Regeln und Richtlinien zum Zeichnen guter Schaltpläne

Hier gibt es viele schlecht gezeichnete Schaltpläne. Einige Male haben die Leute tatsächlich um Kritik an ihren Schaltplänen gebeten. Diese Frage ist als ein einziges Repository für Regeln und Richtlinien für schematische Zeichnungen gedacht, auf die Personen verweisen können. Die Frage ist

Was sind die Regeln und Richtlinien zum Zeichnen guter Schaltpläne?

Hinweis: Hier geht es um Schaltpläne selbst, nicht um die Schaltkreise, die sie darstellen.

Ein Schaltplan ist eine visuelle Darstellung einer Schaltung. Als solches dient es dazu, einen Stromkreis einem anderen mitzuteilen. Ein Schaltplan in einem speziellen Computerprogramm für diesen Zweck ist auch eine maschinenlesbare Beschreibung der Schaltung. Diese Verwendung ist in absoluten Zahlen leicht zu beurteilen. Entweder werden die richtigen formalen Regeln zur Beschreibung der Schaltung befolgt und die Schaltung ist korrekt definiert oder nicht. Da es hierfür strenge Regeln gibt und das Ergebnis maschinell beurteilt werden kann, ist dies hier nicht der Diskussionspunkt. Diese Diskussion befasst sich mit Regeln, Richtlinien und Vorschlägen für gute Schaltpläne für den ersten Zweck, nämlich die Kommunikation eines Stromkreises mit einem Menschen. Gut und Böse werden hier in diesem Zusammenhang beurteilt.

Da ein Schaltplan Informationen vermitteln soll, geschieht dies mit einem guten Schaltplan schnell, klar und mit einer geringen Wahrscheinlichkeit von Missverständnissen. Es ist notwendig, aber bei weitem nicht ausreichend, dass ein Schaltplan korrekt ist. Wenn ein Schema einen menschlichen Beobachter irreführen kann, ist es ein schlechtes Schema, ob Sie irgendwann nachweisen können, dass es nach einer ordnungsgemäßen Entschlüsselung tatsächlich korrekt war. Der Punkt ist Klarheit . Ein technisch korrekter, aber verschleierter Schaltplan ist immer noch ein schlechter Schaltplan.

Einige Leute haben ihre eigenen dummen Meinungen, aber hier sind die Regeln (tatsächlich werden Sie wahrscheinlich eine breite Übereinstimmung zwischen erfahrenen Leuten in den meisten wichtigen Punkten bemerken):

1. Verwenden Sie Komponentenbezeichner

   Dies geschieht mit jedem Schaltplanerfassungsprogramm so gut wie automatisch, aber wir sehen hier immer noch häufig Schaltpläne ohne sie. Wenn Sie Ihren Schaltplan auf eine Serviette zeichnen und dann scannen, müssen Sie Komponentenbezeichnungen hinzufügen. Diese machen die Schaltung viel einfacher zu besprechen. Ich habe Fragen übersprungen, bei denen Schaltpläne keine Komponentenbezeichnungen hatten, weil ich keine Lust hatte, mich mit dem zweiten 10-kΩ-Widerstand von links neben dem oberen Druckknopf zu beschäftigen . Es ist viel einfacher, R1, R5, Q7 usw. zu sagen.

2. Bereinigen Sie die Textplatzierung

   In schematischen Programmen werden Teilebezeichnungen und -werte im Allgemeinen auf der Grundlage einer generischen Teiledefinition aufgezeichnet. Dies bedeutet, dass sie oft an unbequemen Stellen im Schaltplan landen, wenn andere Teile in der Nähe platziert werden. Repariere es. Das gehört zum Zeichnen eines Schaltplans. Einige schematische Aufnahmeprogramme machen dies einfacher als andere. In Eagle zum Beispiel kann es leider nur ein Symbol für ein Teil geben. Einige Teile werden üblicherweise in unterschiedlichen Ausrichtungen angeordnet, beispielsweise bei Widerständen horizontal und vertikal. Dioden können in mindestens 4 Ausrichtungen platziert werden, da sie auch eine Richtung haben. Die Platzierung von Text um ein Teil, wie der Komponentenbezeichner und der Wert, funktioniert wahrscheinlich nicht in anderen Ausrichtungen als ursprünglich eingezeichnet. Wenn Sie ein Originalteil drehen, verschieben Sie den Text anschließend, damit er leicht lesbar ist. gehört eindeutig zu diesem Teil und kollidiert nicht mit anderen Teilen der Zeichnung. Vertikaler Text sieht dumm aus und macht den Schaltplan schwer lesbar.

   Ich mache separate redundante Teile in Eagle, die sich nur in der Symbolorientierung und damit in der Textplatzierung unterscheiden. Das ist mehr Arbeit im Vorfeld, erleichtert aber das Zeichnen eines Schaltplans. Es spielt jedoch keine Rolle, wie Sie ein ordentliches und klares Endergebnis erzielen, nur das, was Sie tun. Es gibt keine Entschuldigung. Manchmal hören wir Jammern wie "Aber CircuitBarf 0.1 lässt mich das nicht" . Holen Sie sich also etwas, das funktioniert. Außerdem lässt CircuitBarf 0.1 Sie das wahrscheinlich zu, nur dass Sie zu faul waren, das Handbuch zu lesen, um zu lernen, wie und zu schlampig, um sich darum zu kümmern. Zeichnen Sie es (ordentlich!) Auf Papier und scannen Sie es, wenn Sie müssen. Auch hier gibt es keine Entschuldigung.

