原理圖是描述電路板上各個(gè)器件之間連接關(guān)系的直觀表示,就如同我們?nèi)粘I钪惺褂玫牡貓D,它也是后期做PCB布局和布線(xiàn)的基礎(chǔ),因此原理圖的可讀性(對(duì)“人”的可讀性、對(duì)“CAD工具”的可讀性)在保證連接正確的前提下,做到最佳是非常重要的。
原理圖和系統(tǒng)框圖是不同的,左側(cè)是一個(gè)產(chǎn)品的系統(tǒng)框圖,主要展示系統(tǒng)都有哪些重要部分組成,每一個(gè)部分的核心器件是什么,同其它部分的連接是如何實(shí)現(xiàn)的;原理圖則包含了所有的器件(包括每個(gè)電阻和電容)、每個(gè)器件的每個(gè)管腳,以及這些管腳之間的連接關(guān)系等等。
此頁(yè)P(yáng)PT按照順序列出了原理圖設(shè)計(jì)的大致流程,對(duì)所有的CAD工具軟件都是一樣的。
我在此強(qiáng)調(diào),原理圖是用來(lái)展示各個(gè)元器件之間的連接邏輯關(guān)系的,最重要的是其可讀性 - 設(shè)計(jì)者可讀、相關(guān)的其他人員比如客戶(hù)、老板、同事等拿到這個(gè)圖紙都能看明白而且不會(huì)產(chǎn)生歧義;CAD軟件能夠讀懂 - 生成的Netlist能夠完全真實(shí)反應(yīng)你通過(guò)原理圖要表達(dá)的連接關(guān)系,這是PCB設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。
選擇適合自己項(xiàng)目的圖紙大小,對(duì)于簡(jiǎn)單的電路可以選用單頁(yè)A4、A3大小的圖紙,對(duì)于功能復(fù)雜的電路可以選擇多頁(yè)圖紙來(lái)實(shí)現(xiàn) - 頁(yè)面可以按照電路中的核心功能進(jìn)行布置。
這是多數(shù)工程師忽略的,但是非常重要的信息 - 在每個(gè)CAD軟件中的頁(yè)面右下角都有一個(gè)設(shè)計(jì)者/項(xiàng)目相關(guān)的信息框,建議大家養(yǎng)成認(rèn)真填寫(xiě)的習(xí)慣,尤其是版本號(hào),我們?cè)?jīng)出現(xiàn)過(guò)學(xué)員提供的用于打板的PCB文件,由于沒(méi)有版本信息,發(fā)出去的文件是糾正錯(cuò)誤之前的版本,導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目廢掉。
這是一個(gè)常識(shí),要符合人的自然閱讀習(xí)慣,但很多人不太在意。
對(duì)于新的項(xiàng)目,尤其是剛開(kāi)始的設(shè)計(jì),在重要的信號(hào)線(xiàn)上放置測(cè)試點(diǎn)(Test Point,以TP命名)是非常必要的,待板子調(diào)試成功,最終版本的PCB上可以將臨時(shí)用的測(cè)試點(diǎn)去掉。測(cè)試點(diǎn)的選取以及在PCB的放置位置也是要注意的,不能隨意放置,放置的不對(duì)反而會(huì)影響系統(tǒng)的性能。
這是一個(gè)典型的,很多初學(xué)者效仿,但我認(rèn)為是最糟糕的一種設(shè)計(jì)風(fēng)格。設(shè)想一下北京市的地圖如果設(shè)計(jì)成這樣,人們還看得懂么?標(biāo)錯(cuò)一個(gè)信號(hào)線(xiàn),容易檢查出來(lái)么?
經(jīng)驗(yàn) - 超過(guò)100種元器件的電路,總能優(yōu)化掉4-5個(gè)元器件,因?yàn)楹芏酂o(wú)源器件(比如電阻、電容)的值是可以有一定變化范圍的,尤其是上拉電阻、去耦電容等,臨近的值、同樣的值不同的封裝可以統(tǒng)一起來(lái),以降低元器件的種類(lèi),降低采購(gòu)和庫(kù)存管理的成本。
復(fù)雜的電路一個(gè)頁(yè)面里放不下,那就采用層級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)解決,認(rèn)真閱讀CAD工具里關(guān)于層級(jí)結(jié)構(gòu)的使用原則,確保信號(hào)的連接等不出現(xiàn)問(wèn)題。更要使用ERC工具進(jìn)行檢查,并通過(guò)打印的方式進(jìn)行人肉檢查。
這是一個(gè)畫(huà)的很好的電路圖,非常清晰,人閱讀起來(lái)一目了然,機(jī)器生成網(wǎng)表也不容易出錯(cuò)。
要繼續(xù)了解電路設(shè)計(jì)方面的技能點(diǎn),同行業(yè)的工程師進(jìn)行互動(dòng)交流,可以加入我們的PCB設(shè)計(jì)群。
完成了所有的設(shè)計(jì)步驟,最后要反復(fù)檢查 - ERC是必須,輔之于基于Netlist的比對(duì)檢查確保自己的設(shè)計(jì)不存在任何風(fēng)險(xiǎn)。
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原文標(biāo)題:PCB設(shè)計(jì)教程8 - 原理圖的設(shè)計(jì)及規(guī)范
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