别让你的原理图符号害了自己！
时间：2020-09-01 09:03:05
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[导读]有很多关于绘制原理图符号的讨论。使你的原理图符号能够让人理解非常重要。有时用计算机辅助设计(CAD)软件包中预先做好的符号就可以了，但大多数符号并不太理想。请确保你的软件包能方便地创建符号，因为你可能得重新绘制每个单独元件，以及创建新的元件。CAD
好的原理图应该有可预测的信号流向。这个流向要求输入部分位于左边和上边，输出部分位于右边和下边。当然这并非铁板一块，但如果你希望其他工程师一眼就能理解你的原理图，遵循这个规则就非常重要。如果我高声对你喊叫，“区别什么有做这样？”这种语法结构显然让人难懂，但如果我按从右到左的顺序说，“这样做有什么区别？”那么你马上就能理解了。虽然许多半导体公司赚了很多钱，并提供很多支持，但很多时候他们专注于芯片内部，而做不到正确的原理图流向。
六反相器U1不是很实用。它将6个反相器合成在一个符号中，并且左边和右边都有输入输出。引脚长度也不需要那么长。U2这个符号稍微好一些，输入都在左边，输出都在右边。像我这样一把年纪的人不喜欢彩色背景，因为经过六次黑白拷贝黄色会变成黑色，从而让你无法看清任何东西。我创建的U3由不同元件组成(异构元件)，包括6个相同的元件和表示电源与地的第7个元件。排阻RP1是非常愚蠢的画法，当这些电阻应该处于原理图上不同位置时很容易把原理图弄得一团糟。RP2显示了异构元件在这种时候的作用。
一些半导体公司采用ANSI符号画逻辑器件，这显然是由缺乏分析的线性思维的人发明的，而不是模拟工程师眼中的图形化思维。
对于多元件封装来说(比如许多逻辑门)，原理图符号需要分解开来，因为你很少会在原理图的同一个地方使用全部这些元件。这个原则同样适用于双路或四路运放。元件符号可以采用德·摩根等效符号。我非常敬佩那些能够通过布尔表达式来理解电路工作的工程师，但我还是喜欢图形化的表达方式——通过图形可以想象位于D锁存器中的比特，或者多路复用器中断言给定输入的引脚。
说到地，“公共端”或“回流端”其实更贴切，除非你的电路连接到墙上插座的大地引脚。我承认这只是个人喜好，但我喜欢美国风格的电源和电阻符号，在晶体管和MOSFET上有个圆圈，且MOSFET清楚地指示了N沟道或P沟道类型。
我碰到过一位教授，如果他看到你在汽车收音机原理图上有大地符号，会给你不及格的判定。汽车底盘是一种不同的符号，不管Altium叫它大地，还是你在大多数PCB上使用的三角符号，都意味着公共端或回流端。我个人的喜好是使用箭头代表电源，我也没遇到过哪一位工程师喜欢R1和R2那样欧洲画法的电阻，甚至Altium里的可变电阻符号R3也没有意义，除非它有三个脚，或者在封装上把两个脚短接在一起。我也喜欢晶体管上的圆圈、短引脚、字母N或P清晰地显示MOSFET的类型，以及有助于显示管子类型的栅极引脚，可以翻转的P沟道类型，以便源极位于上面，因为更多的正电源也在上面。我很欣赏Altium/CircuitStudio显示体二极管。
在现代设计中，电源和地引脚不可见带来的问题是，当版图封装的电源连接错误时电路经常会烧掉。经常会烧。这是一个很严重的问题，因为你可能有多个带电源的层，而重新做PCB甚至重新搭建原型是很困难的。基于这个理由，我们许多人会把电源引脚明确地画出来。对于像四运放这样的多元件封装来说有三种方法来实现。第一种方法是你可以将电源引脚画在每个元件上。第二种方法是只将电源引脚画在其中一个元件上，这时要确保将所有未用元件也都放到原理图上。第三种方法是将四运放设计成由5个元件组成的异构封装，包括4个独立的运放和一个单独的电源与地引脚元件。这种方法的优点是你可以将电源与地元件和所有去耦电容放在一起。缺点是你可能忘了放电源与地元件，由此带来的灾难是器件没有供电而不是接错电源。一个技巧是将电源引脚作为封装中的第一个元件，这样当你放置这个元件时第一个放的就是电源。不管怎样，你都应该将所有元件都放到原理图中去，以便给未用元件合适的偏置，防止它们发生振荡。
另外一个考虑是如何将诸如开关电源芯片这样的复杂元件画清晰。即使你将输入移到左边，输出移到右边，仍然很难理解这种元件的工作原理。针对这种情况，你可以在符号框中画一个简单的图，用来暗示这个元件的功能。不一定是数据手册中的框图，只需简单的表述，以便提醒你和其他人这个元件是做什么的。
还有其它一些原理图符号的惯例，它们更多的是偏好，而不是好的设计原则。我很喜欢用圆圈将晶体管包围起来。需要重申的是，那些半导体工程师画的晶体管才没有圆圈。我认为圆圈非常有用。同样，我很喜欢当走线发生交叉时做一个小的跳接。这就引出了另一个重要规则：没有4向结点。我见过一个传真过来的原理图，怎么都看不出走线是否只是交叉而不是连接在一起。结果我猜错了，这浪费了我一天时间。如果所有原理图都用跳接，“没有4向结点”规则就没那么重要了。令我高兴的是，最新版本的Altium/CircuitStudio可以显示跳接，并能自动防止生成4向结点。
我的做法是使用输入在左侧的规则重画元件符号。我还使用了独立的电源与地符号，以便减少杂乱现象，毕竟我们关心的是信号流向。大多数工程师理解555定时芯片内部的功能。但如果你不知道，或者你认为阅读该原理图的人不知道，那么你可以在元件内部画上一些或所有框图。Altium/CircuitStudio允许你在原理图符号上放置图片，因此我在网上找到一个很好的555定时器框图，经过一些细微调整后我将它放进原理图符号中。我不得不遵循它们的引脚输出结构，因此原理图上有些跳接。
这里有个关键点。你可以用整个原理图来表示元件内部功能，或者要是对元件内部功能不是很关心的话，可以想让原理图更简捷。我的想法是适当在元件内画一些内容，比如集电极开路输出，但重要的是保持整个原理图清晰有条理，人们看起来容易理解。
好了，就剩最后一个模拟工程师的最爱了。在大学里，John Kuras经常开玩笑说功率晶体管应该用粗一点的线画得大一点。当时我们都嗤之以鼻，但现在我确实喜欢用更大的符号显示TO-3巨型封装的晶体管。成为模拟工程师就得接受重要性原则，而更大的晶体管更重要，而且画起来更容易。
你又有怎样的想法和风格，它会帮助每个人更好地理解我们的工作吗？
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精辟！就这样把PF和PFC讲透了！不可思议，原来电路都是算出来的！超实用！PCB设计规则中英文对照一览
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