Привет, друзья!
Что может быть романтичнее для мятущейся души радиолюбителя, чем схема на транзисторах? Схема на лампах? Возможно! Но вот меня, например, миновала эта ламповая ретро-волна, хотя я вполне могу понять тягу к радиолампам, и ни в коем случае не склонен осуждать этого увлечения. Но для меня ближе транзисторы!
В нашем наэлектризованном мире, где уже на каждый чих есть готовое интегральное решение, транзисторы остаются одной из немногочисленных возможностей прикоснуться к настоящей радиолюбительской романтике! А еще ностальгия... Я помню свои первые приемники прямого усиления на германиевых транзисторах. П416 в высокочастотных каскадах, а МП39 в низкочастотных. И питание отрицательной полярности! И дефицит резисторов, которые приходилось спаивать в гирлянды, чтобы получить эту самую половину напряжения питания на коллекторе... И из приборов только Ц-20!
В общем, иногда я балуюсь транзисторными схемками. Создать буферный каскад, ВЧ-предусилитель или генератор - это все задачи с которыми транзисторы подчас справляются очень неплохо. Но, прежде чем делать готовое решение, приходится отрабатывать параметры схем в реале, на макетных платах. Программы для моделирования схем конечно помогают, но реальные детали, например, температурный дрейф или шумы, вносят подчас свои коррективы и иногда немалые.
Обычно для макетирования я, как и подавляющее большинство радиолюбителей, использую простейшие макетные платы, или, как их еще называют, платы слепыши. У меня самый ходовой размер 7x3 см.
Иногда на таких макетных платах получается сделать и готовую конструкцию. Например, недавний синтезатор частоты для коротковолнового SDR-приемника сделан именно на такой плате.
Несомненным достоинством этих плат является их универсальность. Стандартный шаг металлизированных отверстий допускает любые вариации по установке деталей. Однако, вместе с универсальностью приходят и неудобства. Запаянные в отверстия детали нужно как-то соединять между собой. Начинаются перемычки, провода, просто нашлепки припоя, замыкающие соседние дорожки. Если схему только раз собрать и она заработала, то еще ничего, а если приходится налаживать, заменять детали, устранять неисправность (что обычно и бывает), соединения начинают отнимать довольно много времени.
Перепаивая в очередной раз одну из своих макетных схем я задумался,- нельзя ли этот процесс упростить. Ведь по сути любая транзисторная схема это набор узлов, которые соединяются между собой деталями. В обычном слепыше узел (а это бывает до 5 связанных контактов) приходится заливать припоем или делать перемычки, что создает неудобства при перепайке. А что если узлы уже предусмотреть на макетной плате? Тогда правильно размещая детали можно попробовать вообще избавится от соединительных элементов! Это раз!
Кроме того, бывает так, что нужных DIP-элементов (резисторов или конденсаторов) нет под рукой. Зато много SMD, которые я, в основном, и использую в своих конструкциях. А установить и, тем более, заменить SMD-компонент на обычной монтажке, не очень удобно! А что если предусмотреть наравне с DIP-элементами возможность установки и SMD-деталей. Это два!
Вот эти два соображения и побудили меня начать разработку собственной версии макетной платы для отладки конструкций на транзисторах. В ходе разработки хотелок появлялось все больше и, в конечном итоге, появилось законченное изделие, которое я хотел бы представить на суд моих дорогих читателей!
Вот так выглядит разработанная и заказанная небольшой партией макетная плата для отладки транзисторных схем.
Видно, что с лицевой стороны плата представляет собой набор узлов, в каждый из которых могут быть установлены до 4-х DIP-элементов и до 8 SMD-деталей. Вот как выглядит узлы при ближайшем рассмотрении.
Естественно, транзистор впаивается между любыми тремя соседними узлами. Чуть ниже я приведу пример, а в конце материала будет ссылка для скачивания Gerber-файла.
Между узлами расположено отверстие, обозначенное символом "земля". Это не случайно! Дело в том, что с обратной стороны (2-й слой макетной платы) представляет собой сплошную "земляную" поверхность.
