有很多關(guān)于繪制原理圖符號(hào)的討論。使你的原理圖符號(hào)能夠讓人理解非常重要。有時(shí)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件包中預(yù)先做好的符號(hào)就可以了，但大多數(shù)符號(hào)并不太理想。請確保你的軟件包能方便地創(chuàng)建符號(hào)，因?yàn)槟憧赡艿弥匦吕L制每個(gè)單獨(dú)元件，以及創(chuàng)建新的元件。CAD軟件包含的上萬種符號(hào)只是你重新繪制它們的基礎(chǔ)。 好的原理圖應(yīng)該有可預(yù)測的信號(hào)流向。這個(gè)流向要求輸入部分位于左邊和上邊，輸出部分位于右邊和下邊。當(dāng)然這并非鐵板一塊，但如果你希望其他工程師一眼就能理解你的原理圖，遵循這個(gè)規(guī)則就非常重要。如果我高聲對(duì)你喊叫，“區(qū)別什么有做這樣？”這種語法結(jié)構(gòu)顯然讓人難懂，但如果我按從右到左的順序說，“這樣做有什么區(qū)別？”那么你馬上就能理解了。雖然許多半導(dǎo)體公司賺了很多錢，并提供很多支持，但很多時(shí)候他們專注于芯片內(nèi)部，而做不到正確的原理圖流向(圖1)。 圖1：目前許多公司畫的原理圖符號(hào)模仿的是元件的引腳圖，而不是信號(hào)流向 圖1中的六反相器U1不是很實(shí)用。它將6個(gè)反相器合成在一個(gè)符號(hào)中，并且左邊和右邊都有輸入輸出。引腳長度也不需要那么長。U2這個(gè)符號(hào)稍微好一些，輸入都在左邊，輸出都在右邊。像我這樣一把年紀(jì)的人不喜歡彩色背景，因?yàn)榻?jīng)過六次黑白拷貝黃色會(huì)變成黑色，從而讓你無法看清任何東西。我創(chuàng)建的U3由不同元件組成(異構(gòu)元件)，包括6個(gè)相同的元件和表示電源與地的第7個(gè)元件。排阻RP1是非常愚蠢的畫法，當(dāng)這些電阻應(yīng)該處于原理圖上不同位置時(shí)很容易把原理圖弄得一團(tuán)糟。RP2顯示了異構(gòu)元件在這種時(shí)候的作用。 一些半導(dǎo)體公司采用ANSI符號(hào)畫邏輯器件，這顯然是由缺乏分析的線性思維的人發(fā)明的，而不是模擬工程師眼中的圖形化思維(圖2)。 圖2：許多工程師都不喜歡ANSI/IEEE邏輯符號(hào)畫法，這些符號(hào)簡直是非徒無益，而又害之。顯示實(shí)際的邏輯符號(hào)稍好一些。CAD軟件包中附帶的元件基本上是沒有用的。較好的做法是將元件一分為二。更好的做法是將電源獨(dú)立出來，這樣就不會(huì)弄亂信號(hào)流向。模擬工程師最想要的是在元件內(nèi)部稍微畫一些能表示其功能的圖案。 對(duì)于多元件封裝來說(比如許多邏輯門)，原理圖符號(hào)需要分解開來，因?yàn)槟愫苌贂?huì)在原理圖的同一個(gè)地方使用全部這些元件。這個(gè)原則同樣適用于雙路或四路運(yùn)放。元件符號(hào)可以采用德·摩根等效符號(hào)(圖3)。我非常敬佩那些能夠通過布爾表達(dá)式來理解電路工作的工程師，但我還是喜歡圖形化的表達(dá)方式——通過圖形可以想象位于D鎖存器中的比特，或者多路復(fù)用器中斷言給定輸入的引腳。 圖3：早在1995年，OrCAD 9就允許用德·摩根等效符號(hào)表示與非(NAND)門 Altium/CircuitStudio可以讓用戶給元件分配不同的“模式”完成相同的任務(wù)。如果你想畫一個(gè)“引腳上負(fù)下正”模式的運(yùn)放符號(hào)就非常方便。若是沒有等效符號(hào)，如果你想垂直翻轉(zhuǎn)一個(gè)元件，也會(huì)把正電源放到下邊，把地放到上邊去。通過調(diào)用繪制的德·摩根等效符號(hào)，你可以交換輸入引腳，同時(shí)保持電源和地的位置不變。解決這個(gè)問題的另外一種方法是制作一個(gè)具有獨(dú)立電源的異構(gòu)元件(U6)。