В электронике , построение точка-точка является неавтоматизированным методом построения схем , который широко использовался до использования печатных плат (ПП), а автоматизированная сборка постепенно стала широко распространенной после их внедрения в 1950-х годах. Схемы, использующие термоэлектронные лампы (вакуумные трубки), были относительно большими, относительно простыми (количество больших, горячих, дорогих устройств, которые требовали замены, было сведено к минимуму) и использовали большие гнезда, все это делало ПП менее очевидным преимуществом, чем более поздние сложные полупроводниковые схемы . Построение точка-точка по-прежнему широко распространено в силовой электронике , где компоненты громоздки и удобство обслуживания является важным фактором, а также для построения прототипного оборудования с небольшим количеством или тяжелыми электронными компонентами . Распространенной практикой, особенно в старых постройках точка-точка, является использование выводов компонентов, таких как резисторы и конденсаторы, для соединения как можно большего расстояния между соединениями, что снижает необходимость добавления дополнительных проводов между компонентами.
До соединения точка-точка электрические сборки использовали винты или гайки для крепления проводов к изолирующей деревянной или керамической плате. Полученные устройства были склонны выходить из строя из-за коррозии контактов или механического ослабления соединений. Ранние морские радиостанции премиум-класса , особенно от Marconi , иногда использовали сварную медь в шинных цепях , но это было дорого. Решающим изобретением было применение пайки для электрической сборки. При пайке сплав олова и свинца (и/или других металлов), известный как припой , расплавляется и прилипает к другим, нерасплавленным металлам, таким как медь или луженая сталь . Припой создает прочное электрическое и механическое соединение.
Проводка точка-точка не подходит для автоматизированной сборки (хотя см. wire wrap , аналогичный метод) и выполняется вручную, что делает ее более дорогой и более подверженной ошибкам в проводке, чем печатные платы, поскольку соединения определяются человеком, выполняющим сборку, а не протравленной печатной платой. Для производства, а не для прототипирования, ошибки можно свести к минимуму путем тщательно разработанных рабочих процедур .
Промежуточная форма конструкции использует клеммные колодки (иногда называемые «платами с метками»), платы с ушками или платы с башнями . Обратите внимание, что если компоненты размещены на платах с метками, ушками или башнями на обоих концах и проводами, идущими к следующим компонентам, то конструкция правильно называется конструкцией с метками, ушками или башнями соответственно, поскольку компоненты не идут от точки к точке. Хотя конструкция из кордвуда может быть смонтирована аналогичным образом, плотность означает, что размещение компонентов обычно фиксируется подложкой, в которую вставляются компоненты.
Конструкция клеммной колодки, которую в сообществе ламповых гитарных усилителей часто называют конструкцией точка-точка, использует клеммные колодки (также называемые «бирочными платами»). Клеммная колодка имеет штампованные луженые медные клеммы, каждая с отверстием, через которое можно продеть концы проводов, установленные на изолирующей полосе, обычно изготовленной из дешевого термостойкого материала, такого как бумага на основе синтетической смолы ( FR-2 ) или бакелит , армированный хлопком. Изолятор имеет встроенный монтажный кронштейн, иногда электрически соединенный с одной или несколькими штампованными петлями для их заземления на шасси.
Сначала изготавливалось шасси из листового металла или дерева . Затем к нижней стороне или внутренней части шасси прикреплялись заклепками, гвоздями или шурупами изолированные клеммные колодки . Трансформаторы , большие конденсаторы , трубчатые розетки и другие крупные компоненты монтировались на верхнюю часть шасси. Их провода выводились через отверстия на нижнюю сторону или внутреннюю часть. Концы отрезков проводов или компонентов с проводными наконечниками, таких как конденсаторы и резисторы, проталкивались через клеммы и обычно сворачивались и скручивались. Когда все провода, которые нужно было подключить, были установлены на клемму, их спаивали вместе (и с клеммой).
Профессиональные сборщики электроники работали по книгам с фотографиями и следовали точной последовательности сборки, чтобы не пропустить ни одного компонента. Этот процесс трудоемкий , подвержен ошибкам и не подходит для автоматизированного производства. Даже после появления печатных плат он не требовал разметки и изготовления плат.
Конструкция «точка-точка» и клеммная колодка продолжали использоваться для некоторого лампового оборудования даже после появления печатных плат. Тепло ламп может ухудшить качество плат и сделать их хрупкими и сломанными. Деградация плат часто наблюдается в недорогих ламповых радиоприемниках, произведенных в 1960-х годах, особенно вокруг горячих выходных и выпрямительных ламп. Американский производитель Zenith продолжал использовать проводку «точка-точка» в своих ламповых телевизорах до начала 1970-х годов.
