Почему при маршрутизации на печатной плате так сильно предпочтительны углы 45 градусов?

Я всегда удивлялся: каждая современная печатная плата направляется с шагом в 45 градусов. Почему индустрия так предпочитает это? Разве маршрутизация под любым углом не обеспечивает большей гибкости?

Одна правдоподобная теория состояла бы в том, что существующие инструменты поддерживают только 45-градусные приращения, и что нет большого давления, чтобы отойти от этого.

Но только что исследовав эту тему в Google, я наткнулся на TopoR - Topological Router - который покончил с приращениями на 45 градусов, и, согласно их маркетинговым материалам, он делает работу значительно лучше, чем у конкурентов с ограничением в 45 градусов.

Что дает? Что бы лично вам понадобилось, чтобы начать прокладывать произвольные углы? Это все о поддержке вашего любимого программного обеспечения, или есть более фундаментальные причины?

Пример не 45-градусной маршрутизации:

PS Я также задавался вопросом о размещении компонентов, но оказалось, что многие машины для захвата и размещения спроектированы так, что они не могут размещаться под произвольными углами - что кажется достаточно справедливым.

По сути, это сводится к тому, что программное обеспечение проще разрабатывать с углом обзора всего 45 °.

Современные авторутеры становятся лучше, но большинство доступных инструментов для печатных плат имеют корни, которые уходят в эпоху DOS, и, следовательно, существует огромное количество устаревших требований, чтобы не полностью переработать интерфейс макета PCB.

Кроме того, многие современные пакеты EDA позволяют «выдвигать» группы трасс, при этом включается авторутер, чтобы одна трасса заставляла двигаться другие трассы даже во время ручной маршрутизации. Это также намного сложнее реализовать, когда вы не ограничены жесткими углами 45 °.

Смотрите https://sourceforge.net/projects/liquidpcb/

Это пакет EDA CAD, который я писал, но развитие сильно замедлилось, когда у меня были дети. Он не поддерживает прямые треки вообще. Все трассы свободно изгибаются и следуют по самым оптимальным маршрутам к месту назначения.

Он выглядит более аккуратно и позволяет разместить большинство треков в заданной области. это также лучше для контролируемых дорожек импеданса.

Я не думаю, что существует такое сильное предпочтение для угла в 45 градусов. Я видел старую плату Tektronix Oscilloscope (точнее, Tek 2213) со следами, которые выглядят как нарисованные от руки :-)

Это предшествует любым проблемам с программным обеспечением PCB и маршрутизацией: Три основных причины, которые нам дали на уроках электронной инженерии в конце 1970-х:

1) Острый внешний угол изгиба может вызвать проблемы на более высоких частотах, поскольку точки могут действовать как мини-антенны и излучать сигналы

2) Поскольку внешний угол изгиба на 90 градусов является тонкой точкой, его можно легко вытравить, если время травления не очень тщательно контролируется и влияет на толщину следа.

3) 90-градусные внутренние и внешние углы делают эту область более восприимчивой к проблемам, когда процесс травления происходит под следом.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, - это то, что файлы Gerber уменьшаются. Файлы Gerber определяют ряд линий (среди других фигур).

Например, чтобы нарисовать настоящий круг в файле Гербера, нужны сотни (тысячи?) линий. Но чтобы нарисовать восьмиугольник, нужно всего восемь линий.

Что касается моих собственных печатных плат, мне нравятся закругленные и изогнутые дорожки, здесь нет проблем, если вы выполняете маршрутизацию вручную.

В большинстве промышленных печатных плат это просто традиция из-за ограничений программного обеспечения для ранней / текущей маршрутизации.

Менее острые углы = / * незначительно * / лучшее качество сигнала.

Основная причина заключается в том, что это облегчает постановку задачи и может быть проще в разработке. Есть несколько полезных свойств, которые обеспечивает система 45/90 градусов. Основная причина, по которой я скажу, состоит в том, что она позволяет вам сохранять желаемый интервал сетки без больших штрафов.

Если вы начинаете с точки сетки, каждое основное направление (вверх, вправо, вниз, влево) будет достигать соседней точки сетки в 1 единицу. Любой 45-градусный угол также прибудет в соседнюю точку, хотя расстояние будет (sqrt 2) единиц. Если бы вы использовали угол, такой как 30 или 60 градусов, вы бы достигли средней точки между точками сетки, что потребовало бы от вас более точной сетки. Более точная сетка увеличивает время вычисления для оценки пути и может затруднить чистую оптимизацию схемы.

Программное обеспечение TopoR использует совершенно иной алгоритм, чем типичный маршрутизатор, что делает его уникальным. Конструкции печатных плат, которые делает TopoR, выглядят аналогично старым рисованным макетам печатных плат 60–70-х годов.

Я читал, что исторически машины для производства печатных плат имели только движения 90/45/0, но самое главное, 45 градусов предпочтительнее, чем 90-градусные кривые, потому что в более короткие времена повороты на 90 градусов были склонны к ухудшению, поэтому более вероятно, что 90-градусное поворот потерял бы медь и разорвал бы связь ... так что прежде чем программные, аппаратные причины ... все дело в истории и наследии

Причина в том, что традиционно (с 60-х годов) машины для проблескивания масок работали с ограниченным набором шторок и вспышек, а также были исправлены углы. Некоторые не были способны делать точное вращение, кроме 45 градусов. То же самое, программное обеспечение не позволяло перекрывать вспышку, кроме 90 и 45 градусов, избегая неправильных углов. Ну, и это выглядит лучше, облегчая поиск проблем.