Konstrukce point-to-point- Point-to-point construction
Konstrukce typu point-to-point je neautomatizovaná metoda konstrukce elektronických obvodů, která se hojně používala před použitím desek plošných spojů (PCB) a po jejich zavedení v padesátých letech se postupně rozšířila automatizovaná montáž. Obvody využívající termionické ventily (elektronky) byly relativně velké, relativně jednoduché (počet velkých, horkých a drahých zařízení, která bylo třeba vyměnit, byly minimalizovány) a používaly velké zásuvky, díky nimž byla deska plošných spojů méně zjevně výhodnější než u pozdějších složitých polovodičů obvody. Konstrukce typu point-to-point je stále rozšířená ve výkonové elektronice, kde jsou součásti objemné a zvažuje se údržba, a konstruovat prototypové zařízení s malým počtem těžkých elektronických součástek . Běžnou praxí, zvláště u starších konstrukcí typu point-to-point, je použít vývody součástek, jako jsou odpory a kondenzátory, k přemostění co největší vzdálenosti mezi spoji, čímž se sníží nutnost přidat mezi součástky další vodič.
Před připojením bod-bod používaly elektrické sestavy šrouby nebo drátěné matice k upevnění vodičů k izolační dřevěné nebo keramické desce. Výsledná zařízení byla náchylná k selhání zkorodovanými kontakty nebo mechanickým uvolněním spojů. Rané prémiové námořní rádia, zejména od Marconi , někdy používaly v obvodech přípojnic svařovanou měď, ale to bylo drahé. Zásadním vynálezem bylo aplikovat pájení na elektrickou sestavu. Při pájení se slitina cínu a olova (a/nebo jiných kovů), známá jako pájka , roztaví a přilne k jiným, neroztaveným kovům, jako je měď nebo pocínovaná ocel . Pájka vytváří silné elektrické a mechanické spojení.
Připojení point-to-point není vhodné pro automatizovanou montáž (ačkoli viz drátěný obal , podobná metoda, která je) a provádí se ručně, takže je dražší a náchylnější k chybám v zapojení než desky plošných spojů, protože připojení určuje osoba provádějící montáž spíše než pomocí leptané desky plošných spojů. Pro výrobu, místo prototypování, lze chyby minimalizovat pečlivě navrženými provozními postupy .
Mezilehlá forma stavby používá koncové lišty (někdy se jim říká „tagboards“), desky s očky nebo desky s věžemi . Všimněte si, že pokud jsou součásti uspořádány na deskách se štítky, očky nebo věžičkami na obou koncích a dráty směřující k dalším komponentám, pak se konstrukce správně nazývá tag, očko nebo konstrukce věže, protože součásti nepřecházejí z bodu do bodu. Přestože je možné konstrukci dřevěného drátu zapojit podobným způsobem, hustota znamená, že umístění součástí je obvykle fixováno substrátem, do kterého jsou součásti vloženy.
Konstrukce svorkovnice
Konstrukce koncových pásů, která je v komunitě zesilovačů lampových kytar často označována jako konstrukce typu point-to-point, používá koncové lišty (nazývané také „tagboards“). Svorkovnice má vyražené pocínované měděné svorky, každý s otvorem, kterým lze protlačit konce vodičů, připevněné na izolační pásku, obvykle vyrobenou z levného, tepelně odolného materiálu, jako je papír spojený se syntetickou pryskyřicí ( FR-2 ) nebo bakelit vyztužený bavlnou. Izolátor má integrovaný montážní držák, někdy elektricky spojený s jednou nebo více vyraženými smyčkami, aby je uzemnil k šasi.
Podvozek byl postaven jako první, z plechu nebo dřeva . Izolované svorkovnice byly poté nýtovány , přibity nebo přišroubovány ke spodní nebo vnitřní části podvozku. Na horní část šasi byly namontovány transformátory , velké kondenzátory , trubicové zásuvky a další velké součásti. Jejich dráty byly vedeny otvory do spodní nebo vnitřní části. Konce délek drátu nebo součástek zakončených vodičem, jako jsou kondenzátory a odpory, se protlačily přes svorky a obvykle se smyčkovaly a zkroutily. Když byly všechny připojované vodiče připevněny k terminálu, byly pájeny dohromady (a k terminálu).
Profesionální montéři elektroniky dříve pracovali z knih fotografií a dodržovali přesný postup montáže, aby zajistili, že jim neuniknou žádné součásti. Tento proces je náročný na práci , podléhá chybám a není vhodný pro automatizovanou výrobu. I po zavedení desek s plošnými spoji nevyžadovalo rozložení a výrobu desek s obvody.
Konstrukce point-to-point a svorkovnice se nadále používala pro některá elektronková zařízení i po zavedení desek s plošnými spoji. Teplo trubek může poškodit desky plošných spojů a způsobit jejich křehkost a zlomení. Degradace obvodové desky je často pozorována na levných elektronkových rádiových zařízeních vyráběných v šedesátých letech minulého století, zejména v okolí horkých výstupních a usměrňovacích elektronek. Americký výrobce Zenith pokračoval v používání kabelů typu point-to-point ve svých trubkových televizorech až do začátku 70. let minulého století.
Některá audiofilní zařízení, jako jsou zesilovače, jsou i nadále propojována pomocí koncových kolíků, často ve velmi malých množstvích. V této aplikaci se moderní zapojení point-to-point často používá spíše jako funkce marketingového designu než jako výsledek ekonomiky velmi malé výroby.
