画好原理图的几个技巧

很多时候原理图不仅仅是给自己看的,也会给其它人看,如果可读性差,会带来一系列沟通问题。
所以,要养成良好习惯,做个规范的原理图。此外,一个优秀的原理图,还会考虑可测试性、可维修性、bom表归一化等。
1 分模块
如上图所示,用线把整张原理图划分好区域,和各个区域写上功能说明,如:电源、stm32等。
这样让人更清晰、更快速地理解整个原理图,调试、维修的时候也很容易根据问题来查找电路。
2 标注关键参数
如上图,标注了最大输出电流,这样可以方便别人修改电路的时候,知道电源能不能带得起负载。
也可以写其它参数,如:输入电压范围,适用的温度范围,甚至是数字电路中的真值表等。
3 电阻/电容/电感/磁珠的注释
(1)电阻
如上图所示,每个电阻都写上阻值、精度。针对大功率电阻,也可以写上功率,要视具体情况灵活变通。
一般对于开关电源上的采样电阻以及运放电路上的电阻得用1%精度,上下拉电阻可以使用5%精度。
注意:这里的阻值不建议写成102,要直接写成1k。尽量不要让别人去做这个换算,或者人家也不会算。
(2)电容
如上图所示,每个电容都写上了容值和耐压。针对高精度电容,也可以写上精度,或者是材质。
如:瓷片电容的材质有x7r、y5v、np0等。
注意:这里的容值不建议写成105,要直接写成1uf。
(3)电感
如上图所示,每个电感都写上电感值和饱和电流。
(4)磁珠
如上图所示,每个磁珠都写上阻值和对应的频率。
(5)其它元件
其它元件也是和电阻、电容等类似,如:晶振8mhz 50ppm等,要举一反三。
4 可维修性
如上图所示,增加l1电感,以便维修时可以断开,更容易排查故障。这里可以使用电感、磁珠或者0r电阻,视具体情况而定。
但是也有特殊情况,如果负载特别大,需要的串入的元件功率很大,成本增加太多,也是划不来的,这时,可以不加。
如果后面接的是qfp64封装之类芯片,功率又比较小,可以串入元件,因为qfp焊接不良的情况会比较多。
5 bom表归一化
bom表就是物料清单,尽量让物料的种类少一些,可以让采购员减少工作量,也会在生产上减少很多问题。
这里有两个上拉电阻,一个4.7k,一个10k,如果这个阻值影响不大的话,可以把它们都合并为10k。
去耦电容也是雷同的操作,要举一反三。
6 电源和地的符号
如上图所示。对于双电源系统来说,要在电源符号上写上正负号,单电源系统可以只写正号。
但是千万不要用vcc,不然别人看的时候还要观察一下是几v供电的。
如上图所示,只有一个地平面,则用gnd。有数字地和模拟地,则用agnd、dgnd。
也有一些系统还有视频地、音频地等,也要用不同的符号。
注意:不要把gnd这些网络名给隐藏掉了,会容易出问题。
7 测试点
如上图所示,增加了测试点。测试点也就是一个圆形的pad,裸铜的。
在一些qfp、bga、qfn封装的芯片,有的引脚很难用示波器测量,这时可以增加测试点,方便操作。
8 网络标号
如上图所示,pc7、pc6是接oled12864的iic接口。这里的网络标号增加oled前缀,以减少网络标号的冲突,也增加了可读性。同理,接温度传感器的网络可以写ds18b20_data,网络标号上增加了元件名。其它的芯片也是一样的操作。
所有的网络标号均使用大写字母。
9 容错性/兼容性
在设计初期或是不经意,或是工期太赶,就没有那么多时间去研究电路上的接法是否正确。
这时可以使用一些预留的电路,来提高整板的容错性。
如上图所示,假设工程师还不确定是rx对tx还是rx对tx时,可以使用四个电阻来实现这两种接法。(nc为不接)
焊上r11和r14,不焊r12和r13时,是rx对rx,tx对tx的接法。
不焊r11和r14,焊上r12和r13时,是rx对tx,tx对rx的接法。
当调试通过后,再把这四个电阻去掉,并连上正确的接法。这样既能保证工期,又不会出错。
如果一个板子,不太确定用stm32的f103还是f407,此时,可以做成兼容设计。
如上图所示,圆圈中可放置0r电阻,使用f103时,把0r焊上,电容不焊。使用f407时,把电容焊上,0r不焊。
当然,也可以预留其它电路,要举一反三。
10 nc、nf
原理图上常常出现nc和nf两种字符,如下图所示,是不接、不焊的意思。
nc=not connect 不接。
nf=not fix 不安装。
当然,nc也可以表示为normal close常闭,在继电器、接触器上用的多。
要视具体情况来辨认。
11 版本变更
很多时候一个电路不是一版就成功的。它会经历很多版本,每个版本都有变更的地方。这时要明确地标注出来。
如上图所示,明确地指出,v2版本把c12改成10uf,以便万一出问题,容易追溯。
12 悬空引脚
悬空引脚也要画上x。
13 可扩展性
很多时候,需求是不断变化的。如果仅仅针对当前需求来设计,一旦将来有改动,又要重新打板。
所以,很有必要增加一些预留的引脚、电路,以便快速验证整板的功能是否满足新需求。如下图所示,预留了一些io口。
14 防呆
有一些接口是不防呆的,也就是存在两种或多种接法。
如上图所示,4p杜邦线(合在一起,没有分开的),有两种接法:
红黑白黄;
黄白黑红。
然后,该座子在原理图上是上图所示的定义,那么会有一种接法导致电源接反,可能会烧坏元件。
如果原理图是设计成这样,则不会烧坏元件,因为3.3v电源也就加在gpio口上而已。
要做防呆,可以使用防呆的座子,如:usb座、航空接口等。
也有另一种方法,对称设计法。
如上图所示,引脚的排列是对称的,也就是无论怎么接,都是没问题的,只是成本会有所增加。
还有一种方法适用于直流电源的接口,一般是门禁系统用的多。
如上图所示,增加一个整流桥,不管+13.4v和pgnd怎么接,在1、3引脚上都能产生正确的+12v和gnd。
当然,这种方法也要考虑成本和功耗等。
15 信号的流向
一些模拟电路,需要标明信号的流向。
如上图所示,标明了定向耦合器中的信号流向。
16 pcb走线建议
如果pcb不是你画的话,可以在原理图上标明pcb的走线规则或者建议。
如上图所示,标明了一对差分线在pcb上的处理方法。
17 不使用表示取反
一旦用了“”,就有可能被wire挡住,然后看不到,从而导致网络可能连接不正确。
可以考虑用“#”来表示取反。


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