如何簡單輕松地繪制原理圖符號

2021-01-09

無論您將Altium稱為大地還是大多數PCB板上使用的三角形符號，表示普通或收益。我個人的喜好是使用箭頭表示電源。我從未遇到過像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也沒有任何意義。或將兩只腳并攏放在包裝上。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的類型，以及有助于顯示電子管類型，可以翻轉的P溝道類型的柵極引腳。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，看不見的電源和接地引腳的問題在于，當電源與布局封裝的連接不正確時，電路經常燒壞。我經常燒。這是一個非常嚴重的問題，因為您可能具有多個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^三種方式來實現多元件封裝，例如四個運算放大器（圖5）。第一種方法是可以在每個組件上繪制電源引腳。第二種方法是僅在一個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組件組成的異構封裝，其中包括四個獨立的運算放大器以及一個獨立的電源和接地引腳組件。這種方法的優點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。一個技巧是使用電源引腳作為第一個包裝中的電子組件，以便在放置組件時，第一個組件是電源。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：請勿將零長度引腳用于電源和接地

相反，最好在U1的每個組件上繪制電源引腳。您也可以僅在包裝的一個組件上畫出電源引腳，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。 

這些異質組件在Cadence的OrCAD中被發現已有十多年了，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，確保每條線都連接到正確的連接器（圖6）。現在，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，也將更易于理解。

圖6：如果僅以符號形式繪制連接器，則會使原理圖混亂（a） 

通過使用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）。 

另一個考慮因素是如何繪制復雜的組件，例如開關電源芯片。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簡單的圖以指示該組件的功能。不一定是數據手冊中的框圖，僅是一條簡單的語句，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圍成一個圓圈。需要重申的是，半導體工程師繪制的晶體管沒有圓圈。我認為圈子非常有用。再說一遍，我真的很想在線穿過時稍作跳躍。這導致了另一個重要規則：沒有4路節點。我已經看到了傳真的原理圖，但看不到導線是否只是交叉而不是連接。結果，我猜錯了，這浪費了我的時間。如果所有原理圖都經過跳線，則“無4路節點”規則不太重要。令我高興的是，最新版本的Altium / CircuitStudio可以顯示跳線并自動防止生成4路節點（圖7）。

圖7：當線路之間沒有連接時，像我這樣的老人喜歡使用跳線。 

應該注意的是，在原理圖中，四向節點是禁忌的。Altium / CircuitStudio具有生成跳線的選項，并且可以通過設置走線偏移來消除交叉結，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減少混亂。畢竟，我們關心信號流。大多數工程師了解555計時芯片的內部功能。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，因此我在網上找到了一個不錯的555定時器框圖，在進行一些細微調整后，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，因此原理圖上會有一些跳躍（圖9）。 

圖8：修改圖7中的555定時器，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路輸出一樣簡單，也可以像顯示開關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。

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

在大學里，同學經常開玩笑說功率晶體管應該畫得更厚一些。當時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首選項一樣，非常個性化。這是您作為工程師的工作風格。晶體管上的跳線和圓圈之類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。我認為本地符號非常重要。在線上有一個應用筆記，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。