Навесной монтаж и печатные платы — битва продолжается
Этот спор вечен: Что лучше, point-to-point ручная работа или PCB платы в гитарных усилителях. Добро пожаловать на страницы нашего еженедельного (будем стараться) журнала о гитарном и не только звуке. Сегодня мы поговорим о плюсах и минусах в производстве гитарных усилителей тем или иным способом.
Надеюсь, что эта статья поможет вам более точно подойти к выбору и покупке своих усилителей. В этой статье будут затронуты такие важные моменты, как надёжность, уровень шума, лёгкость ремонта, а также 2 самых важных момента для любого гитариста — звук и цена.
Что такое PTP и что такое PCB?
Наверняка есть много людей, которые не слышали о PTP (point-to-point, навесной монтаж, ручная пайка) или PCB (printed circuit board, печатные платы). А может и слышали, но не придавали особого значения. Итак, приступим. PTP схемотехника — это именно то, что зашифровано в названии — точка к точке — соединение электронных компонентов между собой наиболее коротким возможным способом при помощи ручной пайки. Этого можно добиться несколькими способами.
В некоторых усилителях и эффектах компоненты спаяны между собой без помощи каких-либо плат, это так называемый “true” PTP монтаж, это довольно прочный способ, вывести из строя который довольно трудно. Другой способ PTP монтажа — при помощи специальных монтажных плат. По сути этот способ ничем не отличается от непосредственного соединения деталей между собой, просто в таком виде все более упорядоченно, к компонентам легче подобраться и при необходимости их заменить. В обоих случаях компоненты, которые монтируются на шасси усилителя: трансформаторы, разъёмы, ламповые панели соединяются с остальными компонентами гибкими проводами.
Печатную плату (PCB) впервые запатентовали в 1903 году, хотя широкое распространение она получила только после второй мировой войны. Основной идеей было заменить громоздкие схемы в радиоприёмниках более компактным решением. PCB служит не только для того, чтобы монтировать на неё электронные компоненты, но в самой плате также есть медные трассы — для соединения компонентов между собой. Через них передаётся электричество.
Преимущество печатной платы в том, что компоненты теперь не надо соединять последовательно один за другим в одну линию. PCB позволяет вам располагать компоненты в любом удобном вам порядке, система соединений для них уже будет продумана в самой плате. Само собой такой способ монтажа допускает более сложные схемы усилителей, чем в варианте с PTP. Первые печатные платы были однослойными (односторонними), это означает, что пайка проводилась только с одной стороны платы, куда собственно и подходила медная трасса.
Позже были придуманы многослойные платы. Соответственно, пайка с двух сторон платы и несколько различных трасс к 1 компоненту. Получается опять экономия места и более хитрые инженерные решения, к тому же такой способ позволяет компонентам более прочно прикрепляться к плате и делает усилитель в целом более стойким к механическим повреждениям и вибрации.
Итак, давайте взглянем на положительные стороны PTP монтажа. Такие схемы очень хорошо переносят невзгоды транспортировки, они прочные и надёжные. Прямое соединение компонентов между собой, либо при помощи монтажных плат, как правило, занимает довольно много места, особенно если речь о “true” PTP. Как только компоненты спаяны между собой, они образуют прочнейшее соединение, стойкое к вибрации. Опыт показывает, что такие усилители работают всю вашу жизнь. Возьмите любой старый Ampeg или Fender и взгляните внутрь. 90% соединений там могут работать 40 лет и больше без каких либо проблем!
PTP схема также позволяет соединять компоненты наиболее коротким способом из возможных. Если такая схема правильно спроектирована, и все компоненты и провода расположены правильно, между ними будет минимум перекрёстных помех и паразитных связей, что непосредственно скажется на звуке усилителя в лучшую сторону. Если же схема так себе — будет вам и шум и помехи и наводки по полной программе.
PTP монтаж предполагает кропотливую ручную работу, которую можно даже назвать искусством, компоненты с большой осторожностью и точностью соединяются между собой, соблюдаются правильные углы, параллели, при этом используется минимум проводов. И здесь дело не в гордости производителей, мол, смотрите как мы паримся над звуком (хотя, конечно, не без этого). Такой осторожности и дотошности есть причины.