   Zum Beispiel sind hier einige Teile in unterschiedlichen Ausrichtungen. Beachten Sie, wie sich der Text in Bezug auf Teile an verschiedenen Stellen befindet, um die Dinge übersichtlich und übersichtlich zu gestalten.

   

   Lass dir das nicht passieren:

   

   Ja, das ist eigentlich ein kleiner Ausschnitt von dem, was hier jemand auf uns geworfen hat.

3. Grundlegendes Layout und Ablauf

   Im Allgemeinen ist es gut, höhere Spannungen nach oben, niedrigere nach unten und einen logischen Fluss von links nach rechts anzulegen. Das ist natürlich nicht immer möglich, aber zumindest eine allgemein höhere Anstrengung, dies zu tun, wird den Stromkreis für diejenigen, die Ihren Schaltplan lesen, stark beleuchten.

   Eine bemerkenswerte Ausnahme sind Rückkopplungssignale. Sie geben von Natur aus "Rückmeldungen" von stromabwärts nach stromaufwärts, daher sollte ihnen das Senden von Informationen entgegengesetzt zum Hauptstrom angezeigt werden.

   Stromanschlüsse sollten auf positive Spannungen und auf negative Spannungen steigen. Mach das nicht:

   

   Es gab keinen Platz, um zu zeigen, wie die Linie zu Boden ging, weil andere Sachen schon da waren. Bewege es. Du hast die Sauerei gemacht, du kannst sie aufheben. Es gibt immer einen Weg.

   Das Befolgen dieser Regeln führt dazu, dass allgemeine Teilschaltungen die meiste Zeit ähnlich gezeichnet werden. Sobald Sie mehr Erfahrung mit Schaltplänen gesammelt haben, werden diese bei Ihnen auftauchen und Sie werden dies zu schätzen wissen. Wenn Dinge auf jede Weise gezeichnet werden, sehen diese allgemeinen Schaltkreise jedes Mal anders aus und es dauert länger, bis andere Ihren Schaltplan verstehen. Was ist das für ein Durcheinander zum Beispiel?

   

   Nach einigem Entschlüsseln merkt man: "Oh, es ist ein gewöhnlicher Emitterverstärker. Warum hat das #% & ^ $ @ # $% nicht von Anfang an so gezeichnet?" :

   

4. Stifte nach Funktion ziehen

   Zeigen Sie die Pins der ICs an einer Position, die für ihre Funktion relevant ist. NICHT, WIE SIE AUS DEM CHIP HERAUSRAGEN. Versuchen Sie, die positiven Stromversorgungspins oben, die negativen Stromversorgungspins (normalerweise geerdet) unten, die Eingänge links und die Ausgänge rechts anzuordnen. Beachten Sie, dass dies zum oben beschriebenen allgemeinen Schaltplan passt. Dies ist natürlich nicht immer sinnvoll und möglich. Allzweckteile wie Mikrocontroller und FPGAs verfügen über Pins, die je nach Verwendung ein- und ausgegeben werden können und sogar zur Laufzeit variieren können. Zumindest können Sie die dedizierten Stromversorgungs- und Erdungsstifte oben und unten anordnen und möglicherweise alle eng verwandten Stifte mit dedizierten Funktionen, z. B. Quarztreiberverbindungen, zusammenfassen.

   ICs mit Pins in physischer Pin-Reihenfolge sind schwer zu verstehen. Einige Leute benutzen die Ausrede, die dies beim Debuggen hilft, aber mit ein wenig Überlegung können Sie sehen, dass das nicht wahr ist. Wenn Sie sich etwas mit einem Zielfernrohr ansehen möchten, welche Frage kommt häufiger vor ? "Ich möchte auf die Uhr schauen, welcher Stift ist das?" oder "Ich möchte auf Pin 5 schauen, welche Funktion hat das?" . In einigen seltenen Fällen möchten Sie vielleicht einen IC umrunden und sich alle Stifte ansehen, aber die erste Frage ist bei weitem häufiger.

   Physische Pin-Order-Layouts verschleiern die Schaltung und erschweren das Debuggen. Tu es nicht.

5. Direkte Verbindungen im Rahmen der Vernunft

   Verbringen Sie einige Zeit mit der Reduzierung von Kabelkreuzungen und dergleichen. Das wiederkehrende Thema ist hier Klarheit . Natürlich ist das Zeichnen einer direkten Verbindungslinie nicht immer möglich oder sinnvoll. Es ist offensichtlich, dass dies nicht mit mehreren Blättern möglich ist, und ein unordentliches Rattennest aus Drähten ist schlimmer als ein paar sorgfältig ausgewählte "Luftdrähte".

   Es ist unmöglich, hier eine universelle Regel aufzustellen, aber wenn Sie ständig daran denken, dass die mythische Person Ihnen über die Schulter schaut und versucht, den Stromkreis anhand des von Ihnen gezeichneten Schaltplans zu verstehen, werden Sie wahrscheinlich in Ordnung sein. Sie sollten versuchen, den Leuten zu helfen, die Schaltung leicht zu verstehen, und sie nicht dazu bringen, es trotz des Schaltplans herauszufinden.