現(xiàn)在你可以垂直翻轉(zhuǎn)運(yùn)放，將負(fù)引腳放到上面來。 某個(gè)年代的原理圖程序出現(xiàn)于這樣一個(gè)時(shí)期：PCB上大約有40個(gè)14引腳的邏輯芯片，每個(gè)芯片配一個(gè)去耦電容，再加上一個(gè)卡緣連接器。在1985年，DOS OrCAD甚至不能畫三角形。這是那個(gè)年代的局限，也是那個(gè)年代需要擔(dān)心的事。當(dāng)時(shí)許多公司覺得PCB上只有一個(gè)電源，即VCC(兩個(gè)“C”代表“公共集電極”，因?yàn)樗羞@些邏輯門都饋送電源給許多晶體管的集電極)。因此PCB只需要VCC和地。CAD公司的程序員甚至認(rèn)為不需要在芯片上顯示電源引腳。他們只是發(fā)明了“零長度”引腳，然后版圖設(shè)計(jì)程序會(huì)將所有相同名字的引腳連接在一起。程序員認(rèn)為工程師使用最后生成網(wǎng)絡(luò)表的原理圖簡直太蠢了。 說到地，“公共端”或“回流端”其實(shí)更貼切，除非你的電路連接到墻上插座的大地引腳(圖4)。我承認(rèn)這只是個(gè)人喜好，但我喜歡美國風(fēng)格的電源和電阻符號(hào)，在晶體管和MOSFET上有個(gè)圓圈，且MOSFET清楚地指示了N溝道或P溝道類型。 圖4：地、電源、電阻、晶體管和MOSFET等各種元件符號(hào) 我碰到過一位教授，如果他看到你在汽車收音機(jī)原理圖上有大地符號(hào)，會(huì)給你不及格的判定。汽車底盤是一種不同的符號(hào)，不管Altium叫它大地，還是你在大多數(shù)PCB上使用的三角符號(hào)，都意味著公共端或回流端。我個(gè)人的喜好是使用箭頭代表電源，我也沒遇到過哪一位工程師喜歡R1和R2那樣歐洲畫法的電阻，甚至Altium里的可變電阻符號(hào)R3也沒有意義，除非它有三個(gè)腳，或者在封裝上把兩個(gè)腳短接在一起。我也喜歡晶體管上的圓圈、短引腳、字母N或P清晰地顯示MOSFET的類型，以及有助于顯示管子類型的柵極引腳，可以翻轉(zhuǎn)的P溝道類型，以便源極位于上面，因?yàn)楦嗟恼娫匆苍谏厦?。我很欣賞Altium/CircuitStudio顯示體二極管。 在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中，電源和地引腳不可見帶來的問題是，當(dāng)版圖封裝的電源連接錯(cuò)誤時(shí)電路經(jīng)常會(huì)燒掉。經(jīng)常會(huì)燒。這是一個(gè)很嚴(yán)重的問題，因?yàn)槟憧赡苡卸鄠€(gè)帶電源的層，而重新做PCB甚至重新搭建原型是很困難的。基于這個(gè)理由，我們許多人會(huì)把電源引腳明確地畫出來。對(duì)于像四運(yùn)放這樣的多元件封裝來說有三種方法來實(shí)現(xiàn)(圖5)。第一種方法是你可以將電源引腳畫在每個(gè)元件上。第二種方法是只將電源引腳畫在其中一個(gè)元件上，這時(shí)要確保將所有未用元件也都放到原理圖上。第三種方法是將四運(yùn)放設(shè)計(jì)成由5個(gè)元件組成的異構(gòu)封裝，包括4個(gè)獨(dú)立的運(yùn)放和一個(gè)單獨(dú)的電源與地引腳元件。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是你可以將電源與地元件和所有去耦電容放在一起。缺點(diǎn)是你可能忘了放電源與地元件，由此帶來的災(zāi)難是器件沒有供電而不是接錯(cuò)電源。一個(gè)技巧是將電源引腳作為封裝中的第一個(gè)元件，這樣當(dāng)你放置這個(gè)元件時(shí)第一個(gè)放的就是電源。不管怎樣，你都應(yīng)該將所有元件都放到原理圖中去，以便給未用元件合適的偏置，防止它們發(fā)生振蕩。 圖5：電源和地不要使用零長度的引腳