Любые два электрических проводника, через которые идёт ток с разным напряжением, начинают взаимодействовать между собой, создавая сопротивление. Это та самая паразитная связь о которой упоминалось выше. Борьба с такими вещами и есть самое трудное в разработке и производстве такого рода усилителей, ведь важно сохранить чистое звучание.
Слишком сильные паразитные связи сказываются на звуке в худшую сторону, особенно это заметно в высокочастотном диапазоне. Вы можете заметить, что провода в PTP усилителях не просто висят как попало — это сделано именно для того чтобы избежать ненужных помех.
PTP усилитель легко чинить и модить. Компоненты легко выпаиваются с минимальными усилиями, монтажную плату при этом не надо демонтировать. Гитарные техники обожают такие усилители. Если схема хорошая, найти неисправность очень легко, устранить её — тоже. Также компоненты можно убирать и ставить обратно по нескольку раз, и это не скажется на схеме. Это очень важный момент для любого специалиста, который чинит или модифицирует ваш усилитель.
Но, конечно же, как и во всём, в PTP есть и минусы. Во-первых это цена. Хорошо сделанный PTP усилитель стоит не в 1 раз дороже, чем обычный. Их довольно долго собирают. Поэтому знайте, что дешевых и хороших PTP усилителей не бывает. Никто не станет париться над звуком за копейки, ведь это отнимает очень много времени.
Плохая схема PTP будет содержать полный набор косяков, от которых вашему звуку не поздоровится. Как вы уже догадались, большее время на сборку, работа руками а не конвейер, требуется очень квалифицированный специалист. Если спец неграмотный, все плюсы PTP улетучиваются. Деньги немалые, а толку ноль.
В итоге имеем стоимость крутого PTP усилителя, сделанного руками в 2-3 раза больше, чем его PCB версии. Ну и последний минус — вес таких усилителей. Как правило все они довольно тяжелые. Хотя, для кого-то это не проблема.
Итак, приступаем к печатным платам. Гитаристы не особенно их почитают, скорее мирятся с отсутствием денег на PTP. Есть разные теории типа стерильного звука печатных плат, больших помех и т.п. Взглянем же на плюсы и на минусы более пристально.
Самое важное преимущество PCB усилителей — их более низкая цена. Даже многие бутики идут на то, что выпускают несколько моделей своих усилителей или эффектов в вариантах с печатными платами (например, Cornford и Mad Professor), чтобы сделать свои продукты доступными большему числу людей. Такие усилители и эффекты можно выпускать большими тиражами, в сборке большей частью участвуют машины. Людской труд минимален. Меньше себестоимость, больше усилителей, цена ниже. Покупатель доволен.
PCB усилители звучат идентично, тогда как PTP варианты из-за того что сборка ручная, всё-таки слегка различаются между собой, так как невозможно идеально воспроизвести ручной труд. Не скажу, что это плохо, но, по крайней мере, вы предупреждены. Другой важный момент — это однородность контактов компонентов с платой. При массовом производстве используется т.н. пайка волной припоя — это когда все компоненты припаиваются в один и тот же момент времени. Соединения получаются одинаковые.
А теперь давайте представим что у нас две PCB платы — хорошая и плохая. Плохие писибишки — не такая уж редкость, как бы нам хотелось. Отчасти это именно их вина в том, что многие считают PCB не вариантом для себя. Тем не менее, хорошо продуманная плата при надлежащей сборке будет звучать так же хорошо, как и навесной монтаж, причем каждый последующий экземпляр будет полной копией предыдущего.
Хорошие платы PCB имеют сквозные отверстия для компонентов, они более толстые и трассы также более массивные. Хороший пример дорогого PCB усилителя — Soldano SLO. Такая конструкция надёжна, и крайне маловероятно она разболтается. Тощина плат имеет значение. Хорошая PCB плата как правило толщиной 1/8”, трассы массивные и в принципе способны выдержать большее напряжение, чем нужно для нормальной работы усилителя. И конечно же, никаких помех и паразитных наводок в хороших PCB усилителях нет.