6. Design für Normalpapier

   Die Zeiten, in denen Elektrotechniker Zeichentische hatten und mit Zeichnungen der Größe D arbeiten mussten, sind lange vorbei. Die meisten Menschen haben nur Zugang zu regulären Druckern im Seitenformat, wie hier in den USA für 8 1/2 x 11-Zoll-Papier. Die genaue Größe ist auf der ganzen Welt ein wenig unterschiedlich, aber sie sind alle ungefähr das, was Sie leicht vor sich halten oder auf Ihrem Schreibtisch platzieren können. Es gibt einen Grund, warum sich diese Größe zum Standard entwickelt hat. Der Umgang mit größerem Papier ist mühsam. Auf dem Schreibtisch ist kein Platz mehr, es überlappt die Tastatur, drückt Dinge vom Schreibtisch, wenn Sie sie bewegen, usw.

   Es geht darum, Ihren Schaltplan so zu gestalten, dass einzelne Blätter auf einer einzelnen normalen Seite und auf dem Bildschirm in etwa der gleichen Größe gut lesbar sind. Derzeit ist die größte übliche Bildschirmgröße 1920 x 1080. Es ist ärgerlich, eine Seite mit dieser Auflösung scrollen zu müssen, um die erforderlichen Details zu sehen.

   Wenn dies bedeutet, dass Sie mehr Seiten verwenden, fahren Sie fort. In Acrobat Reader können Sie mit einem einzigen Tastendruck Seiten vor- und zurückblättern. Das Spiegeln von Seiten ist dem Schwenken einer großen Zeichnung oder dem Umgehen mit übergroßem Papier vorzuziehen. Ich finde auch, dass eine normale Seite mit vernünftigen Details eine gute Größe hat, um eine Teilschaltung zu zeigen. Stellen Sie sich Seiten in Schaltplänen wie Absätze in einer Erzählung vor. Das Aufteilen eines Schemas in einzeln beschriftete Abschnitte nach Seiten kann die Lesbarkeit verbessern, wenn es richtig gemacht wird. Beispielsweise könnten Sie eine Seite für den Abschnitt für den Stromeingang, die unmittelbaren Mikrocontrolleranschlüsse, die analogen Eingänge, die Leistungsausgänge des H-Brücken-Laufwerks, die Ethernet-Schnittstelle usw. haben. Es ist tatsächlich nützlich, den Schaltplan auf diese Weise aufzuteilen, auch wenn dies der Fall war nichts mit Zeichnungsgröße zu tun.

   Hier ist ein kleiner Ausschnitt eines Schaltplans, den ich erhalten habe. Dies ist ein Screenshot, der eine einzelne Seite des in Acrobat Reader maximierten Schemas auf einem 1920 x 1200-Bildschirm zeigt.

   

   In diesem Fall wurde ich zum Teil dafür bezahlt, dass ich mir diesen Schaltplan angesehen habe, und ich habe mich damit abgefunden, obwohl ich wahrscheinlich mehr Zeit aufgewendet und dem Kunden mehr Geld in Rechnung gestellt habe, als wenn die Arbeit mit dem Schaltplan einfacher gewesen wäre. Wenn dies von jemandem war, der nach kostenloser Hilfe suchte, wie auf dieser Website, hätte ich mir gedacht, dass ich das vermasseln und die Frage eines anderen beantworten könnte.

7. Beschriften Sie die Schlüsselnetze

   Mit schematischen Erfassungsprogrammen können Sie im Allgemeinen gut lesbare Namen für Netze vergeben. Alle Netze haben wahrscheinlich Namen in der Software, nur dass sie standardmäßig ein Gobbledy-Gook sind, sofern Sie diese nicht explizit festlegen.

   Wenn ein Netz in visuell nicht verbundene Segmente unterteilt ist, müssen Sie die Leute unbedingt wissen lassen, dass die beiden scheinbar getrennten Netze wirklich gleich sind. Verschiedene Pakete haben verschiedene Möglichkeiten, dies zu zeigen. Verwenden Sie alles, was mit Ihrer Software funktioniert, aber geben Sie dem Netz auf jeden Fall einen Namen und zeigen Sie diesen Namen in jedem separat gezeichneten Segment an. Stellen Sie sich das als den kleinsten gemeinsamen Nenner vor oder verwenden Sie "Luftdrähte" in einem Schema. Wenn Ihre Software dies unterstützt und Sie der Meinung sind, dass dies der Übersichtlichkeit dient, verwenden Sie auf jeden Fall kleine "Sprungpunkt" -Markierungen oder was auch immer. Manchmal erhalten Sie sogar das Blatt und die Koordinaten eines oder mehrerer entsprechender Sprungpunkte. Das ist alles großartig, aber beschriften Sie sowieso ein solches Netz.

   Der wichtige Punkt ist, dass die kleinen Namensketten für diese Netze von der Software automatisch aus dem internen Netznamen abgeleitet werden. Zeichnen Sie sie niemals manuell als beliebigen Text, den die Software nicht als Netznamen versteht. Wenn einzelne Abschnitte des Netzes versehentlich getrennt oder separat umbenannt werden, zeigt die Software dies automatisch an, da der angezeigte Name vom tatsächlichen Netznamen stammt und nicht von Ihnen separat eingegeben wird. Dies ist einer Variablen in einer Computersprache sehr ähnlich. Sie wissen, dass sich mehrere Verwendungen des Variablensymbols auf dieselbe Variable beziehen.

