26. август 2026.

Guide for Manual Conversion of RS-274-D (Tango PCB) to RS-274-X Gerber Format

This guide provides detailed technical instructions for converting legacy RS-274-D (Standard Gerber) files generated in Tango PCB into modern, standardized RS-274-X (Extended Gerber) format. The guide covers theoretical foundations, dimension conversion procedures, shape mapping, syntax rules, as well as concrete examples of aperture reports and raw RS-274-D files.

1. Introduction: Difference Between RS-274-D and RS-274-X Formats

The primary challenge when working with legacy CAD software such as Tango PCB lies in how printed circuit board (PCB) geometry data is stored:

  • RS-274-D (Standard Gerber): Contains strictly vector commands for photoplotter head positioning (e.g., X0100Y0200D01*) and tool/aperture ID calls (e.g., D10*). The Gerber file itself does not contain information regarding the shape or dimensions of aperture D10. That data resides in a separate text report (the Aperture Report, typically with a .REP or .APT extension).
  • RS-274-X (Extended Gerber): A self-contained format that includes full definitions of shapes, dimensions, and measurement units for all D-codes used in the documentation at the very beginning (header) of the file. Modern CAM manufacturing software and modern Gerber viewers exclusively require the RS-274-X format.

2. Structure of Tango Aperture Report (.REP / .APT)

When generating photoplotter files in Tango PCB, the program creates a textual aperture table. The main parameters in this table are:

  1. Code (D-Code): The aperture identifier, starting from D10 upwards.
  2. Shape: Defines the geometry (Ellipse, Rd Rect, Rect, Square).
  3. X and Y Dimensions: Physical tool size. In Tango PCB, these values are always expressed in mils (thousandths of an inch: 100 mil = 0.100 in = 2.54 mm).
  4. Assignments: Section showing which D-codes are assigned to which PCB layer (routes, pads, silkscreen, mask).

Sample APT (.REP) File Example:

Tango PCB Aperture Report Part 1 Tango PCB Aperture Report Part 2

3. Structure of Legacy RS-274-D Gerber File

A raw RS-274-D Gerber file contains coordinate moves and light beam commands for photo-plotters:

  • G70*: Sets coordinates to inches.
  • G90*: Enables absolute positioning.
  • G01*: Linear interpolation.
  • D02*: Light beam OFF (move without drawing / Pen Up).
  • D01*: Light beam ON (drawing line / Pen Down).
  • D10*, D12*...: Aperture selection command.

Sample Legacy RS-274-D Gerber File Snippet:

*%FSLAX44Y44*
SFA1.0B1.0*%
G70*
G90*
G01*
D02*
D10*
X13720Y43920D02*
X13720Y43920D01*
X13720Y46870D01*
X13760Y46870D01*
X13760Y43920D01*
...
D02*
D12*
X68250Y39000D02*
X68500Y39000D01*
D02*
D10*
X68500Y39000D02*
X68500Y39000D01*
X68500Y39500D01*
X68450Y39500D01*

4. RS-274-X Header Syntax and Rules

To convert an RS-274-D file into RS-274-X, an aperture header block must be prepended to the very beginning of the file. Each aperture definition command is enclosed within percent signs (%) and terminated with an asterisk (*).

4.1. Defining Units of Measurement

The initial header line establishes the measurement system for the entire file. For inches, the command is: %MOIN*%

4.2. Shape Mapping and Conversion Formulas

Each individual aperture is defined using the general template: %ADD,*%. To convert dimensions from the Tango report, values in mils must be divided by 1000 to convert them to decimal inches (e.g., 050 mil → 0.050 in, 080 mil → 0.080 in).