ОК, теперь о минусах. Очень важный момент — многие производители пытаясь снизить свои издержки, перешли к монтажу всех деталей на платы, то есть разъемов для ламп, потенциометров, входов и т.п. Минимум проводов, максимум полуфабрикат. Это проблема. Разъёмы для ламп нагреваются, нагревают схему.
Со временем все эти перепады температур от включения и выключения усилителя ведут к появлению трещин в пайке, что вам может сильно аукнуться на важном концерте в чужом городе. Дешевые пластиковые разъёмы для джеков обычно монтируются напрямую на плату. В PTP вариантах как правило используются хорошие массивные металлические разъёмы.
Вход в усилителе — это наверное самое часто используемое место после кнопки power и stand by. Естественно, со временем это даст о себе знать. Пластиковые разъёмы бывает ломаются, причем настолько неудачно, что вместе с ними ломается часть платы.
Чтобы PCB звучал бесшумно и работал без проблем, нужна хорошо продуманная схема. Конечно же, само расположение компонентов здесь играет важную роль, но не менее важна трассировка на плате во избежание паразитных взаимодействий между компонентами. Это не так просто, как может показаться.
Здесь нужен инженер, хорошо разбирающийся в аналоговых схемах. При массовом производстве усилителей всё посчитает программа. К сожалению, большинство таких программ рассчитано на цифровые схемы, они не учитывают возможные проблемы при производстве аналоговых приборов. Если инженер ошибся при разработке, вся серия получится полным г.
И наконец, платы PCB, как правило, делают из стеклоэпоксидных материалов. Как уже упоминалось выше, желательно чтобы плата была толстой с массивными разводами для компонентов, однако у производителей бывает другое мнение на этот счет. Большинство бюджетных вариантов делается с платами толщиной 1/16”, плюс платы сами по себе довольно длинные.
Если при установке платы в усилитель конструкция не позволяет сделать это без перегибов, это чревато разломом платы, ну или на крайняк — трещинками в неожиданных местах. Особенно если вы усилитель таскаете с собой. Само собой, это не то, за что вы платите деньги. Если плата сломается — усилитель можно выбрасывать.
Конечно, есть техники-ремонтники, которые, в принципе, могут такие трещины залечить и вернуть ваш драгоценный усилитель к жизни, но никаких гарантий о том что это больше не случится вам никто не даст и скорее всего повторный ремонт уже будет невозможен.
В заключение хочется сказать, что есть хорошее и там и там. Классный PCB усилитель будет звучать просто замечательно, так что вы даже не задумаетесь о том, что у него внутри. Есть ли смысл гоняться за PTP? Если есть деньги, то почему нет. Такой усилитель прослужит вам всю жизнь, а не это ли идеальная покупка?
С другой стороны можно дрожать за свои винтажные комбики, а можно играть на том, что не жалко потерять. Каждый решает сам. Надежные PCB усилители есть и их немало. Одно лишь правило остается неизменным — не стоит экономить на своём звуке. Чудес не бывает.
Если вы собрались покупать дорогую вещь, обсудите это с коллегами, узнайте мнение профессионалов и технарей. Хорошая вещь прослужит вам долго и будет радовать вас своим звуком не один год. За это мы и любим классные усилители — на них хочется играть снова и снова. Удачи вам в поисках своего звучания!
Источник
Печатная плата и навесной монтаж: в чем разница?
Не хочешь смотреть рекламу? Зарегистрируйся!
Вопрос, который уже не одно десятилетие занимает музыкальную общественность: что лучше раскрывает тональные характеристики усилителя? Ручная сборка и навесной монтаж деталей или автоматизированная установка компонентов на печатных платах? Мы решили привлечь к этой дискуссии трех гуру из мира создания усилителей, чтобы узнать ответ.
Некоторые пуристы утверждают, что усилители, схема которых собрана вручную способом навесного монтажа электроники, всегда звучат лучше, чем те, электронные компоненты которых монтируются на используемых в массовом производстве печатных платах (в англ. – PCB — printed circuit board).