Někdy se stále používá skutečné zapojení point-to-point-bez svorkovnic-s velmi krátkými spojeními, na velmi vysokých rádiových frekvencích (v rozsahu gigahertzů ), aby se minimalizovala zbloudilá kapacita a indukčnost ; kapacita mezi trasováním obvodové desky a nějakým jiným vodičem a indukčnost krátké dráhy se při vysokých frekvencích stávají významnými nebo dominantními. V některých případech stačí pečlivé rozložení DPS na substrátu s dobrými vysokofrekvenčními vlastnostmi (např. Keramika). Příklad tohoto návrhu je ilustrován v aplikační poznámce popisující lavinový tranzistorový generátor impulsů s dobou trvání zlomku nanosekundy; (několik) kritických komponent je připojeno přímo k sobě navzájem ak výstupnímu konektoru nejkratšími možnými vodiči.
Zejména v komplexních zařízeních jsou drátové obvody často rozloženy jako „žebřík“ komponent vedle sebe, které je třeba k žebříkům nebo součástem připojit drátovými spoji. Dobré rozložení minimalizuje takové odkazy a složitost zapojení, často se blíží přímému bodu k bodu. Mezi komplexními zařízeními se osciloskopy s elektronkou Tektronix před deskou plošných spojů vyznačují velmi dobře navrženým zapojením bod-bod.
Pokud jsou parazitické efekty významné, zapojení bod-bod a svorkovnice má variabilní parazitní komponenty, zatímco indukčnost a kapacita způsobená deskou plošných spojů jsou pro všechny vzorky stejné a lze je spolehlivě kompenzovat, což může být u některých RF obvodů zásadní. V některých silně optimalizovaných konstrukcích RF typu point-to-point lze obvod ladit ohýbáním vodičů kolem.
Umístění dokončené jednotky do skříně chrání obvod před okolním prostředím a uživatele před elektrickými riziky.
Několik velkých značek stále používá desky typu point-to-point typu koncových pásů, ale obvykle pro speciální produktové řady. Výrobce elektrických kytarových zesilovačů Marshall znovu vydal některé ze svých starších modelů a použil tento typ konstrukce jako konstrukční prvek, přestože jejich standardní výrobky již dlouho používají desky plošných spojů. Zařízení pro termionické ventily obvykle nemá ventily namontované na desce plošných spojů, aby se předešlo poškození teplem, ale místo toho používají k zapojení desky plošných spojů, čímž se dosahuje úspory hromadně vyráběných desek plošných spojů bez poškození teplem.
Prkénko
Prototypy, které podléhají úpravám, často nejsou vyráběny na deskách plošných spojů, místo toho se používá konstrukce prkénka . Historicky by to mohlo být doslova prkénko, dřevěná deska s připevněnými součástmi a spojenými drátem. Nověji je tento termín aplikován na desku z tenkého izolačního materiálu s otvory ve standardní rozteči 0,1 palce; součásti se protlačí skrz otvory, aby se ukotvily, a zapojí se bod-bod na druhé straně desky. Typ prkénka speciálně pro prototypování má toto rozložení, ale s pruhy kovových pružinových kontaktů pod mřížkou otvorů, do kterých jsou zasunuty součásti, aby se vytvořila elektrická připojení, jako jakýkoli odnímatelný konektor . Některé části terminálů v přímém směru v jednom směru jsou elektricky spojeny, obvykle ve skupinách po 5 až 10 s více skupinami v řadě, tyto mohou být proloženy sloupci, které pokrývají výšku desky pro běžnější připojení (typicky napájecí lišty). Takové prkénka a stripboardy spadají někam mezi PCB a point-to-point; nevyžadují návrh a výrobu desky plošných spojů a lze je snadno upravit jako nastavení typu point-to-point.
Stripboard
Pásová deska je deska s otvory ve čtvercovém rastru, obvykle s roztečí 0,1 palce; všechny otvory v přímce jsou spojeny měděným páskem jako na DPS. Součásti jsou protlačeny ze strany bez proužků a připájeny na místo. Pásy lze přerušit seškrábnutím části mědi, k tomuto účelu jsou k dispozici řezačky pásů, což jsou ve skutečnosti vrtáky s držadlem, používají se otáčením na otvorech v pásu.
Konstrukce „mrtvé chyby“
Konstrukci ve volném tvaru lze použít v případech, kdy by byla deska plošných spojů příliš velká nebo příliš pracná na výrobu pro malý počet součástek. Používá se několik způsobů konstrukce. V jednom extrémním případě lze použít drátěné pero s děrovanou deskou, čímž dosáhnete úhledných a profesionálních výsledků. Na druhém konci je styl „ mrtvé chyby “, kdy integrované obvody jsou převráceny vzhůru nohama a jejich kolíky trčí do vzduchu jako mrtvý hmyz, vývody součástí jsou obvykle připájeny přímo k jiným součástem, kde je to možné, přičemž mnoho malých obvodů má žádné přidané dráty. I když to vypadá chaoticky, volnou konstrukci lze použít k vytvoření kompaktnějších obvodů než jiné metody. To se často používá v robotice BEAM a v RF obvodech, kde musí být vedení komponent zkrácena. Tuto formu konstrukce používají amatéři pro jednorázové obvody a také profesionálně pro vývoj obvodů, zejména při vysokých frekvencích.
Pro vysokofrekvenční práci lze jako základnu a zemní rovinu použít uzemněnou pájitelnou kovovou základnu, jako je měděná strana neleptané desky plošných spojů. Informace o vysokofrekvenčním prkénku a ilustrace mrtvé chyby s konstrukcí základní roviny jsou v poznámce k aplikaci Linear Technologies.
Viz také
Reference
externí odkazy
- Obrázek opravy obvodu ve stylu „mrtvé chyby“
- Progressive Wiring Techniques ukazuje příklad konstrukce point-to-point aplikované na součásti pro povrchovou montáž .
