Трассировка под произвольным углом – когда ее необходимо использовать?

Закарайа Петерсон
|  Created: 4 Января, 2020  |  Updated: 25 Сентября, 2020

Any angle routing

На что похожа трассировка под произвольным углом

Инструменты автоматизации проектирования электроники прошли долгий путь с момента появления персональных компьютеров. Современные средства трассировки, такие как автотрассировщики, интерактивная трассировка, подстройка длины и эквивалентная замена выводов, помогают проектировщикам сохранить свою производительность, особенно при увеличении плотности размещения компонентов и трасс на печатных платах. В традиционных средствах конструирования плат трассировка ограничена изломами под углом 45 и 90 градусов, но более эффективные средства позволяют трассировать под любым углом.

Итак, какой стиль трассировки следует использовать и каковы преимущества трассировки под произвольным углом? Как и во многих других инженерных проблемах, переход от стандартной геометрии трасс к трассировке под произвольным углом влечет за собой множество компромиссов, но в некоторых проектах трассировка под произвольным углом является более хорошим решением, чем в других. Надеемся, что собранные здесь рекомендации помогут вам решить, следует ли использовать трассировку под произвольным углом в ваших печатных платах.

Что такое трассировка под произвольным углом?

Как следует из названия, трассировка под произвольным углом позволяет проектировщику вести трассу под любым желаемым углом, даже вдоль сложной кривой. Средства интерактивной трассировки в передовых средствах проектирования печатных плат будут включать в себя возможность, которая позволит определить дугу для трассировки кривой или просто перетащить конечную точку трассы вдоль нужного направления. Это избавит от условного ограничения, при которой трассы велись под углом 45 и 90 градусов.

Хотя трассы под углами 45 и 90 градусов помогают сохранить организованность трассировки и такие трассы хорошо выглядят, это не единственный способ трассировки. Главным преимуществом трассировки под произвольным углом является возможность уменьшить рассогласование длины между группами одиночных трасс, что позволяет сэкономить пространство на плате и уменьшить уровень извилистости трасс, требуемого согласованием длины.

В некоторых случаях, возможность трассировки вдоль относительно прямой линии может избавить от необходимости в двух или более переходных отверстиях для трассы. Эту возможность также можно использовать, чтобы решить проблему, которая может возникнуть при использовании автотрассировщика, известную как заклепывание (clinching). Творческое использование переходных отверстий и трассировки под произвольным углом позволяет избежать трассировки вдоль другой группы трасс и переходов. Вместо этого, вы можете трассировать непосредственно между двумя точками на внешнем слое или с минимальным количеством переходов между слоями.

Трассировка на кривых – размещение дуги при трассировке под произвольным углом

Одним из интересных способов трассировки является размещение трасс с дугами, что предлагает преимущества для некоторых конструкций плат. Например, в круглых платах трассировка вдоль кривой позволяет сэкономить пространство при размещении трассы вдоль края платы. Это более хорошее решение по сравнению с восьмиугольной трассировкой, поскольку вы можете уменьшить общий размер платы, разместить больше трасс на заданном пространстве или уместить больше компонентов.

Вам нет необходимости выбирать, использовать ли трассировку под произвольным углом или дугами. Вы можете использовать прямые сегменты трасс вместе с дугами на одной трассе, если это позволяют ваши инструменты проектирования. Это может помочь решить некоторые проблемы трассировки помимо простой трассировки вдоль круглой платы. Рассмотрим два небольших примера.

Первый случай – когда у вас есть квадратная или прямоугольная плата, и под углом 45 градусов относительно края платы на ней расположен большой квадратный или прямоугольный компонент. Здесь использование трассировки под произвольным углом для вывода трасс из контактных площадок компонента позволяет провести трассировку до прямых участков на меньшей площади и/или с большей плотностью трасс по сравнению с использование стандартной трассировки под углом 45 градусов.

Multiple ICs on a board with any angle routing
Трассировка под произвольным углом между микросхемами

Существует еще одно преимущество, которое может быть не совсем очевидным при взгляде на изображение выше. Предположим, что нужно согласовать длину пяти сигнальных трасс, которые выходят из центральной микросхемы. Если бы в примере выше мы использовали изломы под углом 45 градусов, между параллельными трассами было бы большее рассогласование по длине, поэтому для выравнивания длины трасс понадобилось бы больше меандров. Трассировка дугой между прямым участком трассы и участком под углом 45 градусов короче, чем трассировка прямыми, поэтому рассогласование между пятью трассами будет меньше. Если время нарастания сигнала достаточно велико, может вовсе отпасть необходимость в согласовании длины.

Создание фэнаутов BGA и дифференциальные пары

При конструировании плат с компонентами BGA вы также можете использовать трассировку под произвольным углом при выводе трасс из контактных площадок под компонентом. Это может сделать трассировку более гибкой по сравнению с простыми фэнаутами в виде гантели. В сочетании с трассировкой дугами и повернутым компонентом, как показано на изображении выше, вы можете развести BGA любым желаемым способом.

Если вы трассируете дифференциальные пары в соответствии с определенным стандартом, вы также можете использовать трассировку под произвольным углом, однако вам будет необходимо поддерживать согласованную, симметричную связность вдоль пары, чтобы обеспечить соответствие требованиям к дифференциальному волновому сопротивлению. Тем не менее, с учетом рассмотренных выше преимуществ трассировки дугами, вы сможете уменьшить рассогласование длины при трассировке группы дифференциальных пар на плате.

Dog bone fanout on a PCB
Трассировка под произвольным углом обеспечивает отличную альтернативу традиционным фэнаутам

Как и другие средства трассировки, трассировка под произвольным углом может подойти не во всех случаях, но она предоставляет больше гибкости при выборе схемы трассировки для различных плат. Возможности интерактивной трассировки в Altium Designer® идеально подходят для реализации трассировки под произвольным углом. Инструменты трассировки в Altium Designer автоматически проверяют ваши платы на соответствие правилам в процессе конструирования.

Вы можете загрузить бесплатную пробную версию Altium Designer и узнать больше о лучших в отрасли средствах конструирования, анализа и планирования производства плат. Поговорите с экспертом Altium, чтобы узнать больше.

Об авторе

Об авторе

Закарайа Петерсон (Zachariah Peterson) имеет обширный технический опыт в научных кругах и промышленности. До работы в индустрии печатных плат преподавал в Портлендском государственном университете. Проводил магистерское исследование на хемосорбционных газовых датчиках, кандидатское исследование – по теории случайной лазерной генерации. Имеет опыт научных исследований в области лазеров наночастиц, электронных и оптоэлектронных полупроводниковых приборов, систем защиты окружающей среды и финансовой аналитики. Его работа была опубликована в нескольких рецензируемых журналах и материалах конференций, и он написал сотни технических статей блогов по проектированию печатных плат для множества компаний.

самые новые материалы

Вернуться на главную