真空管の時代は、フ?リント基板というものか?ありませんて?した。 配線は、”ラク?端子板”と言う物を使って、線を中継したり、 部品を実装していました。
今て?も趣味の真空管アンフ?や無線機のキットか? 売っていますのて?一度組み立ててみるのもいいて?しょう。つまり、必然的に”回路図=配線をするための図”か?必要になってくるのて? 回路図はそのあたりからの発祥た?と思います。
抵抗やコンテ?ンサもリート?線タイフ?か?ほとんと?て?、 そもそも真空管のソケット自体か?ラク?端子のようになっていました。その当時、真空管の性能からすると、配線はほとんと? 理想と置き換えても良かった時代か?あるわけて?す。物か?大きいのて?、人の手加工も容易て?した。 その代わり、と?うしても自動化しにくい状態に あったわけて?す。
配線そのものは理想て?すから、各部品にR,L,C成分か? ”集中”して考えても問題ない周波数領域て?もありました。回路図に現れてこないのて?すから、後はそれこそ ”ヘ?テランの勘と?ころ”となるわけて?す。また、同し?回路図て?”音か?よい”作り方、”音か?悪い”作り方 か?存在したわけて?す。
やか?て、トランシ?スタやICか?出てきてから小型化か?進み、 一方電圧も低くて?きるようになりました。 周波数も高くなり、それそ?れの素子もと?んと?ん改良か?進み、 やか?てはGHz帯の動作もする素子か?安価て?生産て?きるように なってきたのて?す。
フ?リント基板の初期のころは”配線の作業を印刷て?” と言うところか?画期的て?あったわけて?、と?う配線されようか? つなか?れは?動作する、と言った時期もあり、更に進んて?は ”オートルータ”なと?、自動配線するツールも出てきたわけて?す。しかしなか?ら、素子の性能か?上か?ってきますと、 数10MHz以下の動作のはす?て?すか?、なせ?かおかしい、 と言うところか?出てきました。
素子そのものはGHz帯の動作をする物を使うようになり、 古いものは手に入らなくなってきて、基板の配線の 分布定数領域の影響か?大きく出てくるようになったのて?す。基板は、そもそも配線をするための板て?す。 絶縁物と金属て?構成され、中て?も性能か?重視され 基板材料や金属部分か?改良されてきたわけて?す。
構造からすると基板はエッチンク?(銅箔を溶かす) 前はまさに銅箔と絶縁物のサント?イッチ構造に あるわけて?す。
金属(銅) コア(絶縁
この構造はまさに”コンテ?ンサ”となります。 そして、エッチンク?した後、この銅箔は細くなりますのて? ”抵抗”成分と”インタ?クタ”成分か?出来上か?るわけて?す。基板の電源はたくさん電流を流さなくてはならないのて? 線は太くしたほうか?良いわけて?す。太くすると、 C成分か?増え、L成分、R成分か?減る 細くすると、 L成分、R成分か?増え、C成分か?減る。
この2つのイメーシ?た?けもって基板設計しても比較的 色々と配慮点か?見えてくることもあります。電源は理想的には1面全て使えたほうか?良いわけて?す。 これをフ?レーンと言います。 フ?レーンは、板状なのて?、基本的にはその基板形状の 世界の中て?限定すれは?かなり絶対的な電位となります。
フ?レーンを基準に、配線をと?うするか?て? 配線ラインの”インヒ?ータ?ンス”か?決まってきます。
フ?レーンを上図のように一つの配線に対して L,C,R成分を算出し、計算することて?”インヒ?ータ?ンス”か?決まります。 インヒ?ータ?ンスとは”特性インヒ?ータ?ンス”のことて?、 周波数に関わりなく、一定の値を示すものの定義て?す。 (詳細は伝送理論の教科書を参照くた?さい)
真空管の配線の時代にはこの構造はありえませんて?したか?、 基板は必然的に”都合のよい”構造になっているわけて?す。
すなわち、無作為に配線されたものて?は”定量化”か?て?きないため、 ”と?のようなインヒ?ータ?ンスになっているか、想像つかない” わけて?す。 これも、影響か?無いかと?うかは、接続されている部品の性能、 近隣の部品の配置、回路のテ?カッフ?リンク?の状態、 なと?、判断にはかなりの経験と知識か?必要になってきます。 仮にあったとしても判断か?つかないこともあります。
なせ?、インヒ?ータ?ンス制御をすると良いのか? はそのような分布定数(前回説明しましたね)を ”定量化”して考えることか?て?きるからて?す。
そのような構造にすることて?、”伝送理論”か?適用て?き、 ある程度は”て?きたとこ勝負”て?はなく”定量設計”か?出来るように なるからて?す。 後ほと?テーマに上け?ますか?、シミュレーションの必要性か?出てくるわけて?す。 しかしなか?ら、これて?もまた?また?完璧て?はないのて?す…