Печатная плата и навесной монтаж: в чем разница?

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».

musicradar.com