   Ein weiterer guter Grund für Netznamen sind kurze Kommentare. Manchmal benenne ich die Namen der Netze und zeige sie dann an, um eine kurze Vorstellung davon zu bekommen, was der Zweck dieses Netzes ist. Wenn Sie zum Beispiel sehen, dass ein Netz "5V" oder "MISO" heißt, kann dies viel zum Verständnis der Schaltung beitragen. Viele kurze Netze benötigen weder einen Namen noch eine Erläuterung, und das Hinzufügen von Namen würde aufgrund von Unordnung mehr schaden als leuchten. Auch hier geht es um Klarheit. Zeigen Sie einen aussagekräftigen Netznamen, wenn dies zum Verständnis der Schaltung beiträgt, und nicht, wenn dies eher ablenkend als nützlich wäre.

8. Halten Sie die Namen einigermaßen kurz

   Nur weil Sie mit Ihrer Software Netznamen mit 32 oder 64 Zeichen eingeben können, sollten Sie das nicht tun. Auch hier geht es um Klarheit. Keine Namen sind keine Informationen, aber viele lange Namen sind unübersichtlich, was die Übersichtlichkeit beeinträchtigt. Irgendwo dazwischen ist ein guter Kompromiss. Seien Sie nicht albern und schreiben Sie "8 MHz Clock to my PIC", wenn "CLOCK", "CLK" oder "8MHZ" die gleichen Informationen übermitteln würden.

   In diesem ANSI / IEEE-Standard finden Sie die empfohlenen Abkürzungen für Pin-Namen.

9. Symbolnamen in Großbuchstaben

   Verwenden Sie alle Großbuchstaben für Netznamen und Steckernamen. PIN-Namen werden in Datenblättern und Schaltplänen fast immer in Großbuchstaben angezeigt. Verschiedene Schaltplanprogramme, einschließlich Eagle, lassen nicht einmal Namen in Kleinbuchstaben zu. Ein Vorteil davon, der auch dann hilft, wenn die Namen nicht zu lang sind, ist, dass sie im regulären Text herausragen. Wenn Sie echte Kommentare in den Schaltplan schreiben, schreiben Sie diese immer in gemischter Groß- und Kleinschreibung. Achten Sie jedoch darauf, dass Sie die Symbolnamen in Großbuchstaben eingeben, um zu verdeutlichen, dass sie nicht Teil Ihrer Erzählung sind. Zum Beispiel "Das Eingangssignal TEST1 geht auf Hochpegel, um Q1 einzuschalten, wodurch der Prozessor zurückgesetzt wird, indem MCLR auf Niedrigpegel geschaltet wird." . In diesem Fall verweisen TEST1, Q1 und MCLR offensichtlich auf Namen im Schaltplan und sind nicht Teil der Wörter, die Sie in der Beschreibung verwenden.

10. Entkopplungskappen nach Teil anzeigen

    Entkopplungskappen müssen sich aufgrund ihres Zwecks und ihrer Grundphysik physisch in der Nähe des zu entkoppelnden Teils befinden. Zeigen Sie ihnen diesen Weg. Manchmal habe ich Schaltpläne mit ein paar Entkopplungskappen in einer Ecke gesehen. Natürlich können diese an einer beliebigen Stelle im Layout platziert werden, aber wenn Sie sie anhand ihres ICs platzieren, zeigen Sie zumindest die Absicht jeder Kappe. Dies macht es viel einfacher zu erkennen, dass zumindest über eine ordnungsgemäße Entkopplung nachgedacht wurde, dass bei einer Entwurfsprüfung mit größerer Wahrscheinlichkeit ein Fehler aufgetreten ist und dass die Kappe beim Erstellen des Layouts tatsächlich an der vorgesehenen Stelle landet.

11. Punkte verbinden, Kreuze nicht

    Zeichnen Sie an jeder Kreuzung einen Punkt. Das ist die Konvention. Sei nicht faul. Jede kompetente Software wird dies auf irgendeine Weise erzwingen, aber überraschenderweise sehen wir hier gelegentlich immer noch Schaltpläne ohne Verbindungspunkte. Das ist eine Regel. Es ist uns egal, ob Sie es für dumm halten oder nicht. So wird es gemacht.

    Art von verwandten, versuchen Sie, Kreuzungen zu Ts, nicht 4-Wege-Kreuze zu halten. Dies ist in der Regel nicht so schwer, aber es passiert etwas. Wenn sich zwei Linien kreuzen, eine vertikale und eine horizontale, ist der einzige Weg, um zu wissen, ob sie verbunden sind, ob der kleine Verbindungspunkt vorhanden ist. In früheren Tagen, als Schaltpläne routinemäßig fotokopiert oder auf andere Weise optisch reproduziert wurden, verschwanden Knotenpunkte nach einigen Generationen oder traten manchmal sogar an Kreuzen auf, wenn sie ursprünglich nicht vorhanden waren. Dies ist jetzt weniger wichtig, da Schaltpläne in der Regel in einem Computer gespeichert sind. Es ist jedoch keine schlechte Idee, besonders vorsichtig zu sein. Der Weg, dies zu tun, besteht darin, niemals eine 4-Wege-Kreuzung zu haben.

    Wenn sich zwei Linien kreuzen, werden sie nie verbunden, auch wenn nach einigen Reproduktions- oder Kompressionsartefakten der Eindruck entsteht, dass sich dort möglicherweise ein Punkt befindet. Idealerweise wären Verbindungen oder Überkreuzungen ohne Knotenpunkte eindeutig, aber in Wirklichkeit möchten Sie so wenig Missverständnisse wie möglich haben. Machen Sie alle Kreuzungen Ts mit Punkten, und alle sich kreuzenden Linien sind daher unterschiedliche Netze ohne Punkte.

