EDIT: J'ai oublié un cas où les coins à 90 degrés SONT mauvais: les circuits imprimés haute tension. Cela n'a rien à voir avec la réflexion ou le rayonnement, mais comment toute sorte de forme pointue concentrera le champ électrique élevé et rendra plus probable une panne diélectrique et un arc. Cela peut être exploité pour les éclateurs de PCB, mais sinon, il faut éviter les angles droits sur un PCB haute tension, 1 kV +. Et il faut utiliser des coussinets arrondis pour tout, même les coussinets de résistance / condensateur SMD. Évitez autant que possible les formes de cuivre pointues.
Non, il n'y a aucune raison de préférer 45 angles aux angles droits. Je vais le dire définitivement: les autres réponses affirmant que les angles droits causent plus d'EMI sont manifestement fausses. Ce n'est pas une sorte d'inconnu théorique qui peut être débattu. Nous pouvons mesurer les EMI rayonnées à partir de différentes formes de traces, et nous l'avons fait, et les angles droits ne rayonnent pas à plus de 45 degrés. Apportez autant de raisons théoriques pour lesquelles les angles droits devraient être mauvais pour EMI, mais elles n'ont pas d'importance. La simple réalité empirique de la situation est qu'ils ne le font pas, et ce qu'ils «devraient» faire ne va pas changer cela. En fait, cela est vrai même à des fréquences très élevées, ce que j'aborderai plus loin dans cet article. Si je me trompe, montrez-moi des mesures démontrant que les coins à 90 degrés sont pires. Ou mieux encore, s'il y a une différence mesurable, il serait sûrement simple de construire un compteur qui pourrait déterminer si une trace avait un angle droit ou un angle de 45 degrés entièrement en effectuant des mesures sur l'entrée et la sortie. Ou ramasser l'EMI. Je mangerai mes mots si quelqu'un peut construire un compteur pour cela.
Je suis sûr que personne ne le fera, car il n'y a pas de différence mesurable d'EMI ou de réflexion à des fréquences qui permettent même des angles de 45 (ou 90) degrés en premier lieu.
Il y a bien sûr d'autres raisons insensées. La gravure et les angles droits n'ont jamais été un problème avant que quiconque n'utilise même des traces d'angle à 45 degrés et ne recolle à la main des planches en utilisant du rubylith. Les processus se sont suffisamment améliorés pour que ces préoccupations ne soient plus préoccupantes depuis au moins 3 décennies. S'il y avait un problème lié à la gravure, vous feriez mieux de dire à toutes ces cartes avec des pastilles QFN à pas carré de 0,5 ou 0,4 mm qu'elles ne peuvent pas continuer à utiliser ces pièces, car apparemment nos processus de gravure de PCB modifieraient complètement la forme de ces pastilles. Du moins, si l'on en croit certaines des autres réponses de ce fil. Bien sûr, l'argument de la gravure est également évidemment absurde, et vous devez regarder tous les minuscules tampons carrés gravés tout le temps avec des coins parfaitement nets pour comprendre que c'est un non-sens.
Ce qui me dérange, c'est que personne ne pose la seule question que nous devrions nous poser: Pourquoi utilise-t-on des traces à 45 degrés?
La réponse est un peu anti-climatique: la tradition. Du moins, quand il est utilisé sans raison valable et rationnelle. Vous pouvez acheminer plus de traces dans le même espace en utilisant des angles de 45 degrés, simplement parce que les coins prennent plus de place (racine carrée de deux et tout ça). Leur utilisation est donc parfaitement valable dans de nombreuses situations de routage. Mais il n'y a aucune raison de les utiliser de préférence sur des angles droits, vous devriez donc prendre l'habitude d'utiliser ce qui semble être la meilleure solution pour cette trace très spécifique. Si vous voulez être doué pour les cartes de routage, un excellent moyen de vous assurer que cela ne se produit jamais est de vous imposer des règles de conception arbitraires qui ne donnent aucun avantage. Il s'agit simplement de choisir de limiter vos stratégies de routage sans raison.
