電路原理圖的基礎知識

電路原理圖是概念電子設計與印刷電路板組件或PCBA物理實現之間的橋梁。

撬棍電路

原理圖有兩個基本用途。首先，他們溝通設計意圖。對于電氣設計領域的技術人員來說，示意圖應該清楚地表達設計的意圖。第二，它們的存在是為了引導和驅動PCB布局。為了更好地理解原理圖，您應該了解一些基本原理：組件符號，參考標志符（REFDES），網絡和輸出。

參考指示符（REFDES）

參考指示符是每個物理組件的唯一標識標簽，并且它們就它們所引用的組件進行了大量的溝通。正確的REFDES使用告訴原理圖閱讀器組件的類型和每個組件的符號數。雖然有標準符號代表各種類型的電氣元件，我們將在下面討論，但并非所有的原理圖都遵循所有這些標準。在每個無源元件顯示為帶引腳的通用盒子的情況下，參考指示符前綴可以告訴你很多關于符號所代表的組件的類型。參考標志也可作為物料清單（BOM）的鏈接。BOM包含PCBA設計中每個組件的部件號，并通過REFDES指示應安裝該部件的位置。

參考標志符號的行業標準格式包括字母代碼，表示組件類型，后跟唯一編號。

BT =電池J =連接器R = Resistor

C = CapacitorK = RelayS或SW = Switch

D =二極管L =電感器T =變壓器

F = FuseP =連接器U. =集成電路

H =硬件Q =晶體管Y = Crystal

我們會注明每個組件的REFDES，因為我們在下面標識它們的符號。

組件符號

原理圖中的組件符號表示將被焊接到印刷電路的物理組件電路板（PCB）在組裝過程中。有時它們也可能代表PCB結構，如過孔或測試點。元件符號通常是行業標準的形狀或圖形，表明它們是什么類型的電氣元件，盡管有時它們只是一個矩形用別針。電阻器，電容器，電感器，二極管和晶體管都有標準符號，我們將在下面簡要介紹。組件符號總是有一個或多個引腳可以進行電氣連接。每個原理圖符號引腳都有一個與物理組件圖相對應的編號?？梢允褂靡粋€或多個符號來定義單個電子組件。具有多個引腳的組件通常由多個原理圖符號表示，只是為了允許可讀的原理圖。在由多個符號定義的部件的情況下，引用同一物理組件的每個分區符號共享相同的參考指示符。

常用的原理圖符號

電阻器

電阻器是非常常見的電氣元件。它們通常在美國顯示為曲折線，但國際標準將它們顯示為矩形。

電阻器的美國（頂部）和國際（底部）符號

電阻器在原理圖中標識，帶有以字母“R”開頭的參考標志符（REFDES）。

電容器

電容器也很常見。它們顯示為由間隙分開的兩條線，傳達它們由電介質隔開的兩個帶電板的基本結構。兩個主電容符號是非極化和極化的。極化電容用曲線表示（表示負極）和/或加號（表示正極）。

電容器符號，圖中顯示了最左側的非極化電容和極化電容的三種版本。

電容器在原理圖中用參考標號（REFDES）標識字母“C”。

電感

電感器，如電阻器和電容器，是電路中使用的基本無源元件。電感器顯示為表示其基本結構的一系列曲線。電感器最簡單的構造是在一些核心材料周圍纏繞線圈。

電感符號

電感器在原理圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母”L“開頭。

二極管

二極管是僅允許電流沿一個方向流動的電氣元件。例如，齊納二極管不允許反向電流，直到二極管的反向電壓達到一定的定義水平。

二極管符號

發光二極管（LED）當電流正向流過它時會產生光。構造肖特基二極管使其工作類似于簡單的二極管，但開關速度更快，正向壓降更低。

齊納二極管符號

肖特基二極管符號

識別二極管在原理圖中帶有參考標號（REFDES），以字母“D”或“Z”開頭（用于齊納斯）?！癓ED”有時用于發光二極管。

晶體管

晶體管就像電氣開關一樣，一個區域內的偏置電壓或電流接通電流通過主端子。有兩種基本類型的晶體管：雙極結型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）。簡單地說，BJT是當前的 - 受控器件，流入或流出基極引腳的電流通過集電極和發射極引腳接通更大的電流。