Такое решение позволяет получить как минимум два преимущества. Во-первых, "земля" есть в любой точке макетной платы. К ней не нужно тянуть дополнительные провода! А во-вторых, сплошной слой земли делает более простой макетирование и наладку высокочастотных схем.
Для питания конструкций предусмотрено две раздельных шины. Одна проходит сверху макетной платы, другая - снизу. Использовать такое решение можно по-разному. Можно, например таким образом разделить питание высокочастотной и низкочастотной частей схемы, можно сделать несколько напряжений питания, а можно реализовать и двухполярное питание. Для "земли" эти шины использовать не обязательно! Напомню, "земля" есть везде. Хотя никто не мешает и одну из шин соединить с ней.
Слева и справа, вдоль коротких сторон платы расположены ряды отверстий под стандартные гребенки контактов. Сюда можно вывести как сигнальные линии, так и линии питания или управления, например от микроконтроллера. Чуть позже я придумал для них лучшее решение. Об этом ниже.
Приведу пример использования такой макетной платы для решения одной практической задачи. Если внимательный читатель помнит, то в моей лаборатории нет высокочастотного генератора. В то же время мне регулярно приходится налаживать высокочастотные схемы. Так вот, для этих целей я использую массив кварцевых генераторов, которые я сделал именно на такой макетной плате. Вот как это выглядит.
На плате я разместил три кварцевых генератора, собранных по самой распространенной схеме емкостной трехточки. Частоты: 4, 14 и 25 МГц. Дежурная схема из моей рабочей тетради.
В качестве транзисторов использованы 2N2222. Генераторы между собой не связаны. Только "земля" общая. У каждого свои контакты для питания и выходного сигнала. Черные - земля, зеленые - сигнал, красные - питание.
Вот один из генераторов вблизи.
Видно, что есть место и для SMD-компонентов. Если приглядеться, то сверху можно разглядеть резистор формата 0805. А теперь, посмотрим снизу.
Вот об этом я и говорил. Правильно размещенные детали не требуют дополнительных соединений. Всего один проводок соединяет один из узлов с землей. То есть трудоемкость монтажа кардинально облегчена! Легче и детали заменять в случае их неисправности или при наладке.
В будущем, я планирую сделать несколько законченных конструкций на таких печатных платах. Присоединяйтесь к каналу, если вам интересно!
Тем не менее, совершенству нет предела! В ходе работы с платами я решил, что одиночные контакты для боковых разъемов не соответствуют общей беспроводной концепции, поскольку к ним нужно все же подводить провода, вместо того, чтобы просто впаять резистор или конденсатор. Поэтому печатная плата была немного доработана. Вот как она выглядит теперь на модели.
Обратите внимание, вертикальные ряды отверстий под разъемы (слева и справа) теперь парные. Так к ним удобно подпаивать провода или радиодетали. В архиве именно эта, доработанная версия.
Сама плата спроектирована в EasyEDA.
Я обычно работаю прямо в онлайн-редакторе. И схемы черчу и платы развожу, если их заказывать. А если самому резать на фрезере, то экспортирую в SprintLayout. Там проще вручную переделывать!
Геометрические размеры платы составляют 100x50 миллиметров. Полагаю, что на ней можно делать даже довольно сложные схемы. У меня, например появилось желание сделать на ней небольшой транзисторный QRP-CW-трансивер. Подбивает меня на это один из моих подписчиков! Владимир, привет! Да, заразной идея оказалась!
Друзья, буду рад услышать ваше мнение!
Архив с gerber-файлами, необходимыми для заказа платы доступен для скачивания по следующей ссылке.
Спасибо, что читаете-смотрите Terrabyte! Подписывайтесь, если вам интересна радиолюбительская тематика, микроконтроллеры, мини-ПК, необычные компьютерные решения и инновационные разработки! Спасибо всем, кто поддерживает меня своими комментариями и лайками!
Группа ВК: https://vk.com/terrabyte
Канал на VK-Video: https://vk.com/video/@terrabyte/all
Интересные самоделки.