Wenn Sie zurückblicken, können Sie erkennen, dass es der Sinn all dieser Regeln ist, es anderen so einfach wie möglich zu machen, die Schaltung anhand des Schaltplans zu verstehen und die Wahrscheinlichkeit zu maximieren, dass das Verständnis korrekt ist.

• Gute Schaltpläne zeigen Ihnen die Schaltung. Durch schlechte Schaltpläne können Sie sie entschlüsseln.

Es gibt noch einen anderen menschlichen Punkt. Ein nachlässiger Schaltplan zeigt die mangelnde Liebe zum Detail und irritiert und beleidigt jeden, den Sie dazu auffordern. Denk darüber nach. Es sagt zu anderen "Ihre Erschwerung mit diesem Schaltplan ist meine Zeit nicht wert, es aufzuräumen", was im Grunde bedeutet "Ich bin wichtiger als Sie" . In vielen Fällen ist das keine gute Idee, zum Beispiel, wenn Sie hier um kostenlose Hilfe bitten und einem Kunden, Lehrer usw. Ihren Schaltplan zeigen möchten.

Ordentlichkeit und Präsentation zählen. Viel. Sie werden bei jeder Präsentation an Ihrer Präsentationsqualität gemessen, unabhängig davon, ob Sie der Meinung sind, dass dies der Fall ist oder nicht. In den meisten Fällen werden sich die Leute auch nicht darum kümmern, es Ihnen zu sagen. Sie werden einfach eine andere Frage beantworten, nicht nach guten Punkten Ausschau halten, die die Note um eine Stufe verbessern könnten, oder jemand anderen einstellen usw. Das erste, woran sie denken werden, ist "Was für ein Trottel" . Alles andere, was sie an Sie und Ihre Arbeit denken, wird von diesem ersten Eindruck bestimmt. Sei nicht dieser Verlierer.

1. Zeigen Sie Ihre Arbeit Ein schematisches Diagramm soll die Dokumentation einer Schaltung sein. Daher empfehle ich dringend, einfache Gleichungen zu verwenden, die verwendet werden können. Dazu gehören LED-Stromberechnungen, Filter-Eckfrequenzen usw. Zeigen Sie Ihre Arbeit, damit der nächste Typ, der den Schaltplan lesen muss, sie problemlos überprüfen kann.

2. UART-Richtung angeben Da bei UART-Linien nicht immer klar ist, in welche Richtung sie fließen, fügen Sie neben jeder Linie einen kleinen Pfeil ein, um die Richtung anzuzeigen.

3. Seien Sie konsequent Verwenden Sie VDD nicht an einem Ort und 3V3 nicht an einem anderen. Standardisieren.

4. Großzügig kommentieren Dies ist wie Kommentare im Quellcode. Wenn Sie eine Schaltung aus einem Datenblatt kopiert haben, platzieren Sie die Referenz auf dem Schaltplan, damit eine andere Person (oder Sie) sie später überprüfen kann.

Hier sind meine zwei Cent

1. Teilen Sie Ihr Design in Module auf. Stellen Sie ein Blockdiagramm des Systems auf die erste Seite des Schaltplans

2. Beantworten Sie, mit wem, was, wo, wann und warum - Beschriften Sie für jede Modulseite, mit wem das Modul verbunden ist. Legen Sie es von links nach rechts so, dass es sich wie Englisch anfühlt.

Was - Geben Sie im Titel an, was das Modul ist. Wenn mehrere E / A-Blöcke vorhanden sind (z. B. UART und USB), kennzeichnen Sie diese auf der Seite als solche.

Wo - Verwenden Sie im CAD-Programm freien Text, um die Platzierung der Komponenten anzuzeigen. Zum Beispiel sollte eine Entkopplungskappe so nah wie möglich am IC platziert werden. Dies ist eine schnellere Referenz für das Layout der Platine als ein Verweis auf eine andere Dokumentation.

Wann - Gibt es zeitliche Überlegungen wie die Reihenfolge der Stromversorgung oder Stromausfälle? Stellen Sie diese Anforderungen nicht nur in ein Konstruktionsdokument, sondern in Freitext auf der entsprechenden Modulseite.

Warum und wie - Dies gehört in ein begleitendes Designdokument, um solche Dinge wie
a. Umfang - Was macht die Schaltung, was macht sie nicht, wie von den Stakeholdern für das Projekt vereinbart.
b. Betriebstheorie
c. Begründung, warum der Ansatz im Gegensatz zu anderen gewählt wurde. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da es als Verlauf für die Rennstrecke auf der Straße dient, wenn Sie (oder jemand anderes) das Design erben / portieren, um die gleichen Entscheidungen wie der ursprüngliche Designer zu berücksichtigen.
d. Überlegungen zum Layout
e. Verweise auf andere Dokumentation.
f. Verlustleistungsberechnungen - beweisen nicht nur, dass es funktioniert, sondern dass die berechnete Verlustleistung für alle Komponenten um einen gewissen Grad unter der Nennleistung für die Komponente UND bei allen Betriebstemperaturen liegt.