Tango Shape RS-274-X Code Description & Geometry RS-274-X Syntax Translation Example
Ellipse (X = Y) C Circle %ADD<D>C,<Diameter>*% D10 Ellipse 010 010 →
%ADD10C,0.010*%
Rd Rect O Obround (Rounded Rectangle) %ADD<D>O,<X>X<Y>*% D22 Rd Rect 080 150 →
%ADD22O,0.080X0.150*%
Rect / Square R Rectangle / Sharp Square %ADD<D>R,<X>X<Y>*% D15 Rect 060 040 →
%ADD15R,0.060X0.040*%
Ellipse (X ≠ Y) E True Ellipse %ADD<D>E,<X>X<Y>*% D18 Ellipse 060 040 →
%ADD18E,0.060X0.040*%


5. Step-by-Step Conversion Procedure

Step 1: Analyze the Tango Report (.REP)

Open the .REP / .APT file in a text editor (e.g., Notepad or Notepad++) and locate the Aperture and Tool Descriptions section. List all D-codes along with their shapes and X/Y dimensions.

Step 2: Construct the Aperture Header Block

Prepare the list of RS-274-X definitions. Based on the sample .REP file above, construct the following header block:

%MOIN*%
%ADD10C,0.010*%
%ADD11C,0.008*%
%ADD12C,0.012*%
%ADD13C,0.018*%
%ADD14C,0.030*%
%ADD15C,0.040*%
%ADD16C,0.050*%
%ADD17C,0.045*%
%ADD18C,0.070*%
%ADD19C,0.100*%
%ADD20C,0.120*%
%ADD22O,0.080X0.150*%
%ADD23O,0.100X0.170*%

Step 3: Insert Header into Gerber Files

Open the raw Gerber layer file (e.g., CTR.GTO for silkscreen or CTR.GTL for top copper) in a text editor. Place the cursor at the very first line of the file (before existing command lines like *%FSLAX44Y44* or G70*). Paste the constructed header block. The modified file top will look as follows:

%MOIN*%
%ADD10C,0.010*%
%ADD11C,0.008*%
%ADD12C,0.012*%
%ADD22O,0.080X0.150*%
%ADD23O,0.100X0.170*%
*%FSLAX44Y44*
SFA1.0B1.0*%
G70*
G90*
G01*
D02*
D10*
X13720Y43920D02*
X13720Y43920D01*

Step 4: Verification in CAM Software

Load the newly saved file into a modern CAM viewer (Gerbv, ViewMate, or KiCad GerbView). The file should load all geometries seamlessly without throwing missing aperture/D-code errors, displaying correct line widths, pad dimensions, and shapes.

17. јул 2026.

Трофазни исправљач са четири жице и помоћним мостом за неутрални вод: Анализа топологије и режима рада

1. Увод и контекстуализација

У класичним инжењерским решењима, за исправљање трофазног напона користи се стандардни шестопулсни мост (Грец) који се везује искључиво на фазне проводнике (L1, L2, L3). Међутим, овакав приступ занемарује потенцијал нултог (неутралног) проводника. Овај рад је директно инспирисан изузетним белешкама у упутствима за практичну реализацију уређаја за индукционо грејање др Радојла Радетића.

Фасцинантна једноставност овог склопа одмах је покренула дубоко инжењерско интересовање и кључно питање: како оваква конфигурација заправо функционише под различитим режимима и који су њени скривени практични потенцијали?

Даља истраживања су показала да овај концепт има снажно упориште у модерној индустрији – сличне конфигурације (попут специјализованих исправљача са 8 диода) масовно се користе у алтернаторима.

Овај рад анализира деловање помоћног исправљачког моста у условима пуне симетрије, као и у режимима рада када долази до прекида једне или две фазе, што ову топологију чини изузетно занимљивом са становишта поузданости и редундантности индустријских система.

