如何設計 PCB 原理圖: 分步指南

Ryan 是 MOKO 的高級電子工程師, 在這個行業有十多年的經驗. 專業從事PCB版圖設計, 電子設計, 和嵌入式設計, 他為不同領域的客戶提供電子設計和開發服務, 來自物聯網, 引領, 消費電子產品, 醫療等.
內容

PCB原理圖: 它是什麼? 它為什麼如此重要?

一種 印製電路板設計 從PCB原理圖開始. 這個 PCB 原理圖佈局以圖形形式直觀地描繪了電子電路, 使用符號來表示組件並使用線路來顯示其電氣連接. 通常, PCB 原理圖是在實體板佈局之前開發的. 驗證電路板原理圖是否符合預期設計和項目規格後, PCB 佈局和製造工作可以繼續進行. PCB 原理圖使工程師能夠理解各種組件如何互連及其特定功能. 在修復或複製印刷電路板時,這些知識至關重要. 以下指南解釋了設計 PCB 板原理圖的逐步過程. 讓我們繼續閱讀.

如何設計 PCB 原理圖?

步 1: 設定頁面大小

選擇頁面尺寸時儘早評估預期原理圖尺寸和複雜性. 超越標準A4, 更大的A3, 和 A2 紙可容納跨越複雜的多頁層次結構中數百個組件的大量電路. 如果包含一個簡單的電路, 緊湊的 A5 或 A6 頁就足夠了.

步 2: 姓名頁

設定封面,列出頁面名稱/編號以進行導航. 透過分配基本的面向功能的名稱來採用直觀的分組 – “電源”, “微控制器配置”, “感測器介面” 等等. 或者, 依資料流的階段進行分類 – “輸入”, “加工”, “輸出”. 遵循標準字母數字排序並避免附加頁碼之間存在較大間隙.

步 3: 建立網格指南

雖然不是設計師的直接需求, 設定網格作為工具的必要參考. 網格有助於精確引用組件及其連接. 它確保電路元件黏附在網格上, 在檢查期間實現無縫網路探測.

步 4: 頁面標題欄

位於原理圖頁面的底部, 頁腳包含全面的詳細信息. 它包含頁面尺寸, 董事會評級, 修訂歷史, 電路名稱/功能, 版權標記, 等等.

步 5: 新增支援註釋

設計人員的任務是記錄重要的電路筆記. 這些註釋可以起草在單獨的文件中,也可以起草在示意圖旁邊的頁面上. 特別適合複雜的設計, 註釋通常在單獨的頁面上詳細說明, 涵蓋跳線狀態和 PCB 佈局限制等方面.

步 6: 追蹤修訂歷史記錄
追蹤修訂涉及記錄對設計所做的更改. 它包括修改日期, 變更描述, 貢獻者’ 和審稿人’ 名字, 以及審稿意見. 此日誌通常位於原理圖佈局的主頁或最後一頁上.

步 7: 原理圖文件目錄
此目錄用作原理圖文件中的主題目錄. 它可以極大地幫助設計人員在複雜的設計中找到特定的模組. 適用於更小、更簡單的設計, 如果認為不需要此步驟可以省略.

步 8: 繪製框圖

開發包含關鍵模組的框圖 – 處理器, 記憶單元, 外圍設備, 外部介面和其他主要子系統. 表示區塊抽象層級的關鍵連接和資料流.

PCB框圖

步 9: 分層原理圖設計

如果 PCB疊層 多個模組錯綜複雜, 採用分層示意結構被證明是最有效的. 這種分層描述直觀地說明了模組之間的訊號流. 單擊模組以深入查看其詳細信息.

步 10: 元件參考
此參考表列出了標準電子元件及其在原理圖中使用的指定參考指示器. 指標堅持 IEEE 標準, 強調使用大寫字母進行特定組件命名.

成分 參考標號 成分 參考標號
電阻 [R 電池 BT
電容器 C 電纜/電線 w ^
我知道了 (積體電路) U/IC 轉變 SW
二極體/LED d 基準點 FD
保險絲 F 振盪器 OSC
電感/磁珠 插頭/連接器 P/帶
齊納二極體 散熱器 H

進一步閱讀- 電路板元件: 綜合指南

步 11: 象徵性的產生
原理圖包含各種元素,例如主動, 被動的, 和連接器, 合併電晶體等元件, 二極管, 邏輯閘, 處理器IC, FPGA, 和運算放大器. 電容器等被動元件, 電感器, 並包括變壓器. 除非標準庫中不存在,否則不鼓勵建立新元件, 遵守 IEEE 標準來創造符號至關重要.

步 12: 運算放大器配置

在創建符號時遵守 IEEE 標準至關重要, 特別適用於運算放大器. 簡化繪圖過程, 設計者通常遵循標準配置, 將輸入引腳放在左側,將輸出引腳放在右側, 電源和接地引腳垂直放置. 更改符號方向或連接時,確保與製造商資料表保持一致至關重要.

步 13: 異構示意圖符號
PGAF 等組件, 記憶單元, 和微處理器, 具有多個引腳的特點 (數據, 輸入輸出, 地址, 控制, 和電源線), 需要為單一套件中的每個子組件使用不同的符號以保持清晰度.

步 14: 網路連線
透過適當標記電線共享電氣連接的交叉點,可以使電路理解更加清晰. 簡化原理圖涉及表示積體電路 (我知道了) 常用符號代替過多繪製網絡. 強調具有匹配名稱的設備之間有組織的引腳對引腳連接,增強了可讀性.

步 15: 策略性組件佈局

原理圖中元素的周到放置會顯著影響後續的物料清單和 IC 封裝的創建.

步 16: 設計規則檢查
利用設計規則檢查 (剛果民主共和國) CAD 內可確保設計的邏輯和物理完整性, 在規劃期間評估是否符合啟用的設計規則.

步 17: 網表驗證
後期方案設計完成, 產生網表對於佈局匯入至關重要. 這個過程產生機器可讀的 (.明尼蘇達州) 和人類可讀的 (.TXT) 顯示電氣連接的文件. 建議手動驗證網路以防止設計錯誤.

步 18: 帳單 ØF 材料
現代 CAD 工具提供 BOM 建立功能, 取決於設計人員在零件建立或導入期間輸入所有必要的數據. BOM 包含重要訊息,例如製造零件號 (MPN), 包裹詳情, 供應商名稱, 或供應商零件號, 對於準確記錄至關重要.

步 19: 原理圖清單
經常被忽視但至關重要, 邏輯原理圖清單是基於過去設計經驗的重要組織工具. 檢查表可以最大限度地減少圖表中的錯誤, 確保原理圖無錯誤,以方便佈局設計師的工作.

結論

本指南全面總結了建立電路板原理圖. 無論是剛開始接觸原理圖還是希望獲得高階知識, 本綜合指南旨在為創建高品質的內容提供有價值的參考, 從概念到最終確定的所有階段的有效印刷電路板原理圖. 請 聯繫我們 如果您還有其他疑問.

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