Метод
преобразования обычной разводки печатных плат
в полигональную
С.Ю. Муров,
аспир,
СПбГУТ им.проф.М.А.Бонч-Бруевича, ncdf@mail.ru, г. Санкт-Петербург
Печатные платы для мощных радиопередающих устройств
и устройств силовой электроники, как правило, двухслойные, причем для
минимизации перекрестных помех нижний слой – сплошной («земля»). На верхнем –
однослойная разводка, полигональная.
В мировой практике отсутствуют специализированные
средства автоматизированного проектирования мощных радиоэлектронных устройств и
устройств силовой электроники, а использование универсальных САПР - SPECCTRA (фирма Cadence,
США), EXPEDITION (фирма Mentor
Graphics, США), SITUS (фирма Altium, Австралия – США),
CADSTAR (фирма Zuken, Япония) -
не дает практического эффекта, что приводит к необходимости применения ручных
методов, трудоемких и технически ограниченных. В настоящее время разводка
подобных плат – исключительно ручной процесс.
Предлагается метод преобразования обычной разводки в
полигональную.
Исходная информация (рис.1) – топология слоя печатной
платы, включающая контактные площадки компонентов, проводники и запреты трассировки.
рис. 1 Топология печатной платы
Существующие программы заливки полигонов автоматически
выкусывают с заданным зазором контакты, не принадлежащие цепи и зоны запрета
трассировки, поэтому задача состоит в том, чтобы получить контуры металлизированных
многоугольников, охватывающих эквипотенциальные контактные площадки и уменьшить
их на заданную величину для обеспечения требуемых зазоров.
Построим трангуляцию Делоне [1], используя в качестве
множества вершин контакты и вершины многоугольников, задающих зоны запрета
(если зона запрета – невыпуклый многоугольник, такую область следует
аппроксимировать выпуклой фигурой). Введем дополнительные вершины,
соответствующие точкам пересечения проводников и ребер полученной трангуляции
(крестик в центре) (рис.2). Затем исключим вершины, соответствующие неподключенным
на данном слое контактам и зонам запрета трассировки.
рис. 2 Триангуляция Делоне
На
полученном в результате множестве вершин построим диаграмму Вороного [2] (рис.3).
Диаграмма Вороного конечного множества точек S на плоскости представляет такое
разбиение плоскости, при котором каждая область этого разбиения образует
множество точек, более близких к одному из элементов множества S, чем к любому
другому элементу множества.
рис. 3 Диаграмма Вороного
На диаграмме Вороного удаляются общие ребра смежных
многоугольников, если эти многоугольники описаны вокруг эквипотенциальных вершин.
Для каждой из полученных на плате областей строится
эквидистанта к контуру с внутренней стороны, отстоящая от контура на половину
величины заданного зазора. Контуры полученных полигонов передаются в программу,
осуществляющую заливку полигона с выкусыванием не принадлежащих полигону
областей (рис.4).
рис. 4 Топология печатной платы с полигональной разводкой
Литература
1. Скворцов А.В. Триангуляция
Делоне и ее применения. // Изд. Томского у-та. – 2002. – 127С.
2. Ф. Препарата, М. Шеймос.
Вычислительная геометрия: Введение. // М.: Мир. - 1989. –