Perché esiste una preferenza così forte per gli angoli di 45 gradi nel routing PCB?

Mi sono sempre chiesto questo: ogni singolo PCB moderno viene instradato con incrementi di 45 gradi. Perché l'industria preferisce così tanto? Il routing a qualsiasi angolo offre maggiore flessibilità?

Una teoria plausibile sarebbe che gli strumenti esistenti supportano solo incrementi di 45 gradi e che non c'è molta pressione per allontanarsi da questo.

Ma avendo appena studiato questo argomento su Google, mi sono imbattuto in TopoR - Topological Router - che elimina gli incrementi di 45 gradi e, secondo i loro materiali di marketing, fa un lavoro considerevolmente migliore rispetto ai concorrenti limitati a 45 gradi.

Cosa dà? Cosa ci vorrebbe personalmente per iniziare a instradare angoli arbitrari? Si tratta di supporto nel tuo software preferito o ci sono ragioni più fondamentali?

Esempio di routing non a 45 gradi:

PS Mi chiedevo lo stesso anche per il posizionamento dei componenti, ma risulta che molte macchine pick & place sono progettate in modo tale da non poter essere posizionate ad angoli arbitrari, il che sembra abbastanza giusto.

Fondamentalmente, si riduce sostanzialmente al fatto che il software è molto più facile da progettare con solo angoli di 45 °.

I moderni autorouter stanno migliorando, ma la maggior parte degli strumenti PCB disponibili ha radici che risalgono ai giorni del DOS, e quindi c'è un'enorme quantità di pressione legacy per non ridisegnare completamente l'interfaccia del layout PCB.

Inoltre, molti moderni pacchetti EDA ti consentono di "spingere" gruppi di tracce, con l'autorouter che interviene per consentire a una traccia di forzare altre tracce a muoversi, anche durante il routing manuale. Questo è anche molto più difficile da implementare quando non sei limitato a rigidi angoli di 45 °.

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

Stavo scrivendo un pacchetto CAD EDA, ma lo sviluppo ha rallentato molto quando avevo figli. Non supporta affatto tracce diritte. Tutte le tracce sono liberamente curve e prendono le rotte più ottimali per le loro destinazioni.

Sembra più ordinato e consente di inserire la maggior parte delle tracce in una determinata area. è anche meglio per le tracce di impedenza controllata.

Non credo che esista una preferenza così forte per un angolo di 45 gradi. Ho visto un vecchio oscilloscopio Tektronix (Tek 2213 per la precisione) con tracce che sembrano disegnate a mano :-)

Ciò precede eventuali problemi con il software PCB e il routing: le tre ragioni principali che ci hanno dato le lezioni di ingegneria elettronica alla fine degli anni '70 erano:

1) Il forte angolo esterno della curva può causare problemi a frequenze più alte poiché i punti possono agire come mini antenne e irradiare i segnali

2) Poiché l'angolo esterno di una curva a 90 gradi è un punto sottile, può essere facilmente rimosso se i tempi di attacco non sono controllati con molta attenzione e quindi influenzano lo spessore della traccia

3) Gli angoli interni ed esterni di 90 gradi rendono quell'area più suscettibile ai problemi in cui il processo di incisione si nutre sotto la traccia.

Un'altra cosa da considerare è che rende i file Gerber più piccoli. I file Gerber definiscono una serie di linee (tra le altre forme).

ad esempio, per disegnare un vero cerchio in un file Gerber sono necessarie centinaia (migliaia?) di linee. Ma per disegnare un ottagono sono necessarie solo otto linee.

Per i miei PCB mi piacciono le piste arrotondate e curve, senza problemi finché si esegue il routing manualmente.

Nella maggior parte dei PCB industriali è solo una tradizione a causa delle limitazioni sul software di routing precoce / attuale.

Angoli meno nitidi = / * marginalmente * / migliore qualità del segnale.

Il motivo principale è che semplifica la risoluzione dei problemi e può essere più semplice da progettare. Ci sono alcune proprietà utili fornite da un sistema a 45/90 gradi. Il motivo principale che dirò è che ti consente di mantenere la spaziatura della griglia desiderata senza una grande penalità.

Se inizi da un punto di una griglia, ogni direzione cardinale (su, destra, giù, sinistra) arriverà ad un punto della griglia adiacente a 1 unità. Qualsiasi angolo di 45 gradi arriverà anche in un punto adiacente, sebbene la distanza sarà (sqrt 2) unità. Se dovessi usare un angolo come 30 o 60 gradi, arriveresti ad un punto medio tra un punto della griglia, il che richiederebbe di avere una griglia più fine. Una griglia più fine aumenta il tempo di calcolo per la valutazione del percorso e può rendere più difficile ottimizzare in modo pulito il circuito.

Il software TopoR utilizza un algoritmo completamente diverso dal router tipico, che lo rende unico. Il PCB progettato da TopoR è simile ai vecchi layout PCB disegnati a mano degli anni '60 -'70.

Ho letto che storicamente le macchine per la produzione di PCB avevano solo 90/45/0 movimenti, ma soprattutto, 45 gradi è preferibile a curve a 90 gradi perché in tempi dolenti le curve a 90 gradi erano soggette a deterioramento, quindi era più probabile che un 90 gradi turn perderebbe il rame e spezzerebbe la connessione ... quindi prima del software, della ragione hardware ... è tutto sulla storia e l'eredità

Il motivo è che tradizionalmente (dagli anni '60) i flasher con maschera funzionavano con un set limitato di paraocchi e bagliori, così come gli angoli erano fissi. Alcuni non erano in grado di effettuare una rotazione precisa diversa da 45 gradi. Allo stesso modo, il software non consentiva sovrapposizioni di flash diverse da 90 e 45 gradi, evitando di lampeggiare angoli errati. Bene, e sembra migliore, rendendo più facile rintracciare i problemi.