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电路图

电路图 是指用电路元件符号表示电路连接的图。电路图是人们为研究、工程规划的需要,用物理电学标准化的符号绘制的一种表示各元器件组成及器件关系的原理布局图。由电路图可以得知组件间的工作原理,为分析性能、安装电子、电器产品提供规划方案。在设计电路中,工程师可从容在纸上或电脑上进行,确认完善后再进行实际安装。通过调试改进、修复错误、直至成功。采用电路仿真软件进行电路辅助设计、虚拟的电路实验,可提高工程师工作效率、节约学习时间,使实物图更直观。

电路图主要由元件符号、连线、结点、注释四大部分组成 。 元件符号表示实际电路中的元件,它的形状与实际的元件不一定相似,甚至完全不一样。但是它一般都表示出了元件的特点,而且引脚的数目都和实际元件保持一致。 连线表示的是实际电路中的导线,在原理图中虽然是一根线,但在常用的印刷电路板中往往不是线而是各种形状的铜箔块,就像收音机原理图中的许多连线在印刷电路板图中并不一定都是线形的,也可以是一定形状的铜膜。 结点表示几个元件引脚或几条导线之间相互的连接关系。所有和结点相连的元件引脚、导线,不论数目多少,都是导通的。 注释在电路图中是十分重要的,电路图中所有的文字都可以归入注释类。细看以上各图就会发现,在电路图的各个地方都有注释存在,它们被用来说明元件的型号、名称等等。

电路图有原理图、方框图、装配图和印板图等 。

又被叫做“电原理图”。这种图,由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理,所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时,通过识别图纸上所画的各种电路元件符号,以及它们之间的连接方式,就可以了解电路实际工作时的原理,原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种工具。

简称框图,方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图。从根本上说,这也是一种原理图,不过在这种图纸中,除了方框和连线,几乎就没有别的符号了。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路的全部的元器件和它们的连接方式,而方框图只是简单地将电路按照功能划分为几个部分,将每一个部分描绘成一个方框,在方框中加上简单的文字说明,在方框间用连线(有时用带箭头的连线)说明各个方框之间的关系。所以方框图只能用来体现电路的大致工作原理,而原理图除了详细地表明电路的工作原理之外,还可以用来作为采集元件、制作电路的依据。

它是为了进行电路装配而采用的一种图纸,图上的符号往往是电路元件的实物的外形图。我们只要照着图上画的样子,依样画葫芦地把一些电路元器件连接起来就能够完成电路的装配。这种电路图一般是供初学者使用的。 装配图根据装配模板的不同而各不一样,大多数作为电子产品的场合,用的都是下面要介绍的印刷线路板,所以印板图是装配图的主要形式。 在初学电子知识时,为了能早一点接触电子技术,我们选用了螺孔板作为基本的安装模板,因此安装图也就变成另一种模式。

印板图的全名是“印刷电路板图”或“印刷线路板图”,它和装配图其实属于同一类的电路图,都是供装配实际电路使用的。 印刷电路板是在一块绝缘板上先覆上一层金属箔,再将电路不需要的金属箔腐蚀掉,剩下的部分金属箔作为电路元器件之间的连接线,然后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上,利用板上剩余的金属箔作为元器件之间导电的连线,完成电路的连接。由于这种电路板的一面或两面覆的金属是铜皮,所以印刷电路板又叫“覆铜板”。印板图的元件分布往往和原理图中大不一样。这主要是因为,在印刷电路板的设计中,主要考虑所有元件的分布和连接是否合理,要考虑元件体积、散热、抗干扰、抗耦合等等诸多因素,综合这些因素设计出来的印刷电路板,从外观看很难和原理图完全一致;而实际上却能更好地实现电路的功能。 随着科技发展,现在印刷线路板的制作技术已经有了很大的发展;除了单面板、双面板外,还有多面板,已经大量运用到日常生活、工业生产、国防建设、航天事业等许多领域。 在上面介绍的四种形式的电路图中,电原理图是最常用也是最重要的,能够看懂原理图,也就基本掌握了电路的原理,绘制方框图,设计装配图、印板图这都比较容易了。掌握了原理图,进行电器的维修、设计,也是十分方便的。因此,关键是掌握原理图。

PROTEL、Protel DXP,Pads、Pcad、Orcad、powerlogic,allegro,Mentor,powerpcb、AutoCAD、CAXA等等

