为什么在PCB布线中强烈偏爱45度角？

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我一直想知道：每个现代PCB都以45度角增量进行布线。为什么行业如此喜欢它？任意角度的布线不提供更大的灵活性吗？

一个可能的理论是，现有工具仅支持45度增量，并且没有太大的压力来摆脱这种情况。

但是，刚刚在Google上研究了这个主题，我偶然发现了TopoR-拓扑路由器 -消除了45度的增量，并且根据他们的营销材料，它比45度受限的竞争对手做得更好。

是什么赋予了？您个人开始布线任意角度会需要什么？仅仅是有关您最喜欢的软件的支持，还是还有其他根本原因？

非45度路由的示例：替代文字

PS我也想知道关于零件放置的问题，但是事实证明，许多拾取和放置机器的设计都使其不能以任意角度放置-这似乎很公平。

pcb routing eda

— 罗曼·斯塔科夫（Roman Starkov）
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现代工具支持任意角度，因此不再是原因。

— 布莱恩·卡尔顿

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附带说明一下，当使用45度布线时，八边形通孔将为您提供最大的间隙，同时在环形环上保持更多的铜面积。

— 凯文·维米尔

我还要指出，免费的gEDA PCB程序有一个toporouter-不仅限于此。做同样的事情，我不认为这是因为它消除了45度限制。

— 凯文·维米尔

@reem从未见过八角形的通孔，并且Google图片没有帮助...如果您发布链接，我将不胜感激！也感谢您提到gEDA，看起来非常有前途。

— 罗曼·斯塔科夫

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“液体PCB” sourceforge.net/projects/liquidpcb进行了一些有趣的跟踪，并具有许多优美的曲线。

— davidcary 2011年

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从根本上讲，它基本上可以归结为这样一个事实，即软件仅45°角就更易于设计。

现代自动布线器正在变得越来越好，但是大多数可用的PCB工具的根源可以追溯到DOS时代，因此，存在着巨大的遗留压力，无法完全重新设计PCB布局接口。

此外，许多现代的EDA软件包都允许您“推送” 迹线组，而自动布线器则介入其中，以允许一个迹线迫使其他迹线移动，即使在手动布线过程中也是如此。当您不局限于45°的刚性角度时，这也很难实现。

— 康纳·沃尔夫
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公认。作为记录，TopoR声称比标准工具能够更好地推送跟踪组-尽管我还没有尝试过。我认为您很难编写任意角度的自动布线器，但是人们已经做了很多艰苦的事情……对此需求不多（而且我仍然不知道为什么：D）。

— 罗曼·斯塔科夫

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另外，我尝试了TopoR演示，对我来说感觉非常 “阿尔法”。界面非常笨拙。

— 康纳·沃尔夫

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至于为什么需求不多？EDA软件市场很小就是原因。

— 康纳·沃尔夫

与弧形线段相比，直线段更易于计算而不会损失精度。在处理受限的早期，这曾经是一个问题，但现在不是。每个人都一直使用45度角，因为每个人都使用45度角。

— Jeroen3年7

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

这是我正在编写的EDA CAD软件包，但是当我有孩子时，发展速度大大减慢了。它根本不支持直线轨道。所有的轨道都可以自由弯曲，并以最佳的路线到达目的地。

液体PCB

— 火箭磁铁
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注意：liquidpcb.org是一个无效链接，它指向域播种服务。

— 森培（Sempie），2016年

@Daniel Grillo：谢谢修复。我让域名失效，因为我不再使用它了。

— Rocketmagnet's

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看起来更整洁，并且可以将大多数轨道放入给定区域。对于受控阻抗走线也更好。

— 里昂·海勒
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补充说明：在固定网格上进行布线时，平行线至少要相隔1个网格标记。如果它们一起形成一个角，则45度角将在对角线上的两条轨道之间留出最大的空间。不同的角度可能要求这些轨道开始分开得更远，以确保最小的间距，从而导致布线不理想。[请注意，我并不是说越密集越好，但通常是可取的。]

— tyblu 2010年

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我说“ 45°的角度可以提供最大的...”，应该说“ 45°的角度可以提供更多的...而不是较小的角度。”

— tyblu 2010年

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@tyblu对不起，但这毫无意义。首先，网格标记上的对角线之间的距离不是1网格标记，而只有0.7网格标记。其次，如果角度更大，您总是有更多机会进行更密集的布线。在特殊情况下，如何通过完全包含45度路由的方式来进行密集路由的机会更少？

— 罗曼·斯塔科夫

@romkyns，有一些误解。遵循常见的设计原则，您将拐角限制在<45°，遵循固定的网格和xy方向。从horiz实现过渡。转换。在固定栅格上使用<45°会比45°占用更多的空间。

— tyblu

@tyblu是的，的确，我确实存在误解。在这些约束条件下，45度关节是有意义的，但对我而言，这些似乎是非常人为的约束条件。我想我的问题可以改写为“为什么PCB专业人士仍然在x / y方向和固定网格的人为约束下运作？” （我想我得到了答案：这个行业中的遗留软件太多）

— Roman Starkov 2010年

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我认为对45度角没有如此强烈的偏好。我看过一块旧的Tektronix示波器（精确来说是Tek 2213）板，上面有看起来像手绘的痕迹:-)

