電路示意圖基礎知識介紹

每一個新的電路板設計都是從一個想法開始的。然后在規(guī)范中用文字和圖表定義這個想法。任何人都可以這么做，但下一步需要對電路示意圖有基本的了解。電路示意圖是概念電子設計與印刷電路板組件（PCBA）物理實現之間的橋梁。

撬棍電路

示意圖有兩個基本目的。首先，它們傳達設計意圖。對于電子設計領域的技術人員來說，示意圖應該清楚地表達設計的意圖。第二，它們的存在是為了指導和驅動印刷電路板的布局。為了更好地理解示意圖，你應該了解一些基本的東西：組件符號、參考標志符（REFDES）、網絡和輸出。

參考標志符（REFDES）

參考標志符是每個物理組件的唯一標識標簽，它們會就它們所引用的組件進行大量通信。正確的參考標志符使用告訴示意圖閱讀器組件的類型和每個組件的符號數。雖然有標準符號代表各種類型的電子元件，我們將在下面討論，但并非所有的示意圖都遵循所有這些標準。

在每個無源組件顯示為帶引腳的通用盒子的情況下，參考標志前綴可以告訴你很多關于符號所代表的組件類型。參考標志也可作為物料清單（BOM）的鏈接。BOM包含PCBA設計中每個組件的部件號，并通過參考標志符指示應安裝該部件的位置。參考標志符號的行業(yè)標準格式包括字母代碼、表示組件的類型以及一個唯一編號。

我們將在下面標識其符號時指出每個組件的標志符。

組件符號

示意圖中的組件符號表示在組裝過程中將焊接到印刷電路板（PCB）的物理組件。有時它們也可能代表PCB結構，如通孔或測試點。元件符號通常是行業(yè)標準的形狀或圖形，表示它們是什么類型的電子元件，盡管有時它們只是帶有引腳的矩形。電阻器、電容器、電感器、二極管和晶體管都有標準符號，將在下面簡要介紹。

元件符號總是有一個或多個引腳，可以進行電子連接。每個示意圖符號引腳都有一個與物理組件圖相對應的編號?？梢允褂靡粋€或多個符號來定義單個電子組件。具有許多引腳的組件通常由多個示意圖符號表示，以允許可讀的示意圖。在由多個符號定義的部分的情況下，引用相同物理組件的每個分區(qū)符號共享相同的參考指示符。

常用的示意圖符號

電阻

電阻器是非常常見的電子元件。在美國它們通常顯示為鋸齒線，但國際標準將它們顯示為矩形。

電阻器的美國（頂部）和國際（底部）符號

電阻器在示意圖中標識，帶有以字母“R”開頭的參考標志符（REFDES）。

電容器

電容器也很常見。它們顯示為由間隙分開的兩條線，傳達它們由電介質隔開的兩個帶電板的基本結構。兩個主電容符號是非極化和極化的。偏振電容器由曲線（表示負極）和/或加號（表示正極）表示。

電容器符號。所示為最左側的非極化電容器和極化電容器的三個版本。

電容器在示意圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“C”開頭。

電感器

電阻器和電容器等電感器是電路中使用的基本無源元件。電感器顯示為表示其基本結構的一系列曲線。電感器最簡單的結構是在一些核心材料周圍繞一圈電線。

電感符號

電感器在示意圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“L”開頭。

二極管

二極管是僅允許電流在一個方向上流動的電子元件。有各種二極管類型。例如，齊納二極管不允許反向電流，直到二極管的反向電壓達到某個定義的水平。

二極管符號

當電流正向流過時，發(fā)光二極管（LED）產生光。構造肖特基二極管使其工作類似于簡單的二極管，但開關速度更快，正向壓降更低。

齊納二極管符號

肖特基二極管符號

二極管在示意圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“D”或“Z”開頭（用于齊納斯）?！癓ED”有時用于發(fā)光二極管。