电流=电压/电阻 字母表达式为I=U/R(即欧姆定律)变形:R=U/I U=IR

电阻=电压/电流

电路图的画法规则:1.电路图的信号处理流程方向;2.连接导线;3.电源线与地线电路图的识图方法与步骤。

电路的识别包括正确电路和错误电路的判断,串联电路和并联电路的判断。错误电路包括缺少电路中必有的元件(必有的元件有电源、用电器、开关、导线)、不能形成电流通路、电路出现开路或短路。判断电路的连接通常用电流流向法。既若电流顺序通过每个用电器而不分流,则用电器是串联;若电流通过用电器时前、后分岔,即,通过每个用电器的电流都是总电流的一部分,则这些用电器是并联。在判断电路连接时,通常会出现用一根导线把电路两点间连接起来的情况,在初中阶段可以忽略导线的电阻,所以可以把一根导线连接起来的两点看成一点,所以有时用“节点”的方法来判断电路的连接是很方便的。

从电源开始,在电源正极标一个A,负极标一个B。然后从正极开始,沿导线走,遇到第一个用电器时在它与正极延伸出的那根电线的那头再标一个A,而在另一头标一个C(因为在负极标过了B,所以换一个字母,但如果用电器另一头是直接与负极相连接的,就跟据前面所述的方法标上由负极开始的B)在标了C以后继续走,如遇到下一个用电器就再换......记住,换用另外的字母的前提是那一头不是与负极导线连接的。这样,等你标完了字母后,如果所有的用电器两边的字母都不同,则整个电路为串联; 如果有几个用电器的两边字母相同的话,那么这几个用电器就为并联 。

实物连接图就跟据你所画的电路图来连接,注意别连串线了。

电路连接的方法为:1.连接电路前,先要画好电路图。2.把电路元件按电路图相应的位置摆好。3.电路的连接要按照一定的顺序进行。4.连接并联电路时,可按“先干后支”的顺序进行,即先连好干路,再接好各支路,然后把各支路并列到电路共同的两个端点上,或按“先支后干”的顺序连接。连接电路时要注意以下几点:1.电路连接的过程中,开关应该是断开的。2.每处接线必须接牢,防止虚接。3.先接好用电器,开关等元件,最后接电源。4.连接后要认真检查,确认无误后,才闭合开关。5.闭合开关后,如果出现不正常情况,应立即断开电路,仔细检查,排除故障。

注意

1.元件分布要均匀,不要画在拐角处。

2.整个电路最好呈长方形,导线要横平竖直,有棱有角。

3.按照一定顺序,有字母的,标出相应的字母。

单元电路是指某一级控制器电路,或某一级放大器电路,或某一个振荡器电路、变频器电路等,它是能够完成某一电路功能的最小电路单位。从广义角度上讲,一个集成电路的应用电路也是一个单元电路 。

单元电路图是学习整机电子电路工作原理过程中,首先遇到具有完整功能的电路图,这一电路图概念的提出完全是为了方便电路工作原理分析之需要。

单元电路图具有下列一些功能:

①单元电路图主要用来讲述电路的工作原理。

②它能够完整地表达某一级电路的结构和工作原理,有时还全部标出电路中各元器件的参数,如标称阻值、标称容量和三极管型号等。

③它对深入理解电路的工作原理和记忆电路的结构、组成很有帮助。

单元电路图具有下列一些特点:

①单元电路图主要是为了分析某个单元电路工作原理的方便而单独将这部分电路画出的电路,所以在图中已省去了与该单元电路无关的其他元器件和有关的连线、符号,这样单元电路图就显得比较简洁、清楚,识图时没有其他电路的干扰。单元电路图中对电源、输入端和输出端已经加以简化,如图1-6所示。 来源:输配电设备网

电路图中,用+V表示直流工作电压(其中正号表示采用正极性直流电压给电路供电,地端接电源的负极);Vi表示输入信号,是这一单元电路所要放大或处理的信号;VO表示输出信号,是经过这一单元电路放大或处理后的信号。通过单元电路图中的这样标注可方便地找出电源端、输入端和输出端,而在实际电路中,这三个端点的电路均与整机电路中的其他电路相连,没有+V、Vi、VO的标注,给初学者识图造成了一定的困难。

例如:见到Vi可以知道信号是通过电容C2加到三极管VT1基极的;见到VO可以知道信号是从三极管VT1集电极输出的,这相当于在电路图中标出了放大器的输入端和输出端,无疑大大方便了电路工作原理的分析。

