原理图:电路设计的基本要素

selina 在 周一, 10/30/2017 - 11:10 提交

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在电气工程领域似乎有无限量的信息可以学到。电气工程师最重要的技能之一是能够阅读和创建原理图。在您开始学习欧姆定律,叠加定理和delta-wye变换之前,您需要对如何读取(和绘制)电路原理图有一个基本的了解。

我喜欢维基百科中原理图的定义:“原理图或原理图,是使用抽象,图形符号而不是实际图片的系统元素的表示。原理图通常省略与原理图要传达的信息无关的所有细节,并且可能会增加有助于理解的不切实际的元素。在电子电路图中,符号的布局可能不像电路中的布局。

在创建原理图时,确保以正确的抽象级别说明电路很重要。如果您只是想传达一个高层次的概念,餐巾纸原理图可能会做的伎俩。如果您需要创建一个模拟原理图,那么恶魔在细节中 - 您需要清楚电源,信号源,组件值等。或者,如果您要创建一个已发布的原理图纸张,您将需要抛光的东西,在细节和抽象之间进行适当的折衷。

示意图

由于各种原因,我已经创建了原理图,我使用的工具取决于我正在绘制的原理图类型。如果我正在为报告,文章或博客文章绘制一些内容,我的重点更多在于一个干净,专业的表现,不一定包括模拟或构建电路所需的细节。我已经取得了一些成功的一个工具是Digi-Key的Scheme-It。由于它是一个以EE为中心的原理图工具,所以将电路图汇集到一起很简单易用。添加或省略组件的标签很容易,并找到传达图表的相应详细程度的符号。例如,当搜索电容器时,我能够找到19个不同的符号。

Digi-Key的方案 - 它的原理图工具

图1. Digi-Key的方案 - 它的原理图工具。

如果您很难使用Scheme-It来完成所需的操作,则可以通过将图形导出到SVG,然后在像Inkscape或Adobe Illustrator这样的工具中进行编辑来手动调整图形。例如,Scheme - 它没有完全排列我的网络和终端,所以我只是在Inkscape中清理,并从那里导出到PNG。

如果您想了解有关SVG语法的更多信息,一个很好的起点是
。Inkscape将允许您通过XML直接编辑SVG,如果您发现自己想编辑SVG,可以方便地了解它们后面的源代码。

这种类型的原理图的另一个好的选择是Microsoft Visio。Visio是一个更广泛的原理图工具,所以你必须挖掘一下找到电气组件。使用搜索功能,我祝你好运。Visio给我更多的控制我的图表 - 我可以改变线宽,颜色等。我没有遇到任何问题,我需要去修复我的图在另一个工具。但Visio有一个成本和与之相关的学习曲线 - Scheme-It和Inkscape是绘制报告,文章等原理图的一个很好(低成本)的起点。

 Inkscape工具中的原理图编辑

图2. Inkscape工具中的原理图编辑。

模拟原理图

对于电路的仿真,您需要一个工具,您可以创建一个示意图,并具有相关联的网表。例如,SPICE模拟器使用的网表文件通常包含关于图的信息,以及建模和仿真信息。一般来说,您将不得不对电路的细节进行更深入的了解,以便成功地模拟电路。而不是使用通用运算放大器符号,您现在需要指定一些更细的细节:您将向电源引脚提供什么电压?你想用哪个特定的运算放大器来运行你的模拟?要连接的电路的输出是什么(为了观察加载在设计中的效果)?

LTspice是SPICE仿真的流行工具,如果您想了解如何使用它,还有大量信息可用。一个开始的地方是使用LTspice IV入门指南 (PDF)。但是,如前所述,您必须具体了解电路,并确保您已经定义了输入信号,耗材,仿真类型等。此外,SPICE工具非常方便绘图和模拟模拟电路,但是赢得了如果您想为混合信号或数字电路制定图表,对于您来说应该做很多事情。

LTspice电路仿真工具

图3. LTspice电路仿真工具。

建筑示意图

如果您需要构建电路,面包板或PCB(印刷电路板),那么您将需要使用可将原理图链接到物理布局的工具。Fritzing是一个很好的选择 - 它非常容易学习,并且可以处理简单的PCB布局以及面包板布局。您不应该在网络上找到Fritizing的教程,但是一个好的开始是。

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