晶體管

晶體管類似于電子開關，其中一個區(qū)域中的偏置電壓或電流接通流過主端的電流。有兩種基本類型的晶體管：雙極結型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）。簡單地說，BJT是電流控制器件，其中流入或流出基極引腳的電流通過集電極和發(fā)射極引腳接通更大的電流。

BJT符號

同樣簡單地說，FET是電壓控制器件，其中柵極引腳上的電壓接通通過漏極和源極引腳的電流。晶體管使用的圖紙種類繁多，顯示了不同數量的內部元件細節(jié)。

FET符號

晶體管在示意圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“Q”開頭?！癕”有時用于MOSFET器件?！癟”有時會被錯誤地使用，應該避免使用。有關BJT、FET、IGBT等的更多詳細信息，請查看我們的文章，特別是晶體管的 示意圖符號。

可變電阻器

可變電阻器，例如電位計和變阻器，是根據用戶的調整改變電阻的電阻器。雙端可變電阻顯示為電阻，其上有一個箭頭，而電位計（有三個端子）添加一個指向電阻符號側面的箭頭。

變阻器符號

電位計符號

與電壓相關的電阻器或變阻器看起來類似于可變電阻器，但在其上方有一條線而不是箭頭。

壓敏電阻符號

特殊電阻最常用示意圖標識，參考標號（REFDES）以字母“R”開頭，但有時也使用“VR”（用于可變電阻或電位計）或“RV”（用于壓敏電阻）。

集成電路

集成電路是在單個封裝中以半導體材料形成的整個電路。集成電路是處理器、存儲器、運算放大器和電壓調節(jié)器，看起來像安裝在印刷電路板上的正方形或矩形。集成電路顯示為盒子或盒子集合，帶有電源、輸入和輸出的標記針。

集成電路在示意圖中用參考標志號（REFDES）標識，以字母“U”開頭，或者有時用字母“IC”標出。

晶體/振蕩器/諧振器

當在電路中通電時，所有這三個都提供已知的穩(wěn)定頻率輸出。晶體、振蕩器和諧振器不是一回事，具有不同的特性并需要不同的支持電路，但它們的基本目的是相似的。

晶體符號

晶體和振蕩器在示意圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“Y”開頭。偶爾使用“X”；對于不適合其他類別的組件，這個字母包含所有。

數字邏輯門

有許多數字邏輯門，本概述中可以詳細描述。

邏輯門作為集成電路出售，因此它們在示意圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“U”開頭，或者有時是“IC”，就像其他集成電路一樣。

運算放大器

運算放大器和比較器在電路中具有各種有用的功能，它們在示意圖中顯示為橫向三角形，帶有（+）和（ - ）輸入，有時還帶有電源和接地引腳。

運算放大器符號

雙電源運算放大器電路（左）和單電源配置（右）表示電源和接地引腳

運算放大器和比較器在示意圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“U”開頭，或者有時是“IC”，就像其他集成電路一樣。此外，運算放大器有時會使用以“OP”開頭的REFDES。

連接器/接頭

連接器和接頭是其他電路或電纜連接到示意圖所描述的電路的地方。連接器有各種各樣的類型和方向，它們同樣通過各種符號在示意圖中表示。有時，示意圖符號只是簡單的矩形，有時示意圖符號的圖形看起來就像它們所代表的物理連接器。