Конечно, по нашим собственным ощущениям хорошая ручная сборка всегда должна быть лучше машинной штамповки. Однако усилители, собранные на печатных платах по своим характеристикам могут превосходить усилители ручной сборки, при условии продуманной и проработанной конструкции. В частности, в новой линейке усилителей Astoria от Marshall используется как навесной монтаж, так и печатные платы.
Навесной монтаж
Начнем с навесного монтажа. Что он, собственно, из себя представляет? В него входит множество различных методов конструирования.
Усилители Fender до 1986 года использовали монтажные панели (так называемые eyelet board) из диэлектрического материала с проделанными отверстиями, компоненты же продевались сквозь эти отверстия и соединялись друг с другом.
Разъемы для ламп, а также передняя и задняя панели всегда монтируются навесным способом. Также в конструкции многих ранних британских усилителей применялись бакелитовые полоски с двухсторонними рядами клемм-башенок (turret board), на которые и монтировали компоненты.
Все это в совокупности является навесным монтажом – когда каждый электронный компонент монтируется вслед за предыдущим на одной или нескольких монтажных панелях.
Этот способ установки компонентов является самым простым, но также и самым трудоемким. Все компоненты должны быть не только вручную припаяны и правильно расположены, но также каждое звено схемы должно максимально соответствовать оригиналу по своим параметрам и характеристикам.
Ранние усилители Hiwatt и оригинальные Matchless создавались с навесным монтажом. На сегодняшний день очень мало серийных усилителей производятся с навесным монтажом, хотя усилители Carr являются одним из известных примеров. Также некоторые компании используют в усилителях обновленные версии «фендеровских» монтажных панелей с отверстиями.
Печатные платы
Первоначально идея сделать токопроводящие медные дорожки на одном куске непроводящего электрический ток материала (диэлектрика) восходят к 20-м годам XX века, но только после Второй Мировой войны их начали изготовлять в больших объемах.
Есть десятки различных видов печатных плат, от самых простых односторонних с медными дорожками на стеклотекстолите (или подобном диэлектрическом материале), до комплексных многослойных и технически сложных плат, используемых в компьютерной и космической технике.
В большинстве случаев в гитарных усилителях стоят односторонние или двухсторонние платы, в которых с одной стороны припаиваются электронные компоненты, а с другой стороны проходят маленькие металлические дорожки, соединяющие все детали схемы в единую конструкцию.
Когда электронный компонент запаивается в плату, он надежно фиксируется в ней, что дополнительно повышает надежность конструкции.
Наиболее важным моментом для производителей в производстве печатных плат является возможность полностью автоматизировать паяльный процесс. Вместо трудозатратного последовательного запаивания каждого компонента, автомат на конвейере может сразу вставить все компоненты в одну плату и опустить ее в ванну с расплавленным припоем, что сокращает временные затраты на производство каждой схемы в сотни раз. Однако, не все так просто. Некоторые типы печатных плат не переносят повторное нагревание и охлаждение – они могут привести к появлению трещин, что увеличивает электрическое сопротивление токопроводящих дорожек, влияя на звуковые характеристики аппаратуры. Увеличение сопротивления в сильноточных местах может привести к тому, что дорожка может попросту сгореть.
Есть еще одно преимущество печатных плат – их однотипность и возможность многократного точного воспроизведения изначального образца. Дело в том, что каскады хай-гейн аппаратуры очень чувствительны – малейшие сдвиги компонентов даже на 1мм могут иногда повлиять на звуковые характеристики усилителя. При ручной сборке схемы невозможно достичь абсолютно одинакового расположения компонентов, по этой причине многие производители Hi-End аппаратуры, в частности, такие как Bogner и Soldano используют печатные платы высокого качества, с большой толщиной платы и толстыми медными проводниками.
Навесной монтаж и печатные платы часто соседствуют друг с другом, используя преимущества обеих технологий. В таких высококлассных усилителях как Royalist от Tone King или Astoria от Marshall используются качественные печатные платы с ручной установкой компонентов и переключателей.
