電氣工程師不僅需要能夠看懂電氣原理圖，還需要知道如何設(shè)計繪制電氣原理圖，電氣原理圖的設(shè)計一定按照電氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)去設(shè)計，不僅方便維護(hù)人員接線，更要方便維護(hù)人員等相關(guān)從事電氣行業(yè)人員使用，使他們能更加快速的解決電氣故障。下面我?guī)Т蠹乙黄饋砹私怆姎鈭D繪制時的幾個注意事項，幫助大家完成準(zhǔn)確、清晰和可理解的電氣原理圖。

標(biāo)準(zhǔn)符號

繪制電氣原理圖使用正確的電氣符號是十分重要的，因為它們具有一致的含義并且易于理解，確保使用符合國際或國家標(biāo)準(zhǔn)的符號。

排列整齊

將電氣元件以邏輯和清晰的方式排列在圖紙上，使得電路結(jié)構(gòu)一目了然。按照信號流的順序繪制電氣線路，盡量避免交叉和交錯排列。

標(biāo)注

為每個元件和連接線添加必要的文字標(biāo)注，例如元件的型號、額定值、控制信號等。這樣可以使得圖紙更加易讀，并且便于理解電路的功能與操作。

連接方式

繪制明確的連接方式，包括使用箭頭表示電流流動的方向和線段的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)。確保圖紙中的連接關(guān)系準(zhǔn)確無誤，以免造成誤解或操作上的問題。

繪制比例

根據(jù)圖紙尺寸和元件大小合理選擇比例，以確保圖紙的可讀性?？梢允褂眠m當(dāng)?shù)目s放和網(wǎng)格來幫助繪制和測量。

分組和層次結(jié)構(gòu)

對于復(fù)雜的電氣圖，將電路按照功能或部件進(jìn)行分組，并采用層次結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行繪制。這樣可以簡化圖紙的復(fù)雜性，使其更易讀和管理。

標(biāo)題和圖例

在電氣圖的頂部添加清晰明確的標(biāo)題，描述圖紙的主要內(nèi)容和用途。同時，在圖紙的邊緣或底部添加圖例，解釋每個符號的含義和用途，以方便他人理解圖紙。

線條粗細(xì)和顏色

使用適當(dāng)?shù)木€條粗細(xì)和顏色來區(qū)分不同類型的電氣線路，例如電源線、控制線、信號線等。這樣可以提高可讀性和理解性。

可訪問性

考慮繪制電氣圖時的可訪問性需求，包括字體大小、對比度、顏色友好性等。確保電氣圖對所有人都易讀和理解。

繪圖工具

選擇適合需求的繪圖工具，可以是電子繪圖軟件或手繪工具。如果使用電子繪圖軟件，確保熟悉軟件的操作，并學(xué)會使用其功能來創(chuàng)建和編輯電氣圖。

以上這些就是一些常見的電氣圖繪制注意事項，遵循這些注意事項將有助于你繪制清晰、準(zhǔn)確和易于理解的電氣原理圖。當(dāng)然一切都需要你根據(jù)項目的具體要求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和補(bǔ)充。希望大家可以繪制出更加優(yōu)質(zhì)的電氣圖紙!大家有什么其他的見解，歡迎留言區(qū)討論和分享。

有很多關(guān)于繪制原理圖符號的討論。使你的原理圖符號能夠讓人理解非常重要。有時用計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)軟件包中預(yù)先做好的符號就可以了，但大多數(shù)符號并不太理想。請確保你的軟件包能方便地創(chuàng)建符號，因為你可能得重新繪制每個單獨(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)測的信號流向。這個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，遵循這個規(guī)則就非常重要。如果我高聲對你喊叫，“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模仿的是元件的引腳圖，而不是信號流向。

圖1中的六反相器U1不是很實(shí)用。它將6個反相器合成在一個符號中，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這個符號稍微好一些，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，因為經(jīng)過六次黑白拷貝黃色會變成黑色，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個相同的元件和表示電源與地的第7個元件。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)元件在這種時候的作用。

一些半導(dǎo)體公司采用ANSI符號畫邏輯器件，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邏輯符號畫法，這些符號簡直是非徒無益，而又害之。顯示實(shí)際的邏輯符號稍好一些。

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，這樣就不會弄亂信號流向。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。

對于多元件封裝來說(比如許多邏輯門)，原理圖符號需要分解開來，因為你很少會在原理圖的同一個地方使用全部這些元件。這個原則同樣適用于雙路或四路運(yùn)放。元件符號可以采用德·摩根等效符號(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“引腳上負(fù)下正”模式的運(yùn)放符號就非常方便。若是沒有等效符號，如果你想垂直翻轉(zhuǎn)一個元件，也會把正電源放到下邊，把地放到上邊去。通過調(diào)用繪制的德·摩根等效符號，你可以交換輸入引腳，同時保持電源和地的位置不變。解決這個問題的另外一種方法是制作一個具有獨(dú)立電源的異構(gòu)元件(U6)?，F(xiàn)在你可以垂直翻轉(zhuǎn)運(yùn)放，將負(fù)引腳放到上面來。

某個年代的原理圖程序出現(xiàn)于這樣一個時期：PCB上大約有40個14引腳的邏輯芯片，每個芯片配一個去耦電容，再加上一個卡緣連接器。在1985年，DOS OrCAD甚至不能畫三角形。這是那個年代的局限，也是那個年代需要擔(dān)心的事。當(dāng)時許多公司覺得PCB上只有一個電源，即VCC(兩個“C”代表“公共集電極”，因為所有這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)計程序會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)這只是個人喜好，但我喜歡美國風(fēng)格的電源和電阻符號，在晶體管和MOSFET上有個圓圈，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。

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，會給你不及格的判定。汽車底盤是一種不同的符號，不管Altium叫它大地，還是你在大多數(shù)PCB上使用的三角符號，都意味著公共端或回流端。我個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R3也沒有意義，除非它有三個腳，或者在封裝上把兩個腳短接在一起。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，因為更多的正電源也在上面。我很欣賞Altium/CircuitStudio顯示體二極管。

在現(xiàn)代設(shè)計中，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誤時電路經(jīng)常會燒掉。經(jīng)常會燒。這是一個很嚴(yán)重的問題，因為你可能有多個帶電源的層，而重新做PCB甚至重新搭建原型是很困難的。基于這個理由，我們許多人會把電源引腳明確地畫出來。對于像四運(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元件上。第二種方法是只將電源引腳畫在其中一個元件上，這時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)計成由5個元件組成的異構(gòu)封裝，包括4個獨(dú)立的運(yùn)放和一個單獨(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電源。一個技巧是將電源引腳作為封裝中的第一個元件，這樣當(dāng)你放置這個元件時第一個放的就是電源。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。

相反，最好在U1的每個元件上畫出電源引腳。你也可以只在封裝的某個元件上畫電源引腳，但要確保所有元件都被放置，這樣你就不會忘了連接電源(U2)。U3封裝則是使用了一個單獨(dú)的“元件”來畫電源和地。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是你可以翻轉(zhuǎn)運(yùn)放，根據(jù)電路需要靈活地將負(fù)引腳放在正引腳的上面或下面。

十幾年前Cadence的OrCAD中就有這些異構(gòu)元件了，這種方法還可以將連接器分解成若干塊。這樣做同樣是為了保持原理圖的信號流向，確保每根線連接正確的連接器(圖6)。現(xiàn)在你可以確保你的原理圖流向是從左到右的，使得其他工程師理解起來更加容易，也能讓你在5年后再看時更加容易理解。