②单元电路图采用习惯画法,一看就明白,例如元器件采用习惯画法,各元器件之间采用最短的连线,而在实际的整机电路图中,由于受电路中其他单元电路中元器件的制约,有关元器件画得比较乱,有的在画法上不是常见的画法,有的个别元器件画得与该单元电路相距较远,这样电路中的连线很长且弯弯曲曲,造成识图和电路工作原理理解的不便。

③单元电路图只出现在讲解电路工作原理的书刊中,实用电路图中是不出现的。对单元电路的学习是学好电子电路工作原理的关键。只有掌握了单元电路的工作原理,才能去分析整机电路。

连接实物图

1、如果是串联电路,则按一定的次序从电源的正极向电源的负极连接,遇到什么就连什么,直到完成;

2、如果是并联电路,可以采取分路完成的方法将电路分解成几条路,然后一条一条完成连接;

3、应该注意 :

a、导线必须接在元件的两个接线柱上,

b、不能形成交叉线不得已绕道连接

C、严格按照电路图中各元件的顺序连接实物图。

1、如果是串联电路,则按一定的次序从电源的正极向电源的负极画出,遇到什么就画什么,直到完成;

2、如果是并联电路,可以采取分路完成的方法将电路分解成几条路,然后一条一条完成连接;如果是并联电路,还要注意相交且相连的点要用明显的黑点描出 。

3.画好电路图应注意的事项:

A必须用电路符号表示元件,不能用实物图形

B整个电路图画成方框型

C按照实物图元件摆放顺序画电路图

D养成随时将各元件用字母表示的好习惯

E注意连接处不要形成开路,节点要点好!

常用电路设计软件简介
  随着计算机在国内的逐渐普及,EDA(ElectronicDesignAutomatic,电路设计自动化)软件在电路行业的应用也越来越广泛。这些软件包括电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件,这里主要对原理图和PCB图设计工具进行介绍。当然了,很多EDA软件已经涵盖了所有功能甚至更多功能。

从Protel到Altium

只要是搞电子的,就都知道PROTEL ,就像只要用电脑就知道WINDOWS操作系统一样,这是因为它的很多操作习惯已经扎根于电子人的心里了。PROTEL是PORTEL公司(现在的Altium公司)在20世纪80年代末推出的电路行业的CAD软件,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是电路设计者的首选软件。它较早在国内使用,普及率也最高,几乎所有的电路公司都要用到它。

从最初DOS环境下的PCB设计工具到现在功能强大的AltiumDesigner,Altium公司推出了众多不同的版本,据我所知的用的比较多的版本有以下几种:
  PROTEL99SE:尽管是很早的版本了,但很多的公司还在用,我们就在用,甚至有些公司还只认这个版本的文件。快10年过去了,同志们,知道习惯的力量了吧!
  PROTEL2004SP4:2002年,Altium发布了PRTELDXP,除了一些发烧友们早早就开始尝试之外,还有一些人则还是抱着PROTEL99SE不肯放,一些人甚至直到现在。不过毕竟还是有很多新的功能吸引了新用户,在不得不换版本的时候,可能好多人就直接用了当时的最新版本PROTEL2004了,加之后来的版本不再以PROTEL命名了,好多人就把这个版本作为个PRETEL纪念之作了,在打开PROTEL99SE无法打开的新的类型的文件时,就都用这个第二阶段经典版本了。
  AltiumDesigner6.8:2005年,Altium正式发布了AltiumDesigner6.0,从此,PROTEL的时代结束了。直到2007年,发布了AltiumDesigner6.8,是目前的最新版本,相信好多人还没怎么去用,不过也应该有很多人去抢先尝下鲜了。据称,该软件集成了电子产品一体化开发所需的所有的技术和功能。为电子工程师和设计师提供了一款统一的应用。其中包括板极系统设计、FPGA级系统设计、基于FPGA和分立处理器的嵌入式软件开发、PCB版图、编辑和制造。并集成成了现代设计数据管理功能。以前发布的P-CAD等工具到2006年后也逐步都集成到AltiumDesigner中。不过本人倒不是特别赞同这种做法,电路设计用主要也就是用到原理图与PCB的设计。其余的杂七杂八的功能看了也心烦。而且毕竟还有更加专业的工具OrCAD和CADENCE