BJT符號

另外，簡單來說，FET是電壓控制器件，柵極上有電壓引腳通過漏極和源極引腳接通電流。有許多用于晶體管的圖紙，表明不同數量的內部元件細節。

FET符號

晶體管在原理圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母”Q“開頭?！癕”有時用于MOSFET器件?！癟”有時會被錯誤地使用，應該避免使用。

可變電阻器

可變電阻器，如電位器和變阻器，是根據用戶的調整改變電阻的電阻器。雙端可變電阻顯示為電阻，其上有一個箭頭，而電位計（有三個端子）添加一個指向電阻符號側面的箭頭。

變阻器符號

電位計符號

電壓獨立電阻器或變阻器看起來類似于可變電阻器，但是在它上面有一條線而不是箭頭。

壓敏電阻符號

特殊電阻通常在原理圖中用參考標識符（REFDES）標識以字母“R”開頭，但有時會使用“VR”（用于可變電阻器或電位器）或“RV”（用于壓敏電阻器）。

集成電路

集成電路是在單個封裝中用半導體材料制造的整個電路。集成電路是處理器，存儲器，運算放大器和電壓調節器，看起來像安裝在印刷電路板上的正方形或矩形。集成電路顯示為盒子或盒子的集合，帶有標記的引腳電源，輸入和輸出。

集成電路在原理圖中用參考標號（REFDES）以字母“U”開頭，或者有時以字母“IC”開頭。

水晶/振蕩器/諧振器

所有三個這些在電路中通電時提供已知的穩定頻率輸出。晶體，振蕩器和諧振器不是一回事，具有不同的特性并需要不同的支持電路，但它們的基本目的是相似的。

水晶符號

晶體和振蕩器在原理圖中用參考標號識別（ REFDES）以字母“Y”開頭。偶爾使用“X”;這個字母對于不適合其他類別的組件來說也是一個包羅萬象。

數字邏輯門

有很多數字邏輯門 - 在本概述中可以詳細描述。有關數字邏輯和許多不同類型邏輯門的完整說明，請參閱數字信號和門上的AAC教科書頁。

邏輯門作為集成電路出售，因此它們在原理圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“U”開頭，或者有時是“IC”，就像其他集成電路一樣。

運算放大器

運算放大器和比較器在電路中具有多種有用功能，它們在原理圖中顯示為橫向三角形，帶（a） +）和一個（ - ）輸入，有時是電源和接地引腳。

運算放大器符號

雙電源運算放大器電路（左）和單電源配置（右），電源和接地引腳指示

運算放大器和比較器在原理圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“U”開頭，或者有時是“IC”，就像其他集成電路一樣。此外，運算放大器有時會使用以“OP”開頭的REFDES。

連接器/接頭

連接器和接頭連接其他電路或電纜的地方到原理圖描述的電路。連接器有多種類型和方向，它們同樣用各種符號表示在原理圖中。

有時，原理圖符號只是簡單的矩形，有時原理圖符號是圖紙制作的看起來像它們代表的物理連接器。

連接符號

連接符和標題通常在原理圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“J”開頭或字母“P”。

開關

開關通常帶有一個原理圖符號，表示開關類型和極數/投擲數量別針。

切換符號

開關在原理圖中用參考標志符（REFDES）標識，以字母“SW”開頭。

電池

電池顯示的原理圖符號有一條長線和一條短線，一起代表一個電池。實際上，大多數電池原理圖符號都被繪制為兩個單元格，無論電池實際包含多少單元格。

電池符號

電池在原理圖中標識，帶有參考標號（REFDES），字母“B” “。

變壓器

變壓器通常會顯示一個符號表示變壓器工作原理的符號。它看起來像兩個并聯的電感線圈，它們之間有一些東西，通常是一兩行。

變壓器在原理圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“T”開頭。

保險絲/PTC

保險絲或PTC （ p 效率高的設備）是電路保護裝置，在發生爆炸的情況下會“大幅度地”燒壞（燒壞）或大幅增加電阻。流過它們的電流過多。=通常在原理圖中顯示保險絲，其符號看起來像側面通道“S”。