3. Stil Das liegt an Ihnen und dem Rest des Teams, aber im Allgemeinen bevorzuge ich Folgendes:
a. Titelseite / Blockdiagramm
b. Ein "Block" pro Seite, der große Pin-Count-Komponenten (z. B. einen Mikrocontroller) in aussagekräftige diskrete Symbole aufteilt. Dies dauert einige Zeit, ist aber die Lesbarkeit wert.

Durch die Modularisierung können Sie eine Seite auch "herausreißen" und in anderen Designs wiederverwenden

c. Geben Sie für jede Komponente den Referenzbezeichner an, unabhängig davon, ob es sich um ein No-Pop-Produkt handelt, den Wert / die Toleranz der Komponente, gegebenenfalls die Nennleistung sowie die Baugröße und eine Methode zur Bestimmung der Herstellerteilenummer. Der letzte Punkt wird Ihnen helfen, einige der Komponenten gemeinsam zu nutzen, um die Herstellungskosten für die Einrichtung zu senken und eine Entscheidung zu treffen, ob einige der Konstruktionsparameter gelockert werden können, um die Anzahl der auf der Platine verwendeten verschiedenen Komponenten zu verringern. Platzieren Sie diesen Text für vertikal ausgerichtete Komponenten links. Platzieren Sie diesen Text für horizontal ausgerichtete Komponenten über der Komponente.

d. Legen Sie den Stromkreis von links nach rechts an und geben Sie an, wo sich die Modulschnittstellen mit Text befinden

e. Verwenden Sie aus Gründen der Übersichtlichkeit der Stromschienen NICHT VDD oder VCC, da diese nicht eindeutig sind. Erstellen Sie ein neues Symbol für die explizite Angabe der Spannung. Dasselbe gilt für Masse (dh GND für Masse und AGND für analoge Masse).

Ein paar Punkte zusätzlich zu den oben genannten. Die erste Antwort ist ziemlich heroisch, aber eines stimme ich nicht zu.

Pin-Reihenfolge im Schaltplansymbol.

Warum werden Stifte neu angeordnet? Dadurch wird die Darstellung ästhetisch ansprechender, was je nach Anordnung der Stifte möglicherweise leichter zu interpretieren ist.

Warum nicht Stifte nachbestellen? Es bittet um Ärger, Punkt. Im Datenblatt sind die Stifte so angegeben, wie sie sich im physischen Chip befinden, sodass Sie eine erhebliche Fehlerquelle schaffen, wenn Sie mit der Neuanordnung beginnen. Dies erschwert nicht nur das Prototyping, sondern führt auch zu Fehlern bei der physischen Belegung. In einem Design Review werden Pinbelegungen verglichen und wenn es sich um Mischmasch handelt, kann es leicht zu Verwechslungen kommen.

Noch ein Kommentar zu "Luftdrähten" Tu es einfach nicht. Verwenden Sie stattdessen Ports, bei denen Sie explizit eine Verbindung zwischen zwei Netzen in denselben oder separaten Schaltplänen herstellen müssen. Wenn Sie zulassen, dass Netze ohne Ports / Off-Pages eine Verbindung herstellen, öffnen Sie eine große Dose Würmer, da anscheinend nicht verwandte Netze im Layout kurzgeschlossen sein können.

Packen Sie nicht zu viel Zeug auf eine Seite. Die Leute beschweren sich vielleicht, wenn Sie einen Schaltplan mit dreißig Seiten haben, aber die Alternative besteht darin, Ratten zu haben, die die Verkabelung zwischen Teilen durcheinander bringen. Teilen Sie den Schaltplan in logische Blöcke von Schaltkreisen auf und kleben Sie sie bei Bedarf auf separate Seiten.

Lassen Sie ausreichend Platz zwischen den Stiften. Viele vorgefertigte Schaltplansymbole verpacken die Gerätestifte so dicht wie möglich. Dies minimiert zwar die Fläche eines Symbols, erschwert jedoch die Lesbarkeit des Schaltkreises, da Verbindungen von "außen" in die dicht gepackten Pins zusammenlaufen. Sie sollten genügend Platz lassen, damit Sie Reihenwiderstände versetzt hinzufügen können.

Referenzbezeichner Sie sollten natürlich Referenzbezeichner in Schaltplan und Layout haben. Für etwas komplexeres müssen diese bestellt werden. Es gibt zwei Ansätze.

1. Sie können das Schaltplanerfassungsprogramm auffordern, diese zu kennzeichnen, sodass jede Seite ein eigenes Präfix hat. Auf diese Weise ist es einfach, ein bestimmtes Teil in der Stückliste aus dem Schaltplan zu finden. Außerdem ist ECO einfacher zu verfolgen, da Sie wissen, für welche Seite die Änderungen vorgenommen wurden. Dies hat den Nachteil, dass Sie lange Referenzbezeichnungen haben und das Auffinden des Teils im Layout schwierig sein kann.

2. Sie können das Layout-Programm bitten, diese zu kennzeichnen. Auf diese Weise haben Sie Referenzen auf der Platine bestellt, was das Auffinden des Widerstands R347 erheblich erleichtert. Vorzugsweise sollte dies auf einer größeren Leiterplatte in Quadranten (Sextanten, Oktanten ...) eingeteilt werden. Der Nachteil ist, dass es nicht offensichtlich ist, wo sich das Teil im Schaltplan befindet. Hier kann man einfach nicht gewinnen, entweder ist der Schaltplan leichter zu lesen oder das Layout ist.

R100, R101, R102 Anstelle von R1, R2, R3

Ich möchte meine Erfahrungen beim Zuweisen von Namen für Komponenten mitteilen.

