Mengapa ada preferensi yang kuat untuk sudut 45 derajat dalam routing PCB?

Saya selalu bertanya-tanya ini: setiap PCB modern tunggal diarahkan pada kenaikan sudut 45 derajat. Mengapa industri ini sangat menyukai ini? Bukankah perutean sudut mana pun menawarkan lebih banyak fleksibilitas?

Satu teori yang masuk akal adalah bahwa alat yang ada hanya mendukung kenaikan 45 derajat dan tidak ada banyak tekanan untuk menjauh dari ini.

Tetapi setelah meneliti topik ini di google, saya menemukan TopoR - Topological Router - yang menghilangkan kenaikan 45 derajat, dan menurut materi pemasaran mereka, ia melakukan pekerjaan yang jauh lebih baik daripada pesaing terbatas 45 derajat.

Apa yang menyebabkannya? Apa yang diperlukan bagi Anda untuk memulai routing sudut yang sewenang-wenang? Apakah ini semua tentang dukungan pada perangkat lunak favorit Anda, atau ada alasan yang lebih mendasar?

Contoh rute non-45 derajat:

PS Saya juga bertanya-tanya sama tentang penempatan komponen, tetapi ternyata banyak mesin pick & place dirancang sedemikian rupa sehingga tidak dapat ditempatkan pada sudut yang sewenang-wenang - yang tampaknya cukup adil.

Pada dasarnya, itu pada dasarnya bermuara pada fakta bahwa perangkat lunak cara lebih mudah untuk dirancang dengan hanya sudut 45 °.

Autorouter modern semakin baik, tetapi sebagian besar alat PCB yang tersedia memiliki akar yang kembali ke zaman DOS, dan oleh karena itu ada sejumlah besar tekanan warisan untuk tidak sepenuhnya mendesain ulang antarmuka tata letak PCB.

Selain itu, banyak paket EDA modern memungkinkan Anda "mendorong" kelompok jejak, dengan autorouter melangkah untuk memungkinkan satu jejak memaksa jejak lain untuk bergerak, bahkan selama perutean manual. Ini juga jauh lebih sulit untuk diterapkan ketika Anda tidak terbatas pada sudut 45 ° yang kaku.

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

Ini adalah paket EDA CAD yang saya tulis, tetapi pengembangannya melambat ketika saya memiliki anak. Itu tidak mendukung trek lurus sama sekali. Semua trek melengkung bebas dan mengambil rute paling optimal ke tujuan mereka.

Tampilannya lebih rapi, dan memungkinkan sebagian besar trek diletakkan di area tertentu. itu juga lebih baik untuk trek impedansi yang dikendalikan.

Saya tidak berpikir ada preferensi yang kuat untuk sudut 45 derajat. Saya telah melihat papan Tektronix Oscilloscope (Tek 2213 tepatnya) dengan jejak yang terlihat seperti digambar tangan :-)

Ini mendahului masalah dengan peranti lunak dan perutean PCB: Tiga alasan utama kami diberikan di kelas teknik elektronik pada akhir 1970-an adalah:

1) Sudut luar yang tajam dari tikungan dapat menyebabkan masalah pada frekuensi yang lebih tinggi karena titik-titik tersebut dapat bertindak sebagai antena mini dan memancarkan sinyal

2) Karena sudut luar tikungan 90 derajat adalah titik tipis, maka dapat dietsa dengan mudah jika waktu etsa tidak terlalu terkontrol dan mempengaruhi ketebalan jejak.

3) 90 derajat sudut dalam dan luar membuat area itu lebih rentan terhadap masalah di mana proses etsa makan di bawah jejak.

Satu hal yang perlu dipertimbangkan adalah membuat file Gerber lebih kecil. File Gerber menentukan serangkaian garis (di antara bentuk lainnya).

misalnya Untuk menggambar lingkaran sejati dalam file Gerber dibutuhkan ratusan (ribuan?) garis. Tetapi untuk menggambar segi delapan hanya membutuhkan delapan garis.

Untuk PCB saya sendiri, saya suka trek bulat & melengkung, tidak ada masalah di sana selama Anda melakukan routing secara manual.

Di sebagian besar industri PCB itu hanya tradisi karena keterbatasan pada perangkat lunak routing awal / saat ini.

Sudut yang kurang tajam = / * sedikit * / kualitas sinyal lebih baik.

Alasan utamanya adalah membuat masalah yang lebih mudah, dan bisa lebih mudah untuk dirancang. Ada beberapa properti berguna yang disediakan oleh sistem 45/90 derajat. Alasan utama yang akan saya katakan adalah memungkinkan Anda menjaga jarak grid yang Anda inginkan tanpa penalti besar.

Jika Anda mulai dari titik dalam kisi, setiap arah mata angin (atas, kanan, bawah, kiri) akan tiba di titik kisi yang berdekatan di 1 unit. Setiap sudut 45 derajat juga akan tiba di titik yang berdekatan, meskipun jaraknya akan (sqrt 2) unit. Jika Anda menggunakan sudut seperti 30 atau 60 derajat, Anda akan tiba di titik tengah di antara titik kisi, yang mengharuskan Anda memiliki kisi yang lebih halus. Grid yang lebih halus meningkatkan waktu komputasi untuk evaluasi lintasan dan mungkin membuatnya lebih sulit untuk mengoptimalkan rangkaian secara bersih.

Perangkat lunak TopoR menggunakan algoritma yang sama sekali berbeda dari router biasa, yang membuatnya unik. Desain PCB yang dibuat TopoR terlihat mirip dengan tata letak PCB tua yang digambar tangan dari 60-70-an.

Saya membaca bahwa secara historis mesin-mesin produksi PCB hanya memiliki gerakan 90/45/0, tetapi yang paling penting, 45 derajat lebih disukai daripada kurva 90 derajat karena pada waktu-waktu belokan 90 derajat rentan terhadap kerusakan, jadi lebih mungkin bahwa 90 derajat gilirannya akan kehilangan tembaga dan memutus koneksi ... jadi sebelum perangkat lunak, alasan perangkat keras ... itu semua tentang sejarah, dan warisan

Alasannya adalah bahwa secara tradisional (dari 60-an) mesin flashing mask bekerja dengan seperangkat penutup mata dan flash yang terbatas, serta sudut yang diperbaiki. Beberapa tidak mampu membuat rotasi tepat selain 45 derajat. Sama, perangkat lunak tidak memungkinkan flash tumpang tindih selain 90 dan 45 deg, menghindari kesalahan mem-flash sudut. Nah, dan itu terlihat lebih baik, membuatnya lebih mudah untuk melacak masalah.