Warum werden 45-Grad-Winkel beim PCB-Routing so stark bevorzugt?

Grundsätzlich läuft es darauf hinaus, dass die Software mit nur 45°-Winkeln viel einfacher zu entwerfen ist.

Moderne Autorouter werden immer besser, aber die meisten verfügbaren PCB-Tools haben Wurzeln, die bis in die DOS-Zeit zurückreichen, und daher gibt es einen enormen Druck, die PCB-Layout-Oberfläche nicht vollständig neu zu gestalten.

Darüber hinaus können Sie mit vielen modernen EDA-Paketen Gruppen von Ablaufverfolgungen "schieben" , wobei der Autorouter eingreift, damit eine Ablaufverfolgung andere Ablaufverfolgungen zum Bewegen erzwingt, selbst während des manuellen Routings. Dies ist auch viel schwieriger zu implementieren, wenn Sie nicht auf starre 45 ° -Winkel beschränkt sind.

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

Es ist ein EDA-CAD-Paket, das ich geschrieben habe, aber die Entwicklung hat sich sehr verlangsamt, als ich Kinder hatte. Gerade Strecken werden überhaupt nicht unterstützt. Alle Gleise sind frei geschwungen und führen auf optimalen Wegen ans Ziel.

Es sieht aufgeräumter aus und ermöglicht es, die meisten Spuren in einem bestimmten Bereich zu platzieren. es ist auch besser für Tracks mit kontrollierter Impedanz.

Ich glaube nicht, dass es eine so starke Präferenz für einen 45-Grad-Winkel gibt. Ich habe ein altes Tektronix-Oszilloskop (genauer gesagt Tek 2213) mit Spuren gesehen, die wie handgezeichnet aussehen :-)

Dies ist älter als alle Probleme mit PCB-Software und Routing: Die drei Hauptgründe, die uns Ende der 1970er Jahre im Elektrotechnikunterricht genannt wurden, waren:

1) Die scharfe äußere Ecke der Biegung kann bei höheren Frequenzen Probleme verursachen, da die Punkte als Miniantennen fungieren und die Signale abstrahlen können

2) Da die äußere Ecke einer 90-Grad-Biegung ein dünner Punkt ist, kann sie leicht weggeätzt werden, wenn die Ätzzeiten nicht sehr sorgfältig kontrolliert werden und so die Dicke der Spur beeinflussen

3) Die 90-Grad-Innen- und Außenecken machen diesen Bereich anfälliger für Probleme, wo der Ätzprozess unter der Spur frisst.

Eine andere zu berücksichtigende Sache ist, dass es Gerber-Dateien kleiner macht. Gerber-Dateien definieren eine Reihe von Linien (neben anderen Formen).

B. um einen echten Kreis in einer Gerber-Datei zu zeichnen, sind Hunderte (Tausende?) von Zeilen erforderlich. Aber um ein Achteck zu zeichnen, braucht man nur acht Linien.

Für meine eigenen Leiterplatten mag ich abgerundete und gebogene Leiterbahnen, da gibt es keine Probleme, solange Sie manuell routen.

Bei den meisten industriellen Leiterplatten ist dies nur eine Tradition aufgrund von Einschränkungen bei früher/aktueller Routing-Software.

Weniger scharfe Winkel = /*geringfügig */ bessere Signalqualität.

Der Hauptgrund ist, dass es eine einfachere Problemstellung ermöglicht und einfacher zu entwerfen ist. Es gibt einige nützliche Eigenschaften, die ein 45/90-Grad-System bietet. Der Hauptgrund, den ich sagen möchte, ist, dass Sie damit Ihren gewünschten Rasterabstand ohne große Strafe beibehalten können.

Wenn Sie von einem Punkt in einem Gitter ausgehen, erreicht jede Himmelsrichtung (oben, rechts, unten, links) einen benachbarten Gitterpunkt bei 1 Einheit. Jeder 45-Grad-Winkel wird auch an einem benachbarten Punkt ankommen, obwohl die Entfernung (sqrt 2) Einheiten beträgt. Wenn Sie einen Winkel wie 30 oder 60 Grad verwenden würden, würden Sie an einem Mittelpunkt zwischen einem Rasterpunkt ankommen, was ein feineres Raster erfordern würde. Ein feineres Raster erhöht die Rechenzeit für die Pfadauswertung und kann eine saubere Optimierung der Schaltung erschweren.

Die TopoR-Software verwendet einen völlig anderen Algorithmus als der typische Router, was sie einzigartig macht. Die von TopoR erstellten PCB-Designs ähneln alten handgezeichneten PCB-Layouts aus den 60er bis 70er Jahren.

Ich habe gelesen, dass PCB-Produktionsmaschinen in der Vergangenheit nur 90/45/0-Bewegungen hatten, aber am wichtigsten ist, dass 45-Grad-Kurven 90-Grad-Kurven vorzuziehen sind, da 90-Grad-Kurven in der Dol-Zeit anfällig für Verschlechterung waren, also war es wahrscheinlicher als 90 Grad wiederum würde Kupfer verlieren und die Verbindung unterbrechen ... also vor Software, Hardware, Grund ... es dreht sich alles um Geschichte und Vermächtnis

Der Grund dafür ist, dass Masken-Blitzmaschinen traditionell (seit den 60er Jahren) mit einem begrenzten Satz von Scheuklappen und Blitzen arbeiteten und die Winkel fest waren. Einige waren nicht in der Lage, eine andere präzise Drehung als 45 Grad auszuführen. Ebenso erlaubte die Software keine anderen Blitzüberlappungen als 90 und 45 Grad, um das Blitzen falscher Ecken zu vermeiden. Nun, und es sieht besser aus, was es einfacher macht, Probleme aufzuspüren.

Niemand hat es vorher gesagt, deshalb hier eine kleine Erklärung: Wenn eine Leiterbahn in einem 90-Grad-Winkel um eine Ecke biegt, kann eine Reflexion auftreten. Dies liegt hauptsächlich an der Änderung der Breite der Spur. Am Scheitelpunkt der Kurve wird die Spurbreite auf das 1,414-fache ihrer Breite erhöht. Dies stört die Eigenschaften der Übertragungsleitung, insbesondere die verteilte Kapazität und Selbstinduktivität der Leiterbahn – was zur Reflexion führt. Es ist eine Selbstverständlichkeit, dass nicht alle Leiterbahnen gerade sein können und daher um Ecken gebogen werden müssen. Kurven um 45 Grad bieten viel bessere Eigenschaften. Die beste Eigenschaft erhalten Sie mit abgerundeten Kurven. Sie finden solche Spuren in HF-Anwendungen.