什么是原理圖捕捉？

2021-07-22

什么是原理圖捕捉？

簡(jiǎn)而言之，原理圖捕獲是將紙質(zhì)設計轉換為電路仿真或 PCB 設計包等軟件工具可以處理的電子表示的過(guò)程。

基本原則

電路圖基本上是部件列表以及這些部件連接之間的鏈接。這些可以是電子元件，從簡(jiǎn)單的電阻器到復雜的集成電路芯片或 FPGA，也可以是機械元件，例如連接器、撥號盤(pán)或開(kāi)關(guān)。
原理圖捕獲過(guò)程需要包括工作所需的電路設計中的所有內容，包括與其環(huán)境的電氣連接。因此，對細節的關(guān)注至關(guān)重要；當事情沒(méi)有按預期工作時(shí)，電路設計中的任何遺漏都會(huì )導致令人頭疼的問(wèn)題，并且可能會(huì )導致診斷和糾正措施的成本高昂。
原理圖捕獲過(guò)程的輸出一般采用網(wǎng)表的形式 可以導入到其他軟件工具中，例如仿真程序或 PCB 設計包。

經(jīng)驗法則

創(chuàng )建原理圖時(shí)，一些提示可以節省時(shí)間并防止出現問(wèn)題。

信號流應該總是從左到右，從輸入到輸出。同樣，電源應該從上到下供電。這種約定確保任何人在查看原理圖時(shí)都會(huì )立即了解信號從哪里傳入和傳出，以及哪些線(xiàn)路承載信號，哪些線(xiàn)路承載電力。

所有標簽都應遵循一致的命名約定，以幫助讀者理解和突出潛在問(wèn)題。例如，標記為電源線(xiàn)但定位為信號線(xiàn)的連接將立即脫穎而出，從而節省在設計或制造過(guò)程中進(jìn)一步解決問(wèn)題的時(shí)間。

線(xiàn)不應在可能的情況下交叉或匯合，以避免混淆線(xiàn)之間是否存在連接。使用通用符號進(jìn)行電源連接可以減少線(xiàn)路數量并使原理圖更清晰。如果確實(shí)需要交叉線(xiàn)，請向讀者說(shuō)明情況確實(shí)如此。如果行連接，則限制為最多三行。三個(gè)以上的酸橙同時(shí)相遇可能會(huì )被誤認為是越界。

如果原理圖太大以至于它覆蓋了多個(gè)頁(yè)面，請將組件分開(kāi)，以便每個(gè)頁(yè)面都有完整的功能塊，而不是在頁(yè)面之間隨機放置這些塊。頁(yè)面之間的線(xiàn)條流動(dòng)的連接應該是可識別的。

不要忘記不屬于功能設計的組件：去耦電容器、線(xiàn)路濾波器、防雷裝置。設備在現實(shí)世界中運行所需的大量組件不是其基本功能的一部分。但是，忘記在原理圖捕獲中包含這些會(huì )使仿真結果無(wú)效，并且如果它們沒(méi)有包含在 PCB 布局設計中，則會(huì )導致嚴重的問(wèn)題。

最后，如果原理圖的任何方面不清楚，請添加說(shuō)明。然后，當您從對電路的思考中抽身而出并且不記得當時(shí)所做的一些設計決定后，當您回顧原理圖時(shí)，您會(huì )感謝自己。

電路仿真

仿真工具可用于進(jìn)行原理圖設計、模擬輸入和監控理論輸出。這些工具允許設計人員在所有可能的輸入條件下測試電路設計，驗證電路按預期運行，并根據其實(shí)現的設備的總體要求驗證電路。

原理圖中包含的每個(gè)組件和輸入信號都需要定義其工作參數和性能特征。盡管標準組件的詳細信息通常在數據庫中可用，但定制或不尋常的組件可能需要定義和輸入此信息。請記住，模擬只會(huì )與其使用的數據一樣好。任何錯誤，無(wú)論多么小，都可能導致誤導或不具代表性的結果，這些結果只有在組裝設備運行時(shí)才會(huì )變得明顯。

要記住的重要一點(diǎn)是，仿真工具會(huì )告訴您電路在完美條件下會(huì )做什么。因此，除非添加到模型中，否則他們不會(huì )考慮真實(shí)世界的影響，例如由于阻抗或輻射噪聲的產(chǎn)生而導致的走線(xiàn)損耗。此外，它不會(huì )考慮接收到的輻射或傳導噪聲發(fā)射的干擾、信號線(xiàn)之間的串擾和其他間接影響。

優(yōu)秀的設計人員會(huì )調查他們的電路設計對這些因素的敏感性，并將這些因素作為約束輸入到 PCB 設計中，這些約束轉化為走線(xiàn)最小寬度和最大長(cháng)度參數、走線(xiàn)間隔約束和屏蔽/屏蔽要求。

印刷電路板設計

各種工具將自動(dòng)將原理圖設計轉換為 PCB 布局，優(yōu)化部件定位和走線(xiàn)，以最大限度地提高性能并滿(mǎn)足任何指定的約束條件。但是，在承諾制造電路板之前，請務(wù)必仔細檢查原理圖設計。大多數軟件包都包含可以發(fā)現錯誤的規則檢查，但這些不能替代人工審查。

去耦電容離元件太遠等簡(jiǎn)單問(wèn)題可能會(huì )逃避自動(dòng)檢查，這就是需要保持警惕的原因。如果 PCB 不工作，任何錯誤，無(wú)論多么細微，都可能導致時(shí)間和金錢(qián)的浪費。通過(guò)鉆孔和在旁路跡線(xiàn)上添加布線(xiàn)來(lái)解決小問(wèn)題對于一次性原型制作可能是令人滿(mǎn)意的，但對于大規模生產(chǎn)來(lái)說(shuō)它們并不理想。

總之

回答“什么是示意圖捕獲？”的問(wèn)題。這個(gè)過(guò)程允許設計人員模擬他們的電路以驗證他們的設計，然后以最少的努力創(chuàng )建最佳的 PCB 布局。但是，在流程的每個(gè)步驟中，設計人員都需要進(jìn)行仔細檢查，以防止錯誤影響后續步驟。仿真工具和 PCB 設計包可以獲取原理圖，讓設計人員的工作更輕松。盡管如此，它們從來(lái)都不是完美的，設計師不應該在沒(méi)有徹底審查的情況下依賴(lài)工具的輸出。