Les gens peuvent douter de mon argument traditionnel, mais j'en ai des preuves tangibles. J'ai beaucoup de circuits imprimés couvrant des périodes allant des années 60 à nos jours, et il est clair que les traces d'angle à 45 degrés ne sont guère plus qu'un artefact du logiciel EDA entrant sur la scène et imposant des limitations arbitraires (8 angles de routage possibles ... Les ordinateurs avaient du mal à faire des graphiques vectoriels même simples à l'époque, cela facilitait les choses).
Tout d'abord, voici une carte pour un filtre de fréquence pour un vieux synthétiseur HP. Cela a produit beaucoup de fréquences RF et utilisé des filtres d'ordre bazillion, 24 d'entre eux, tous transportant un multiple de 10 MHz. C'était une pièce d'équipement de test HP, pensez-vous, c'était l'état de l'art. Il a été fabriqué dans les années 70, à l'époque où les planches étaient encore collées à la main. Les planches de cette époque, même les RF, n'utilisaient jamais d'angles de 45 degrés car leur utilisation était une contrainte artificielle due à un logiciel qui n'existait pas encore.
Retournons-le ...
Mais ceux-ci ont aussi beaucoup de choses arrondies ... c'était probablement car ils sont masqués avec du rubylithes coupés à la main. Avançons en 1983, lorsque le logiciel EDA était très utilisé. Soudainement, toutes ces courbes et ces angles allant dans n'importe quel sens ont disparu, et seules 8 directions ont été utilisées. C'est entièrement à cause des outils de l'époque, il n'y avait pas de choix de conception en cours ici. Personne n'a choisi de n'utiliser que 8 directions, ils n'avaient que 8 directions parmi lesquelles choisir dans ces premiers outils EDA. Ce qui suit est un contrôleur de disque numérique occidental de 1983.
Oh mon Dieu ... c'est comme s'ils s'en fichaient dans un sens ou l'autre sur les coins de trace à angle droit ou à 45 degrés. (Indice: ils ne l'ont pas fait.) Ils utilisent les deux avec un abandon sauvage!
Plus de gros plans ...
Comme vous pouvez le voir, il semble que la seule vraie corrélation entre le moment où on est utilisé est que lorsque la densité de routage est plus élevée, les virages à 45 degrés sont utilisés beaucoup plus souvent (mais pas toujours). C'est la seule préoccupation qui influence vraiment le choix en virage. Sinon, utilisez ce que vous voulez. De toute évidence, ce designer n'aimait pas particulièrement l'un d'eux plus que l'autre. Il avait probablement l'habitude de scotcher les planches, mais est passé à l'utilisation des outils EDA. Il n'utilisait pas d'angles de 90 degrés OU d'angles de 45 degrés sur ses traces auparavant, et n'a aucune préférence quand il ou elle a conçu cela.
Si vous utilisez FR4, alors les angles droits n'ont pas d'importance. Pour la simple raison que si vous pouvez tolérer la perte diélectrique causée par FR4 sur votre signal, ce n'est pas assez rapide pour que les angles droits comptent. Même le Wifi 2,4 GHz a une longueur d'onde d'environ 5 pouces. Bien sûr, cela ne sera pas significativement affecté par une fonctionnalité d'ordres de grandeur plus petite que sa propre longueur d'onde, comme la forme tracer un coin. 2 virages à 45 degrés ou un à 90 degrés seront pratiquement identiques dans tous les effets.
Et, la forme n'est même pas le facteur important dans les cas où les effets de fréquence. L'impédance est. Vous devez maintenir une impédance caractéristique, de sorte que l'impédance instantanée que le signal voit à une étape donnée du chemin soit toujours la même. Ce sont les discontinuités qui provoquent des réflexions et des radiations. Le moyen le plus simple de maintenir l'impédance consiste simplement à utiliser des courbes, mais elles doivent avoir un rayon de courbure au moins 3 fois la largeur de la trace. Cela permet de maintenir la largeur de la trace à une valeur presque constante, maintenant ainsi l'impédance. C'est ce qui détermine la forme, mais toute stratégie qui maintient l'impédance est valide.
Une dernière image, l'intérieur d'un ancien oscilloscope Tektronix:
Si vous avez besoin de coincer une trace de manière plus compacte, l'utilisation d'un angle de 90 degrés ou de deux angles de 45 degrés est incorrecte. Un coin de 90 degrés provoque une discontinuité d'impédance lorsque la largeur de la trace augmente d'un facteur \ $ \ sqrt {2} \ $ au coin de 90 degrés, provoquant une baisse soudaine de l'impédance. Cela va en effet provoquer des reflets et rayonner.