連接符號

連接器和接頭通常在示意圖中用參考標志符（REFDES）標識，以字母“J”或字母“P”開頭。

開關

開關通常帶有一個示意圖符號，表示開關類型和極數/引腳和引腳數。

開關符號

開關在示意圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“SW”開頭。

電池

電池顯示為具有長線和短線的示意符號，一起代表一個電池單元。在使用中，大多數電池示意圖符號被繪制為兩個單元，而不管電池實際包含多少單元。

電池符號

電池在示意圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“B”開頭。

變壓器

變壓器通常帶有符號表示符號的符號表示變壓器的工作原理。它看起來像兩個并聯的電感線圈，它們之間有一些東西，通常是一兩條線。

變換器在示意圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“T”開頭。

保險絲/ PTC

保險絲或PTC的（正溫度系數裝置）是電路保護裝置，當電流過大時，它會燒壞或顯著增加電阻。保險絲通常以示意圖顯示，其符號看起來像一個側面字母“S”。

保險絲符號

保險絲在示意圖中用參考標號（REFDES）標識，以字母“F”開頭。PTC通常顯示為一個盒子，對角線穿過它; PTC 熱敏電阻使用相同的符號。

PTC符號

PTC在示意圖中用參考標志符（REFDES）標識，以字母“R”、“VR”或“PTC”開頭。

非組件符號

示意圖中還有其他符號不代表物理組件。一些符號表示要在PCB中構建的物理結構，例如測試點或安裝孔。

測試點符號

其他示意符號表示電源或接地 軌。

地面符號

還有其他示意性符號用于示意圖的不同頁面之間的互連，其中標簽標識它們所屬的電網。非組件符號通常沒有參考標志符。有些將具有參考標志符（REFDES），以字母“TP”（測試點），“MH”（安裝孔）或“X”（對于其他未指定類型的通用全部捕獲）開頭。

網

在示意圖和印刷電路板的說法中，網是PCB有線電子連接。網絡顯示為將組件符號引腳連接到其他引腳或網絡的線。在繪制示意圖時標記重要的網絡是最佳做法，以便在布局設計時可以清楚地識別它們。如果兩個網絡沒有繪制為連接但具有相同的標簽，則它們將被示意圖捕獲軟件視為物理連接，以便在將設計導出到PCB布局工具時它們將是相同的網絡。

兩個網絡未繪制連接的示意圖的圖像，但標記相同，所以物理連接，在這種情況下“STEPM_R_EN”

這是一種示意性捕獲最佳實踐，當未繪制為已連接時，使用特殊符號顯示與其他頁面或同一頁面的部分的網絡連接。這些是頁內（頁面內）或頁間（頁面之間）連接符號。

頁面連接器

為了便于閱讀，優(yōu)秀的示意圖盡可能避免重疊網絡，但這并非總是可行。當兩個網絡連接時，大多數示意圖繪制工具會添加連接點或圓。沒有連接點意味著兩個網絡沒有連接，只是相互通過。更高級的示意圖繪制工具顯示了一個跳線，使兩個網絡沒有連接更加清晰。

連接網

非連接網（帶跳線）

重要輸出：網表和BOM

網表

示意圖中最重要的輸出是網表。該文件或文件集是PCB布局軟件的主要輸入，布局設計人員使用它來指導電路板上所有電路的布局和布線。網表格式各不相同，但通常它們以非常簡單的形式指定示意圖中的每個組件或符號，以及它們之間的每個連接（網絡）。如果你已在示意圖中命名了網絡，那么這些網絡名稱將作為部件之間的連接點顯示在網表中。如果你沒有為網絡命名，網表輸出工具將為其生成名稱。

通常，網表將包含多個表：一個列出部件及其名稱、一個列出網絡名稱及其連接等。網表也可用于包括SPICE電路仿真所需的其他信息。

BOM（物料清單）

示意圖的另一個重要輸出是物料清單或物料清單。BOM輸出是一個電子表格或數據庫，它將示意圖中的每個REFDES與物理組件和部件號相匹配。BOM輸出有多種格式，具體取決于示意圖和零件數據庫的復雜程度以及所需的輸出類型。在最簡單的一端，你可能會有一個參考標志列表，每個參考標志都有一個制造商的部件號。

OrCAD BOM輸出的屏幕截圖

更復雜的物料清單將包括貴公司的內部部件號、在多個地方使用的部件數量、可用于給定部件的多個供應商部件號等。物料清單包含獲取示意圖并將其實際構建到其中所需的信息集會。示意圖不僅僅是這些關鍵的東西。整個行業(yè)和職業(yè)都圍繞示意圖設計和PCB組裝而建立。但是理解這五件事情將使你更好地理解最重要示意圖的基礎知識。