如何簡(jiǎn)單輕松地繪制原理圖符號

2021-01-09

無(wú)論您將Altium稱(chēng)為大地還是大多數PCB板上使用的三角形符號，表示普通或收益。我個(gè)人的喜好是使用箭頭表示電源。我從未遇到過(guò)像R1和R2這樣的工程師。除非具有三腳，否則Altium中的可變電阻符號R3也沒(méi)有任何意義?；驅芍荒_并攏放在包裝上。我還喜歡晶體管上的圓圈，短引腳，字母N或P以清楚地顯示MOSFET的類(lèi)型，以及有助于顯示電子管類(lèi)型，可以翻轉的P溝道類(lèi)型的柵極引腳。這樣，源就在最上面，因為還需要更多的正功率。我非常感謝Altium / CircuitStudio顯示體二極管。 

在現代PCB設計中，看不見(jiàn)的電源和接地引腳的問(wèn)題在于，當電源與布局封裝的連接不正確時(shí)，電路經(jīng)常燒壞。我經(jīng)常燒。這是一個(gè)非常嚴重的問(wèn)題，因為您可能具有多個(gè)pcb層通電，很難重新制作PCB甚至重建原型。因此，我們許多人將明確繪制電源引腳?？梢酝ㄟ^(guò)三種方式來(lái)實(shí)現多元件封裝，例如四個(gè)運算放大器（圖5）。第一種方法是可以在每個(gè)組件上繪制電源引腳。第二種方法是僅在一個(gè)組件上繪制電源引腳。確保將所有未使用的組件放在原理圖上。第三種方法是將四通道運算放大器設計成由五個(gè)組件組成的異構封裝，其中包括四個(gè)獨立的運算放大器以及一個(gè)獨立的電源和接地引腳組件。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以將電源和接地組件以及所有去耦電容器放在一起。缺點(diǎn)是您可能忘記放置電源和接地組件，造成的災難是設備未通電，而不是錯誤的電源。一個(gè)技巧是使用電源引腳作為第一個(gè)包裝中的電子組件，以便在放置組件時(shí)，第一個(gè)組件是電源。在任何情況下，都應將所有組件放在原理圖中，以使未使用的組件正確偏置，以防止它們振蕩。 

圖5：請勿將零長(cháng)度引腳用于電源和接地

相反，最好在U1的每個(gè)組件上繪制電源引腳。您也可以?xún)H在包裝的一個(gè)組件上畫(huà)出電源引腳，但要確保所有組件都已放置好，以免忘記連接電源（U2）。U3封裝使用單獨的“組件”來(lái)汲取功率和接地。這樣做的好處是，您可以翻轉運算放大器，并根據電路需求靈活地將負引腳置于正引腳之上或之下。 

這些異質(zhì)組件在Cadence的OrCAD中被發(fā)現已有十多年了，這種方法也可以將連接器分解成碎片。這樣做也是為了保持原理圖的信號流，確保每條線(xiàn)都連接到正確的連接器（圖6）?，F在，您可以確保原理圖流程是從左到右，從而使其他工程師更容易理解，并且在5年后查看時(shí)，也將更易于理解。

圖6：如果僅以符號形式繪制連接器，則會(huì )使原理圖混亂（a） 

通過(guò)使用OrCAD中的異構組件功能或Altium / CircuitStudio中的組件“模式”，您可以分解連接器，以使原理圖的流程更清晰，更易于理解（b）。 

另一個(gè)考慮因素是如何繪制復雜的組件，例如開(kāi)關(guān)電源芯片。即使將輸入移至左側，將輸出移至右側，仍然很難理解該組件的工作原理。在這種情況下，您可以在符號框中繪制一個(gè)簡(jiǎn)單的圖以指示該組件的功能。不一定是數據手冊中的框圖，僅是一條簡(jiǎn)單的語(yǔ)句，可以提醒您和其他人此組件的作用。