Si vous utilisez un angle de 45 degrés, vous ne causez pas seulement une mais deux discontinuités, et bien qu’individuellement elles ne soient pas aussi sévères (chaque angle de 45 degrés élargit la trace d’un facteur de \ $ \ sqrt {4 - \ sqrt {2}} \ $), qu'une différence d'environ 1,08 est toujours un changement d'impédance significatif, et provoque des réflexions et des radiations. Seulement, cela se produit deux fois, de sorte que vous obtiendrez plusieurs réflexions et radiations déphasées. Les angles de 45 degrés ne sont au mieux pas meilleurs que les angles droits au niveau des problèmes mêmes qui sont censés les rendre «meilleurs». La simple vérité est qu'il n'y a pas de raison réelle, et essentiellement aucune différence entre elles.
Alors, comment coincer correctement une trace lorsque la stratégie de virage compte réellement? Comme vous le souhaitez, tant que vous maintenez votre impédance. Ce qui n'est pas possible avec des virages à 90 ou 45 degrés. Vous pouvez maintenir l'impédance comme vous le souhaitez, et bien qu'il soit difficile d'augmenter l'impédance pour équilibrer la largeur supplémentaire (et la perte d'impédance) causée par un virage à 45 ou 90 degrés, il est facile de réduire l'impédance pour compenser l'augmentation de l'impédance par rétrécissant la trace.
Revenons en arrière une seconde et examinons toute la largeur de la trace par rapport à l'impédance. Pourquoi la largeur de la trace a-t-elle un effet si significatif sur l'impédance? Ce n'est pas le petit changement dans la résistance DC déjà minuscule, bien sûr.
C'est la capacité! Ces traces forment une plaque d'un condensateur avec le plan de retour de signal en dessous. Donc, une fois que vous avez ajouté une zone supplémentaire en utilisant un angle droit ou une trace à 45 degrés, vous ne pouvez rien faire, cette capacité supplémentaire est là pour rester. Cependant, si vous prenez un coin à 90 degrés et coupez une partie du coin d'un côté, et en fonction de la constante diélectrique de votre substrat de carte PCB ainsi que de son épaisseur entre la trace de signal et le plan de retour , vous pouvez calculer exactement combien vous devez couper pour maintenir la capacité totale.
Et le résultat est quelque peu ironiquement la juxtaposition d'un virage à 45 et 90 degrés:
Fondamentalement, c'est un coin à 90 degrés avec un un peu coupé (en onglet) pour maintenir la capacité, et donc l'impédance. Il n'y a rien de mal avec les angles vifs si vous tenez compte de l'impédance. Les courbes sont simplement plus faciles, alors je les préfère parce que je suis paresseux. Cependant, ils prennent parfois trop de place.
Que vous vous incliniez à 90 degrés ou à 45 degrés n'a pas d'importance. Vous pouvez acheminer topologiquement et ne suivre aucune direction si vous préférez. Tout cela a commencé par une bizarrerie logicielle et il s'est transformé en tradition, et même apparemment en superstition. Je vous promets que tout ingénieur qui prétend que cela compte d'une manière ou d'une autre ne le soutiendra jamais avec des données concrètes, et ne pourra pas le faire s'il est pressé de le faire. Il est facile de trouver des preuves que cela n'a pas d'importance, car ce n'est pas le cas. C'est pourquoi je viens de prendre quelques photos pour prouver mon point. Dans les situations haut de gamme, cela compte, toute règle de base concernant un coin par rapport à l'autre est de toute façon totalement inutile, car les deux sont tout aussi faux.
Si vous pouvez utiliser des traces à 45 degrés, vous pouvez utiliser des traces à 90 degrés sans impact mesurable. Utilisez celui que vous aimez ou qui convient à une densité de traces spécifique. Les ingénieurs ne s'en souciaient jamais et il n'y a aucune raison de le faire. Ne laissez pas les réponses non prises en charge (comme elles le sont malheureusement, bien qu'elles soient fausses informations) vous attirer. Validez la règle empirique que l'on vous dit avec des données. La tradition et la foi n'ont pas leur place dans une bonne ingénierie.