在此处输入图片说明

— 苏宾·塞巴斯蒂安（Subin Sebastian）
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痕迹看起来是手绘的原因是因为它们是手绘的。45°优先选项仅在计算机设计的电路板上常见。您的tek示波器早于计算机PCB设计，因此布局确实是手动完成的（具体来说是用胶带完成的）。

— 康纳·沃尔夫，

@ConnorWolf：而且我们仍然抱怨我们的PCB工具；

— Rev1.0

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这在出现PCB软件和布线问题之前就已经存在：1970年代末我们在电子工程课程中给出的三个主要原因是：

1）弯头的尖锐外角可能会在较高频率下引起问题，因为这些点可以充当微型天线并辐射信号

2）因为90度弯曲的外角是一个细点，所以如果蚀刻时间不是很仔细地控制，则很容易将其蚀刻掉，从而影响走线的厚度

3）内外角为90度，使该区域更容易受到蚀刻过程在走线下方腐蚀的问题的影响。

— 连结器3000
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我知道45度比90度更好，但我想问的是为什么仍然优先使用它而不是任意角度和曲线。

— 罗曼·斯塔科夫

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要考虑的另一件事是，它使Gerber文件更小。Gerber文件定义了一系列线（以及其他形状）。

例如，要在Gerber文件中绘制一个真实的圆需要几百（几千）条线。但是画一个八边形只需要八行。

— 埃里克·考克斯（Eric Cox）
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为什么较小的gerber文件比较大的gerber文件好？

— tyblu

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另一个强调该问题的论点是古老的遗留软件。@Fake，您的意思是Gerbers现在可以有效地表示圆弧了，还是没人在乎设计只有几十MB？

— 罗曼·斯塔科夫

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@tyblu，许多使用了一年或两年以上的路由机器仍使用9600波特串行线。我写了一个实用程序，将Gerber文件转换为Fuji Pick-n-place中使用的格式，该格式在我的旧公司和其他几家公司中仍在使用。该机器与外界的唯一链接是9600波特序列，其上装有一台基于Irix的PC，上面装有一些专有软件。我猜一个10MB的Gerber对您来说是合适的，直到您成为一个不得不等待半小时才能在设计之间加载的人。

— Eric Cox

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10MB / 9.6kbps约为2.5小时；我明白你的意思！;）

— tyblu 2011年

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当然，这不仅会影响Gerbers。它还会影响设计数据库。与任意曲线相比，用更少的位来表示两个点之间的直线。较小的设计数据库将提供响应速度更快的工具。您可能不会在2层板上看到差异，但是设计16层PC主板的人可能会注意到差异。

— Photon 2013年

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对于我自己的PCB，我喜欢圆形和弯曲的轨迹，只要您手动布线，就没有问题。

由于早期/当前路由软件的限制，在大多数工业PCB中，这只是一种传统。

较小的锐角= / *边缘* /信号质量更好。

— 酒吧怪兽
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上次我不愿近距离看主板时，我想我注意到所有迹线在各个角落都是圆角的

— Nick T 2010年

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我不会说“信号质量更好”。对于高频操作，可能必须要有半径弯曲的角，直到激光修整的“圆角”点。

— 标记

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主要原因是它使问题更容易解决，设计起来也更容易。45/90度系统提供了一些有用的属性。我要说的主要原因是，它使您可以保持所需的网格间距而不会付出太大的代价。

如果从网格中的某个点开始，则每个基本方向（上，右，下，左）将以1个单位到达相邻的网格点。尽管距离为（sqrt 2）单位，但任何45度角也将到达相邻点。如果要使用30度或60度这样的角度，则会到达网格点之间的中点，这将要求您具有更细的网格。较细的网格会增加用于路径评估的计算时间，并且可能使清洁优化电路变得更加困难。

TopoR软件使用与典型路由器完全不同的算法，这使其具有独特性。TopoR制作的PCB设计看起来与60年代至70年代的旧手绘PCB布局相似。

— W5VO
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但是“网格间距”只是一个问题，因为“网格”的概念只是XY设计的产物。

— markrages

没有那样想。您是对的

— W5VO

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对齐网格上的东西有助于避免出现以下情况：使用5密耳间距为5密耳的5密耳轨迹时，在组件的一侧最终会留出1400万密耳的空间，而在另一侧有一个轨迹会很有用有一个7密耳的空间，也可能是5密耳的空间。如果有人拥有能够在保持布局整齐的同时有效地移动事物的工具，则只需推一下组件和一些轨道就可以将14密耳的间隙扩大到15密耳，但是如果人们不能很好地移动事物，则更容易从网格开始，首先避免此类问题。

— supercat

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我读到历史上PCB生产机器只有90/45/0的运动，但是最重要的是45度优于90度曲线，因为在dol时间内90度转弯容易变质，因此90度更可能转弯会丢失铜线并断开连接...因此，在使用软件，硬件之前...这全都与历史和传统有关

— 弗朗切斯科
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原因是传统上（从60年代开始）口罩闪光机只能使用有限的遮光器和闪光灯，并且角度是固定的。除45度外，有些无法进行精确旋转。同样，软件不允许90度和45度以外的闪光灯重叠，从而避免出现错误的角落。好吧，它看起来更好，可以更轻松地查找问题。

— 自卫队
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