2. Опис електричне шеме и компоненти

Конфигурација уређаја се састоји од два дискретна исправљачка блока повезана на заједничке DC сабирнице (слика 1), што у пракси олакшава монтажу на расхладна тела:

  • Главни мост (GR1): Стандардни трофазни блок (димензионисан за нпр. $100\text{ A} / 1200\text{ V}$) повезан на линијске фазе L1, L2, L3.
  • Помоћни мост (GR2 - N-грана): Стандардни једнофазни грец (нпр. $50\text{ A}$), код кога су оба наизменична улаза ($\sim$ и $\sim$) кратко спојена и везана на нулти проводник (N).
Слика 1

Овим инжењерским триком унутрашње диоде монофазног моста се везују паралелно. Тиме се дуплира њихова струјна издржљивост и добијају две робусне диодне гране оријентисане од негативне сабирнице DC- ка неутралном воду N, и од неутралног вода N ка позитивној сабирници DC+ (слика 2).

Слика 2

За потребе филтрирања излазног напона, у коло је постављен кондензатор $C_1$ капацитета $80\text{ }\mu\text{F}$ (МКП технологије), док улазни синусни напон одговара стандардној мрежи од $230\text{ V}$ фазног ($U_{ph}$), односно $400\text{ V}$ међуфазног напона ($U_{line}$).

Да би се јасно уочио математички и физички допринос помоћног моста, анализа у наставку посматрана је при чисто омском оптерећењу (без утицаја кондензатора), где систем испољава три потпуно различита карактеристична режима рада.

3. Анализа карактеристичних сценарија рада

Сценарио 1: Прикључена је само једна фаза (нпр. L1 активна, L2 и L3 искључене)

У овом случају, систем аутоматски прелази у режим једнофазног пуноталасног исправљања. Пошто су преостале две фазе прекинуте, струјни круг мора да се затвори преко неутралног вода (N).

  • Позитивна полупериода: Струја тече из фазе L1, пролази кроз горњу диоду унутар GR1 до позитивне DC+ сабирнице, пролази кроз потрошач до DC- сабирнице, и затвара круг пролазећи кроз паралелно везане доње диоде унутар GR2 назад у нулу (N).
  • Негативна полупериода: Струја тече из нуле (N), пролази кроз горње диоде унутар GR2 до позитивне DC+ сабирнице, пролази кроз потрошач, и враћа се преко доњих диода унутар GR1 назад у L1.
  • Излазни напон и таласност: Напон на излазу одређен је чистим фазним напоном. Вршна вредност DC напона у празноходу износи: $$U_{peak} = \sqrt{2} \cdot U_{ph} = \sqrt{2} \cdot 230\text{ V} \approx 325\text{ V}$$

Фреквенција таласности ($f_{ripple}$) је $100\text{ Hz}$. Због релативно малог капацитета кондензатора $C_1$, под значајнијим оптерећењем долази до дубоког пада напона између мрежних пикова. Систем је функционалан, али са снагом ограниченом струјном баријером једног осигурача ($32\text{ A}$).

Слика 3

Сценарио 2: Укључене су све три фазе (L1, L2, L3 у симетрији)

Када су присутне све три фазе, склоп функционише као стандардни шестопулсни трофазни исправљач.

  • Путања струје: Струја тече искључиво између линијских фаза преко диода у главном мосту GR1. У сваком тренутку времена води она диода која је спојена на фазу са највишим тренутним позитивним потенцијалом, док струју ка мрежи враћа диода на фази са најнижим негативним потенцијалом.
  • Улога помоћног моста (GR2): Вршни излазни напон диктиран је међуфазним (линијским) напоном од $400\text{ V}$, што у празноходу даје: $$U_{peak} = \sqrt{2} \cdot U_{line} = \sqrt{2} \cdot 400\text{ V} \approx 565\text{ V}$$

Пошто се потенцијал нуле (N) константно налази на средини између максималних позитивних и негативних вредности фаза, све диоде унутар помоћног моста GR2 су трајно инверзно поларисане. Кроз неутрални проводник не тече струја, те GR2 у овом режиму практично „спава“. Фреквенција таласности износи $300\text{ Hz}$, а природни пад напона између два суседна пика је свега око $13\text{--}14\%$, што обезбеђује високу стабилност DC напона (слика 4).