Identifizieren Sie die Schaltungsblöcke gemäß den Funktionen. Selbst wenn es sich um eine komplexe Schaltung handelt, können Sie sie identifizieren, z. B. Hauptleistungsstufe, Vorverstärker, Verstärker, A / D-Wandlungsabschnitt, Anzeige- / Wandlerblöcke, Synchronisationsabschnitt, Zeitgeber oder andere logische Verknüpfungsabschnitte.

Mein Vorschlag ist, die Komponenten mit größeren Zahlen wie R100, R101, R102 anstelle von R1, R2, R3 ... usw. zu benennen.

Sie können jedem identifizierten Block 100, 200, 300 usw. zuweisen. Beispielsweise können Sie dem Leistungsteil 100 bis 199 Nummern zuweisen. Dann alle Komponenten im Leistungsteil in 1xx-Form wie zB Q100, R101, R103, C100, D100, D106.

Vorteil

• Es ist einfach, die Abschnitte eines Stromkreises anhand der Funktion in einem komplexen Schaltplan zu identifizieren.
• Leicht zu beheben.
• Es ist einfach, die Teile zu benennen, wenn Sie später einem Abschnitt neue Komponenten hinzufügen müssen. Denn Sie haben ca. 100 Namensoptionen zur Auswahl.
• Einfaches manuelles Zeichnen von Leiterplattenlayouts in jeder CAD-Software. Denn zu Beginn der Leiterplattenzeichnung werden alle Arten von Bauteilen an einem Ort gesammelt.

Sie können sie leicht nach ihrer Nummer in verschiedene Bereiche unterteilen, ohne den Schaltplan mehrmals zu betrachten.

Der größte Streit, den ich in der Diskussion sehe, ist über die Pin-Reihenfolge, aber dies ist nur eine Frage zu den größeren Themen: Funktionell gegen physisch! Wenn ich einen guten Schaltplan zur Vorbereitung meiner Layoutarbeit anfertige, ist es weitaus besser, den Schaltplan so nahe wie möglich am Layout zu platzieren, z. B. die Pin-Reihenfolge nicht nach dem zu zeichnen, was andere im Datenblatt tun, sondern nach dem tatsächlichen Wert ist. Denken Sie auch daran, etwas mehr Platz um große Elemente, wie z. B. Stromversorgungsgeräte, zu lassen, z. B. zeichnen Sie auch ein Kühlkörper- "Symbol". Wenn der Boden ohnehin ein großes Flugzeug sein sollte, sollten Sie sich auch für Verbindungen mit Namen entscheiden, um viele Überfahrten zu vermeiden. Wenn andererseits niemand ein Überkreuzen empfindlicher Linien vermeiden kann, dann zeichnen Sie den Schaltplan so, dass er eine Anleitung für ein gutes Layout wird, z
Für digitale ICs verwende ich in der Regel automatische Router und halte mich an die Funktionsreihenfolge. Ein anderes kontroverses Thema könnte sein, wie man einen Differenzverstärker und z. B. einen mehrstufigen Verstärker zeichnet, wie man jede Stufe auf die übliche Weise zeichnet und dann zur nächsten Stufe verdrahtet (die oft in vielen Überkreuzungen endet), oder ob man die wirklich zeichnet Diff-Paare auf symmetrische Weise (oft in alten Tectronics-Oszillogrammen)? Hier kommt es auch auf den Zweck an, und wie kritisch das Halten der Symmetrie wirklich ist. In HF-Schaltkreisen, die oft nicht so viele Elemente haben, bevorzuge ich wieder Zeichnungen, die dem Layout sehr nahe kommen.

Ein paar mehr:

• (1) Zeichnen Sie auf ein normales Gitter.

Ich hasse es wirklich, mich mit der Arbeit anderer Leute befassen zu müssen, die auf dem halben Raster gezeichnet ist. Es ist eine enorme Zeitverschwendung und bringt keinen Mehrwert für die Zeichnung.

• (2) Verwenden Sie für kleinere Geräte den physischen Stil.

Das Zeichnen von ICs und kleinen Bauteilen mit den Stiften in der richtigen Reihenfolge hilft Ihnen dabei, Ihre Absichten in das Layout umzusetzen, und erleichtert das Debuggen erheblich. Dies gilt doppelt für Transistoren und Dioden in Schritt 23: Ich zeichne sie mit der Pin-Reihenfolge und musste daher seit Jahren keine falsch ausgelegte mehr überarbeiten.

• (3) Verwirklichen Sie die Grenzen von (2) oben.

Es ist nicht möglich, eine große BGA physisch oder auch nur als ein Symbol zu zeichnen. Man kann sich aber zumindest nach Funktionen trennen und zeigen, wie Stifte räumlich zueinander in Beziehung stehen. Beispielsweise kann ein FPGA gezeichnet und unterteilt werden, um Blöcke anzuzeigen, die Logikkacheln darstellen, und die Kacheln selbst können auf dem Schaltplan platziert / angeordnet werden, um zu zeigen, wie sie herausgeführt werden.

In der Vergangenheit waren mehrteilige Symbole für Elemente wie Operationsverstärker oder Gates sinnvoll. Aber diese werden in Designs immer seltener.

• (4) Intra-Page-Aliasnamen sind in Ordnung, aber drücken Sie sie nicht.