По нашему опыту, лучший результат всегда достигается, когда достоинства обеих методов конструирования сочетаются вместе.
Спросим у экспертов
Все описанное выше наиболее часто встречается в подобных спорах. Но что думают профи? Мы решили узнать у троих именитых проектировщиков звукоусилительной техники, что они думают по этому поводу…
Адриан Эмсли (Adrian Emsley) – проектировщик всех усилителей Orange, от коммерчески успешной серии Crush до ограниченных изданий Custom Shop ручной сборки, которые зачастую собираются при участии самого Эмсли.
«Печатные платы и навесной монтаж имеют несколько главных отличий. Что хорошо в навесном монтаже – можно применять в конструкции большие полиэстровые конденсаторы и достойные резисторы. Эти компоненты оказывают большое влияние на звук создаваемого усилителя. К тому же, навесной монтаж проще обслуживать.
В то же время, нет ничего плохого в использовании качественных печатных плат. Хорошо продуманное расположение компонентов на печатной плате, в отличие от навесного монтажа, позволяет экономить место, это имеет особенное значение в больших и сложных схемах. Толщина медных дорожек в две унции (в метрических размерах – 2,8 мм – прим. переводчика) позволит сделать хорошо звучащий и простой в обслуживании усилитель на печатной плате. Я всегда делаю изогнутые дорожки, без прямых углов или срезов углов – таким образом достигается больше музыкальности и меньше шума.»
Марк Бартел (Mark Bartel) – основатель и разработчик бутиковых усилителей Tone King, которые являются одними из самых желанных в мире, и также известный исследованиями и разработками, применяемыми в усилителях Tone King.
«За последние 25 лет я спроектировал множество усилителей как на печатных платах, так и с использованием разных способов навесного монтажа. Я предпочитаю комбинацию из печатных плат и навесного монтажа для достижения лучшего качества звука и эксплуатационной надежности.
Надлежащее использование хорошо спроектированных печатных плат позволяет получить реальные преимущества над собранными вручную монтажными панелями с точки зрения расположения компонентов, размеров и направления, которые позволяют улучшить звучание и повысить надежность
Важнее всего на стадии проектирования свести к минимуму длину проводов и оптимизировать расположение компонентов. Многие собранные с использованием навесного монтажа схемы выглядят прекрасно, с расположенными в ряд компонентами и длинными линиями проводов с красивыми прямыми углами, но эстетическая сторона зачастую совершенно противоположна тому, что является действительно важным для технической составляющей усилителя.
За прошедшие 23 года мы построили тысячи усилителей с печатными платами, большая часть которых ездит по всему миру на постоянных гастролях. На сегодняшний день не возникло ни одной проблемы с платами в этих усилителях.»
Фил Тейлор (Phil Taylor) — признанный эксперт из Mullard Valve Company, разработчик и основатель компании Effectrode, чьи уникальные педали эффектов нашли свое место в педалбордах таких музыкантов, как Дэвид Гилмор, Питер Фремптон, Билли Корган и других.
«Если вы загляните внутрь старого усилителя Hiwatt, то вы увидите прекрасный пример навесного монтажа, где маленькие компоненты – резисторы и конденсаторы – смонтированы на платах с монтажными лепестками.
Хорошо сделанный навесной монтаж деталей выглядит красиво, однако это трудоемкая и высококвалифицированная работа. Каждый компонент припаивается вручную с осторожностью, чтобы избежать его повреждения. Сравните это с печатными платами, где все медные дорожки химически протравлены в плате. Печатная плата позволяет установить компоненты точно и без повреждений, а также упрощает и ускоряет сборку, позволяя автоматизировать процесс.
Есть также еще несколько преимуществ печатных плат: они позволяют проектировку с дополнительным заземлением, позволяя оптимизировать схему и уменьшить ее размер, а также сводя к минимуму шумы. Вдобавок это позволяет уменьшить длину проводников, а иногда и сократить количество точек пайки, гарантируя высокую целостность сигнала и надежность».
Не хочешь смотреть рекламу? Зарегистрируйся!
Источник