原理圖符號還有其他約定，它們比良好的設計原則更受青睞。我真的很喜歡將晶體管?chē)梢粋€(gè)圓圈。需要重申的是，半導體工程師繪制的晶體管沒(méi)有圓圈。我認為圈子非常有用。再說(shuō)一遍，我真的很想在線(xiàn)穿過(guò)時(shí)稍作跳躍。這導致了另一個(gè)重要規則：沒(méi)有4路節點(diǎn)。我已經(jīng)看到了傳真的原理圖，但看不到導線(xiàn)是否只是交叉而不是連接。結果，我猜錯了，這浪費了我的時(shí)間。如果所有原理圖都經(jīng)過(guò)跳線(xiàn)，則“無(wú)4路節點(diǎn)”規則不太重要。令我高興的是，最新版本的Altium / CircuitStudio可以顯示跳線(xiàn)并自動(dòng)防止生成4路節點(diǎn)（圖7）。

圖7：當線(xiàn)路之間沒(méi)有連接時(shí)，像我這樣的老人喜歡使用跳線(xiàn)。 

應該注意的是，在原理圖中，四向節點(diǎn)是禁忌的。Altium / CircuitStudio具有生成跳線(xiàn)的選項，并且可以通過(guò)設置走線(xiàn)偏移來(lái)消除交叉結，如該芯片的GND連接所示。請注意，與您所想的相反，庫組件的左側是輸出，右側是輸入。 

我的方法是使用左側輸入的規則來(lái)重繪組件的符號（圖8）。我還使用了單獨的電源和接地符號來(lái)減少混亂。畢竟，我們關(guān)心信號流。大多數工程師了解555計時(shí)芯片的內部功能。但是，如果您不知道，或者您認為閱讀原理圖的人不知道，則可以在組件內部繪制部分或全部框圖。Altium / CircuitStudio允許您將圖像放置在原理圖符號上，因此我在網(wǎng)上找到了一個(gè)不錯的555定時(shí)器框圖，在進(jìn)行一些細微調整后，我將其放入了原理圖符號中。我必須遵循它們的引腳排列結構，因此原理圖上會(huì )有一些跳躍（圖9）。 

圖8：修改圖7中的555定時(shí)器，將輸入置于左側，將輸出置于右側，以使原理圖流程更加清晰。單獨的電源和接地符號消除了走線(xiàn)的混亂。

圖9：您可以在組件內部繪制框圖以顯示其功能。 

這可以像顯示集電極開(kāi)路輸出一樣簡(jiǎn)單，也可以像顯示開(kāi)關(guān)電源芯片的內部功能一樣復雜。一些CAD軟件包允許您將圖像粘貼到組件符號中。

這里有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。您可以使用整個(gè)原理圖來(lái)表示組件的內部功能，或者如果您不關(guān)心組件的內部功能，則可以使原理圖更簡(jiǎn)單。我的想法是在組件內部繪制一些內容，例如開(kāi)放式收集器輸出，但是保持整個(gè)原理圖的清晰和組織化很重要，而且人們似乎很理解。

在大學(xué)里，同學(xué)經(jīng)常開(kāi)玩笑說(shuō)功率晶體管應該畫(huà)得更厚一些。當時(shí)我們所有人都在冷笑，但現在我真的很想展示帶有較大符號的TO-3巨型封裝晶體管（圖10）。作為仿真工程師，必須接受重要性原則，并且更大的晶體管更重要，更容易繪制。 

圖10：每個(gè)人都可以看到右邊的晶體管是功率晶體管

原理圖符號首選項就像音樂(lè )首選項一樣，非常個(gè)性化。這是您作為工程師的工作風(fēng)格。晶體管上的跳線(xiàn)和圓圈之類(lèi)的東西并不是很重要，而左側和頂部的輸入，右側和底部的輸出之類(lèi)的更為重要。我們都在爭論如何處理帶有輸入和輸出的總線(xiàn)。我認為本地符號非常重要。在線(xiàn)上有一個(gè)應用筆記，該筆記指出，如果按照符號所示將其連接到地面，則有可能燒毀二極管。