OrCAD和CADENCE

ORCAD是由ORCAD公司于20世纪80年代末推出的EDA软件 。好多人对它也并不陌生,号称是画电路原理图最好用的工具,不过由于软件使用了软件狗防盗版,因此它在国内并不普及,知名度也比不上PROTEL。
  同样的,也有据称是最好用的PCB工具,那就是CADENCE的Allegro,本人也用过,也认为的确是好用。
  不过,还有更好的消息,那就是后来CADENCE把ORCAD收购了,可谓是强强联合啊,再后来,ORCAD和ALLEGO也可以进行交互设计了。对于用户来说,这无非是一件好事。因此有好多人就用ORCAD(后来叫DesignEntryCIS)进行原理图设计,用ALLEGO进行PCB版图设计,做到最佳搭档。好多教材也是这样介绍的。
  当然了,ORCAD和ALLEGO毕竟不是亲兄弟,能不能做到最好的搭档,也许还要有个磨合期,况且ORCAD也有原来的亲兄弟PCB工具ORCADLAYOUT。ALLEGO也有原来的亲兄弟原理图设计工具DesignEntryHDL。甚至也有人用ORCAD画原理图,生成网络表后,用PRETEL画PCB。为了顾及许多人的使用习惯,CADENCE公司还是把所有的工具(当让不包括PRETEL了)都整合到一个集成环境中了。用户想用哪个就用哪个。就本人而言,还是觉得ORCAD和ALLEGO可以成为最佳拍档。不过现在吗,我们公司也好,好多大公司也好,用的是DesignEntryHDL和ALLEGO,也许是因为他们还有专门的工程管理器,与其他的仿真等工具衔接的也较好,交互的也比较好,也许就是因为他们是亲兄弟……不过我开始学DesignEntryHDL时,感觉真是不符合我的习惯,也许是PROTEL的操作习惯先入为主吧,但DesignEntryCIS给我的感觉却很是不错,虽然没怎么多用过。不过还好,学完DesignEntryHDL后,慢慢还是习惯了那种操作习惯。
  时至今日,CADENCE将这些工具统一称之为CadenceAllegro系统互连设计平台,其中主要包括:DesignEntryCIS(ORCAD)原理图设计工具、DesignEntryHDL原理图设计工具、AllegroPCBEditor印制电路板设计工具(上面简称的ALLEGRO)、AllegroAMSSimulator仿真工具、AllegroPCBSI信号完整性分析工具等。更值得一提的是,CADENCE在高速信号仿真上做的更好,众所周知,随着电路板卡的信号频率越来越高,体积越来越小等等因素,导致电路板并不是所有连线正确就可以正常工作的。因此信号完整性分析也就越来越显得非常的必要。CADENCE就提供了很多这样的工具,比如PCBEditor中的约束管理器等等,可以很大程度上帮助用户考虑到信号的完整性。关于版本本人用的是AllegroSPB15.2,不过AllegroSPB16.x已经上市。
  还有一点我想提一下,那就是Cadence公司不仅提供CadenceAllegro系统互连设计平台,还提供IC设计工具,我想不久的将来,IC设计也会是电子工程师必修的一课,就像现在做PCB板很普遍一样,将来做IC我想也会普遍,比如现在中国大陆就有中芯国际等公司就可以承揽这样的项目,只不过对于普通的用户来说,可能还要有一段时间周期而已,加之台湾局面的改善,芯片制造业更是可以看好,因此掌握那么一两款芯片设计软件也是有必要的我想。

PADS/PowerPCB

虽然PADSPower出现得较晚 ,还不被广大用户所了解,但是由于它不但延续了PADS的“功能强大,操作简便”的特点,而且有很大的改进,因此有可能被广大电子电路设计者所接受。可能是因为和PCB板制造联系较为紧密的缘故吧,大约从PowerPCB5.0开始,慢慢地得到流行。因此,对于PowerPCB,不少人都是晓得的。对于PADS和PowerPCB的一些叫法,我想可以这样理解,就是不同的版本叫法有些不一致而已。原来的PADS系列包括PowerLogic(原理图工具)、PowerPCB(PCB工具)、HyperLynx(信号分析工具)等主要工具。而目前的用的较多的最新的版本PADS2007包括DxDesigner(项目管理)、PADSLogic(原理图工具)、PADSLayout(PCB工具)、HyperLynx(信号分析工具)等主要工具。发展至今,无论是从原理图设计,还是PCB设计,还是高速信号分析,还是整体的项目管理等等,PADS确实已经成了一款功能全面而且强大的EDA软件了。


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