. В некоторых сильно оптимизированных конструкциях радиочастотной связи «точка-точка» схему можно настроить, сгибая провода.

Размещение готового устройства в корпусе защищает схему от окружающей среды, а пользователей от опасности поражения электрическим током.

Некоторые крупные торговые марки до сих пор используют платы типа «точка-точка» с клеммными колодками, но обычно для специальных линеек продуктов. электрогитар усилителей для Производитель Marshall перевыпустил некоторые из своих старых моделей, используя этот тип конструкции в качестве конструктивной особенности, хотя в их стандартных продуктах уже давно используются печатные платы. Оборудование с термоэмиссионными клапанами обычно не имеет клапанов, установленных на печатной плате, чтобы избежать теплового повреждения, а вместо этого использует печатные платы для проводки, достигая экономии печатных плат массового производства без теплового повреждения.

Макет

Прототипы, подлежащие модификации, часто не изготавливаются на печатных платах, а используются макетные конструкции. Исторически это мог быть буквально макет — деревянная доска с прикрепленными к ней компонентами, соединенными проволокой. Совсем недавно этот термин стал применяться к пластине из тонкого изоляционного материала со стандартным шагом 0,1 дюйма; компоненты проталкиваются через отверстия, чтобы закрепить их, и подключаются по принципу «точка-точка» на другой стороне платы. Макетная плата, специально предназначенная для прототипирования, имеет такую компоновку, но с полосками металлических пружинных контактов под сеткой отверстий, в которые вставляются компоненты для создания электрических соединений, как в любом съемном разъеме . Некоторая часть клемм, расположенных по прямой линии в одном направлении, электрически соединены, обычно группами по 5–10, по несколько групп в ряду. Они могут перемежаться столбцами, охватывающими высоту платы для более распространенных соединений (обычно шины питания ). Такие макеты и стрипборды находится где-то между печатными платами и двухточечным соединением; они не требуют проектирования и изготовления печатной платы, и их так же легко модифицировать, как и при установке «точка-точка».

Стрипборд

Стрипборд — это доска с отверстиями в виде квадратной сетки, обычно с шагом 0,1 дюйма; все отверстия по прямой соединены медной полоской как на печатной плате. Компоненты продеваются сбоку без полос и припаиваются на место. Полосы можно прервать, соскоблив часть меди. Для этой задачи доступны ножницы для полосовой доски, которые по сути представляют собой сверло с ручкой. Они используются для вращения отверстий в полосе.

Конструкция «Мертвый клоп»

Конструкция произвольной формы может использоваться в тех случаях, когда печатная плата слишком велика или требует слишком много усилий для изготовления небольшого количества компонентов. Используются несколько методов строительства. С одной стороны, можно использовать монтажную ручку с перфорированной доской, чтобы получить аккуратные и профессиональные результаты. Другой крайностью является стиль « мертвой ошибки », когда микросхемы перевернуты вверх дном, а их контакты торчат в воздухе, как мертвое насекомое, выводы компонентов обычно припаиваются непосредственно к другим компонентам, где это возможно, при этом многие небольшие схемы имеют никаких дополнительных проводов. Хотя конструкция произвольной формы выглядит неряшливо, ее можно использовать для создания более компактных схем, чем другие методы. Это часто используется в робототехнике BEAM и в радиочастотных схемах, где выводы компонентов должны быть короткими. Такая форма конструкции используется любителями для одноразовых схем, а также профессионально для разработки схем, особенно на высоких частотах. ^{[ 4 ]}

Для высокочастотной работы в качестве основания и заземляющей пластины можно использовать заземленное паяемое металлическое основание, такое как медная сторона непротравленной печатной платы. Информация о высокочастотном макете и иллюстрации мертвой ошибки с конструкцией заземляющего слоя находятся в примечаниях к применению Linear Technologies. ^{[ 4 ]}

См. также

Проволочная обмотка

Ссылки

^ musicradar.com
^ Линейная технология AN47 — Методы высокоскоростных усилителей , стр.AN47-94, рисунок D3, глава генератора лавинных импульсов. «С длиной выводов… следует экспериментировать, чтобы добиться наилучшей чистоты выходного импульса».
^ Иллюстрация внутренней части осциллографа Tektronix 310A со сложной двухточечной проводкой с использованием керамических, а не бумажных клеммных колодок.
^ Jump up to: ^а ^б Линейная технология (август 1991 г.). «Примечания по применению 47: Методы высокоскоростных усилителей» (pdf) . Проверено 14 февраля 2016 г. , описывает и иллюстрирует макеты с мертвыми ошибками с заземлением и другие методы прототипирования. Показано на рисунках F1–F24 со стр.AN47–98. Информация о макетировании на страницах с AN47-26 по AN47-29.

Внешние ссылки

Изображение патча в стиле «мертвого жука».
В журнале Progressive Wiring Techniques показан пример построения «точка-точка», применяемого к компонентам для поверхностного монтажа .

[1] usicradar.com

[2] Линейная технология AN47 — Методы высокоскоростных усилителей , стр.AN47-94, рисунок D3, глава генератора лавинных импульсов. «С длиной выводов… следует экспериментировать, чтобы добиться наилучшей чистоты выходного импульса».

[3] Иллюстрация внутренней части осциллографа Tektronix 310A со сложной двухточечной проводкой с использованием керамических, а не бумажных клеммных колодок.

[an47-4] Jump up to: ^а ^б Линейная технология (август 1991 г.). «Примечания по применению 47: Методы высокоскоростных усилителей» (pdf) . Проверено 14 февраля 2016 г. , описывает и иллюстрирует макеты с мертвыми ошибками с заземлением и другие методы прототипирования. Показано на рисунках F1–F24 со стр.AN47–98. Информация о макетировании на страницах с AN47-26 по AN47-29.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]