Benannte Aliase sind in Wirklichkeit mit Off-Pages identisch: Sie müssen die Seite noch scannen, um nach anderen Instanzen zu suchen. Mit einem PDF-Schaltplan und Strg-F ist dies keine so große Aufgabe wie früher (und es ist eine Schande für Sie Hersteller, die nicht durchsuchbare PDFs erstellen. Das ist nur lahm.) Allerdings werden Off-Pages strenger von überprüft DRC als Aliase.

• (5) Blockschaltbilder und mechanische Pläne sind die Mühe wert

Der Aufwand, den Sie aufwenden, um Ihr Denken hier zu vermitteln, spart viel Zeit während der gesamten Lebensdauer Ihres Designs - vom Layout bis zur Reparatur. Ja, Ihr Maschinenbaukonstrukteur wird den „offiziellen“ Umriss der Platine erstellen, aber zumindest können Sie anhand dieser beiden Arten von Diagrammen übermitteln, wo Sie erwarten, dass etwas platziert wird - und warum.

• (6) Wenn Sie Ihren Schaltplan in PDF exportieren, müssen Sie ihn durchsuchbar machen.

Ist es wirklich zu viel zu fragen?

• (7) Haben Sie gerade genug Komponenteninformationen.

Neben dem Referenzbezeichner sind einige Designer versucht, alle Teileattribute im Schaltplan zu haben. Aber brauchst du sie wirklich? Nein, tust du nicht. Manchmal Toleranz. Spannung, manchmal, wenn Sie einen Abschnitt mit einer höheren Spannung haben. Fußabdruck - vielleicht. Herstellerteilenummer? Selten - normalerweise möchten Sie mehrere Quellen verwenden. Unternehmens-AVL / MRP-Nummer? Nein niemals.

Für all diese anderen Dinge ist eine Stückliste bestimmt.

• (7a) Denken Sie an die Stücklistenerstellung.

Wenn Sie jedoch bereits in den Anfängen eine Art Teilenummernsystem entwickeln, können Sie detaillierte Stücklisten erstellen, auch wenn Sie kein MRP-System haben. Jeder Teiletyp sollte eine eindeutige ID haben, die als verborgenes Attribut in Ihrem Schaltplan festgelegt ist und einem Eintrag in Ihrer Hauptteileliste (AVL-Liste) entspricht. Sie verwenden diese ID später, um die erweiterten Informationen aus Ihrer AVL-Liste zu erstellen die detaillierte Stückliste.

Sie können dieses Zeug auch später in ein echtes MRP- oder PLM-System wie Oracle Agile importieren.

• (8) Macht ist auch ein Signal!

Früher zeichnete man einen Schaltplan mit 'versteckten' Stromversorgungs- / Erdungsstiften, die automatisch auf VCC oder GND abgeglichen wurden. Dies ist immer noch eine Option, wenn Sie beispielsweise in Orcad ein Symbol erstellen. Verstecken Sie diese Stromanschlüsse nicht! Zeig es ihnen! Insbesondere in Anbetracht der heutigen Designs mit mehreren Leistungsbereichen, hoher Leistungsdichte, Routing, Umgehung, Schleifenfläche usw.

Leistung ist so wichtig, dass Sie eine andere Arbeit in Betracht ziehen sollten, wenn Sie nicht mindestens 1/3 Ihrer Zeit für die Leistungsentwicklung aufwenden.

• (9) Kommentare sind dein Freund.

Das Hervorheben von Schlüsselelementen mit Text kann beim Debuggen viel Zeit sparen. Ich werde in der Regel Dinge kommentieren, die sich auf Software (z. B. Adressen, Bitpositionen) und Leistungsdesign (Strom typisch / max, Spannung) beziehen.

• (10) Auf die Größe kommt es an.

Verwenden Sie 11x8,5 (Größe A) für wirklich einfache Dinge, 17x11 (Größe B) für die meisten anderen Dinge. Größer werden nur, wenn es wirklich nötig ist.

17x11 (oder das nächste metrische Äquivalent) ist eine angemessene Größe für die Anzeige auf einem HD-Bildschirm oder zum Drucken auch bei 11x8,5. Es ist eine gute Größe, mit der man arbeiten kann.

Andererseits finde ich, dass ich auf 11x8.5 nicht genug Zeug bekommen kann. Andererseits ist es das andere Extrem, wenn ich 23,5 x 15,2 (vergrößertes B, nicht C) für eine wirklich komplexe Zeichnung verwendet habe, die zu Gruppen zusammengefasst ist (z. B. DRAM-Bänke): Diese muss mit 17 x 11 gedruckt werden in gedruckter Form einigermaßen leicht zu lesen sein.

Da ich so gut wie nie mehr etwas drucke, ist die Sorge darüber, wie das Ausdrucken von Papier erfolgt, mehr Mühe, als es die meiste Zeit wert ist.

• (11) Signalfluss von links nach rechts, Kraftfluss von oben nach unten. Meist.

Dies ist der allgemeine Standard, um das Verständnis der Beziehungen von Elementen zu erleichtern. Aber manchmal wird der Architekturfluss mehr Gewicht beigemessen als nach dieser alten Regel, was zu einem klareren Schema führt.

• (12) Organisieren Sie Off-Pages / Ports in vertikalen Gruppen.

Das Ziehen von Ports an die Ränder des Schaltplans ist weder erforderlich noch nützlich. Richten Sie sie jedoch in geordneten Spalten aus, damit sie sich leicht visuell scannen lassen.