Некоторое аудиофильское оборудование, например усилители, продолжает быть подключено по схеме точка-точка с использованием клеммных выводов, [1] часто в очень малых количествах. В этом приложении современная проводка точка-точка 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 диапазоне гигагерц ) 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 компоновки печатной платы на подложке с хорошими высокочастотными свойствами (например, керамике). Пример такой конструкции проиллюстрирован в заметке по применению, описывающей генератор импульсов на основе лавинного транзистора с временем нарастания в доли наносекунды; (немногие) критические компоненты соединены напрямую друг с другом и с выходным разъемом с помощью максимально коротких выводов. [2]
В частности, в сложном оборудовании проводные схемы часто располагаются в виде «лестницы» из расположенных рядом компонентов, которые необходимо подключать к лестницам или компонентам с помощью проводных соединений. Хорошая компоновка сводит к минимуму такие связи и сложность проводки, часто приближаясь к прямой двухточечной схеме. Среди сложных устройств, допечатные ламповые осциллографы Tektronix выделяются своей очень хорошо спроектированной двухточечной схемой. [3]
Если паразитные эффекты значительны, то двухточечная и клеммная проводка имеют переменные паразитные компоненты, в то время как индуктивность и емкость, обусловленные печатной платой, одинаковы для всех образцов и могут быть надежно скомпенсированы, что может быть существенно для некоторых радиочастотных цепей. В некоторых сильно оптимизированных двухточечных радиочастотных конструкциях цепь может быть настроена путем изгибания проводов.
Размещение готового устройства в корпусе защищает цепь от воздействия окружающей среды, а пользователей — от опасностей, связанных с поражением электрическим током.
Несколько крупных брендов все еще используют платы с клеммной полосой типа «точка-точка», но обычно для специальных линеек продукции. Производитель усилителей для электрогитар Marshall перевыпустил некоторые из своих старых моделей, используя этот тип конструкции в качестве конструктивной особенности, хотя их стандартные продукты уже давно используют печатные платы. В оборудовании с термоэлектронными лампами обычно не устанавливаются лампы на печатной плате, чтобы избежать повреждения от перегрева, а вместо этого используются печатные платы для проводки, что обеспечивает экономичность серийно выпускаемых печатных плат без повреждения от перегрева.
Прототипы, которые подлежат модификации, часто не изготавливаются на печатных платах, вместо этого используется конструкция макетной платы . Исторически это могла быть буквально макетная плата, деревянная плата с компонентами, прикрепленными к ней и соединенными проводами. В последнее время этот термин применяется к плате из тонкого изоляционного материала с отверстиями со стандартным шагом 0,1 дюйма; компоненты проталкиваются через отверстия, чтобы закрепить их, и соединяются точка-точка с другой стороны платы. Тип макетной платы, специально предназначенный для прототипирования, имеет такую компоновку, но с полосками металлических пружинных контактов под сеткой отверстий, в которые вставляются компоненты, чтобы создать электрические соединения, как любой съемный разъем . Некоторая часть клемм по прямой линии в одном направлении электрически соединена, обычно группами по 5-10 с несколькими группами в ряду, они могут перемежаться столбцами, которые охватывают высоту платы для более общих соединений (обычно шины питания ). Такие макетные платы и платы-стрипы находятся где-то между печатными платами и точка-точка; Они не требуют проектирования и изготовления печатной платы и так же легко модифицируются, как и схема «точка-точка».
Stripboard — это плата с отверстиями в квадратной сетке, обычно с шагом 0,1 дюйма; все отверстия в прямой линии соединены медной полосой, как на печатной плате. Компоненты проталкиваются со стороны без полос и припаиваются на место. Полосы можно прервать, выскоблив часть меди, для этой задачи доступны резаки для stripboard, которые фактически представляют собой сверло с ручкой, они используются путем вращения в отверстиях в полосе.
Свободная конструкция может использоваться в случаях, когда печатная плата слишком велика или требует слишком много работы для изготовления небольшого количества компонентов. Используется несколько методов конструкции. С одной стороны, можно использовать монтажный карандаш с перфорированной платой, что даст аккуратные и профессиональные результаты. С другой стороны, это стиль « мертвого жука », когда микросхемы перевернуты вверх дном, а их штырьки торчат в воздух, как мертвое насекомое, выводы компонентов обычно припаиваются непосредственно к другим компонентам, где это возможно, и многие небольшие схемы не имеют дополнительных проводов. Хотя это выглядит неряшливо, свободная конструкция может использоваться для создания более компактных схем, чем другие методы. Это часто используется в робототехнике BEAM и в радиочастотных схемах, где выводы компонентов должны быть короткими. Эта форма конструкции используется любителями для одноразовых схем, а также профессионально для разработки схем, особенно на высоких частотах. [4]
Для высокочастотной работы заземленная паяемая металлическая основа, такая как медная сторона не протравленной печатной платы, может использоваться в качестве основания и плоскости заземления. Информация о высокочастотной макетной плате и иллюстрации конструкции мертвого жука с плоскостью заземления приведены в примечании к применению Linear Technologies. [4]