Слика 4

Сценарио 3: Рад са две активне фазе (нпр. L1, L2 у функцији, L3 искључена)

Овај режим на најбољи начин осветљава инжењерску предност приказане топологије. Искључењем фазе L3, диоде у GR1 које су на њу повезане остају трајно блокиране. Током једног пуног циклуса од $360^\circ$, систем аутоматски пролази кроз три различита подрежима рада (слика 5):

  • А) Режим чистих међуфазних пикова (укупно трајање $240^\circ$ током циклуса): Наступа када су преостале две фазе супротног знака у односу на нулу. Разлика потенцијала међу њима је велика (међуфазни напон са пиком око $565\text{ V}$). Струја излази из тренутно позитивне фазе (нпр. L1), пролази кроз горњу диоду у GR1, напаја потрошач и кондензатор $C_1$, те се преко доње диоде за фазу L2 унутар GR1 враћа назад у мрежу. Помоћни мост GR2 је инверзно поларисан и кроз њега не тече струја; систем ради као класичан једнофазни мост између L1 и L2.
  • Б) Режим „позитивне допуне“ преко нуле (трајање $60^\circ$): Настаје када су обе активне фазе истовремено позитивне у односу на нулу (нпр. $V_{L1} = +250\text{ V}$, $V_{L2} = +100\text{ V}$). Позитивна сабирница DC+ тада преузима виши потенцијал (са фазе L1). Међутим, пошто су обе фазе изнад $0\text{ V}$, ниједна доња диода у главном мосту GR1 не може да проведе струју назад ка фазама. У том тренутку струја из потрошача отвара доњи пар диода унутар помоћног моста GR2 и преко њих затвара круг назад у неутрални проводник (N). Напон на сабирници DC- бива „закован“ на потенцијал нуле ($0\text{ V}$), а излазни напон прати вредност чисте фазне синусоиде.
  • В) Режим „негативне допуне“ преко нуле (трајање $60^\circ$): Ово је реципрочна ситуација у којој су обе фазе истовремено негативне у односу на нулу. Најнегативнија фаза преко доње диоде у GR1 повлачи негативну сабирницу DC- ка свом ниском потенцијалу, али су горње диоде у GR1 блокиране. Тада струја креће из нултог проводника N, пролази кроз горњи пар диода унутар GR2 (подижући потенцијал сабирнице DC+ на $0\text{ V}$), тече кроз потрошач и враћа се преко доње диоде у главном мосту ка најнегативнијој фази. Излазни напон поново одржава стабилну вредност фазног напона.
Слика 5

4. Закључак

Имплементација помоћног моста GR2 за везу са неутралним проводником драстично мења карактеристике и функционалност трофазног исправљача. Најзначајнији инжењерски допринос ове топологије лежи у могућности реализације потпуно другачијег протокола за стартовање уређаја. Код класичних трофазних исправљача, директно прикључење на мрежу изазива огромну струју прелазног режима (струјни удар / inrush current) због наглог пуњења празног излазног кондензатора велике брзине на пун међуфазни напон (пик око $565\text{ V}$). То захтева комплексна и скупа кола за меки старт (soft-start) са отпорницима и релејима који су подложни кваровима.

Ова топологија омогућава елегантно решење кроз секвенцијално укључивање фаза:

  1. У првом кораку укључује се само једна фаза. Кондензатор се тада безбедно пуни преко неутралног вода на знатно нижи, чист фазни напон (пик око $325\text{ V}$). Будући да је напонска разлика мања, почетни струјни удар је драстично редукован.
  2. Тек након што је кондензатор успешно „предпуњен“ на овај међуниво, са лакоћом се укључују преостале две фазе како би систем подигао излазни напон на пуну вредност од $565\text{ V}$.

На овај начин, без иједне додатне активне компоненте, добија се уређај са интегрисаном заштитом од струјног удара, високим степеном редундантности и изузетном робусношћу, што ову шему чини веома практичним избором за самоградњу и индустријску примену.