熔絲符號

熔絲在原理圖中標識并帶有參考指示符（REFDES）以字母“F”開頭。

PTC通常顯示為一個方框，在對角線上有一條直線;相同的符號用于PTC熱敏電阻。

PTC符號

PTC在原理圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“R”，“VR”或“PTC”開頭。

非組件符號

原理圖中還有其他符號表示物理組件。有些符號表示要在PCB中構建的物理結構，如測試點或安裝孔。

測試點符號

其他示意符號代表電源或地面欄桿。

地面符號

其他原理圖符號用于原理圖不同頁面之間的互連，標簽用于標識它們所屬的電網。

非組件符號通常沒有參考標志。有些將有參考標志符（REFDES），以字母“TP”（測試點），“MH”（安裝孔）或“X”開頭（對于其他未指定的類型，所有都是通用標記）。

Nets

在原理圖和印刷電路板的說法中，網是PCB接線的電氣連接。網絡顯示為將組件符號引腳連接到其他引腳或網絡的線。最佳做法是繪制原理圖以標記重要的網絡，以便在布局設計時可以清楚地識別它們。如果兩個網絡沒有繪制為連接但標簽相同，則它們將被原理圖捕獲軟件視為物理連接，這樣當設計導出到PCB布局工具時，它們將是相同的網絡。

原理圖的圖像，兩個網絡未連接，但標記相同如此物理連接，在本例中為“STEPM_R_EN”

這是一個使用特殊符號的示意圖捕獲最佳實踐當未繪制為已連接時，顯示與其他頁面或同一頁面的部分的網絡連接。這些是頁內頁面（頁面內）或頁間間（頁面間）連接符號。

頁間連接器

為了便于閱讀，優秀的原理圖盡可能避免重疊網絡 - 但這并非總是可行。當兩個網絡連接時，大多數示意圖繪制工具會添加連接點或圓。沒有連接點意味著兩個網絡沒有連接，只是相互通過。更高級的原理圖繪制工具顯示了一個跳線，使兩個網絡沒有連接更加清晰。

連接網

非連接網（有線跳）

重要輸出：網表和物料清單

網表

原理圖最重要的輸出是網表。該文件或文件集是PCB布局軟件的主要輸入，布局設計人員使用它來指導電路板上所有電路的布局和布線。網表格式各不相同，但通常它們以非常簡單的形式指定原理圖中的每個組件或符號，以及它們之間的每個連接（網絡）。如果您已在原理圖中命名了網絡，那么這些網名將作為部件之間的連接點出現在網表中。如果您沒有為網絡命名，網表輸出工具將為其生成一個名稱。通常，網表將包含多個表：一個列出部件及其名稱，一個列出網名及其名稱連接等。網表也可用于包括SPICE電路仿真所需的附加信息。請參見此處的一些簡單示例網表輸出。

BOM（物料清單）

原理圖的另一個重要輸出是物料清單或物料清單。BOM輸出是一個電子表格或數據庫，它將原理圖中的每個REFDES與物理組件和部件號相匹配。BOM輸出有多種格式，具體取決于原理圖和零件的復雜程度數據庫是什么，你想要什么樣的輸出。在最簡單的一端，您可能會有一個參考標志列表，每個參考標志都有一個制造商的部件號。

anOrCAD BOM輸出的屏幕截圖

更復雜的BOM將包括貴公司的內部部件號，數量在多個地方使用的零件，可用于給定零件的多個供應商零件編號等。BOM包含獲取原理圖并將其實際構建到裝配體中所需的信息。