原创 原理设计第001篇 电原理图 原理图符号标准

2023-10-31 22:51 890 5 5 分类: EDA/ IP/ 设计与制造 文集: 1 原理设计
[初次发表 23-10-31  最后编辑:23-11-11]
    电原理图(Schematic Diagram)是一种电子电路的说明书,它主要使用一些约定好的符号(Schematic Symbol)和连线,表达设计者的意图。除了电子电路,还有一类原理图用于描述电气线路、配电配线,这类不在本文范围内。
    在方案开发等正向研究活动中,原理图非常重要,对原理图的评审关系着整个项目的质量,由原理图延申下去会涉及PCB设计/PCB Layout工作。
    今天的电子工程师必须用计算机软件工具(E-CAD)来绘制原理图,一张纸一只笔出蓝图的时代一去不复返了。E-CAD可以把原理图设计、软件仿真、PCB Layout等功能集成起来。在E-CAD中,原理图通常都是设计的第一步,是设计环节的输出文件。清晰、准确地表达设计思路,既是设计师之间交流、评审的需要,也是后续生成 E-CAD 网络表、形成 PCB Layout 文件、生成物料清单(BOM,Bill of Material)的需要。
    下图是一个原理图的例子。

    电原理图要能在不同国家、不同语言甚至不同时代的同行之间实现顺畅交流,就离不开技术标准。
    世界范围内,原理图符号分为美国IEEE STD 315和欧洲IEC 60617两个体系,大同小异。在美国、欧洲和日本都有这方面的技术标准,目前以欧洲 IEC 60617 最为普遍。
    美国是电子元器件的发源地,有 ANSI、IEEE 和 NEMA 三个组织先后发布了标准。IEEE Std  315 是美国教材和专业书籍采用的标准。
  • ANSI Y32.2 标准,1975年发布,1989年修订。
  • IEEE Std 315 标准,1975年发布,1993年修订,等效采用 ANSI Y32.2。
  • IEEE Std 991 标准,逻辑电路图形。
  • NEMA ICS 19 标准,2002年发布,2021年修订。

欧洲是世界标准化活动的热点地区,有 IEC、DIN 两大组织发布标准。IEC 60617 是欧洲教材和专业书籍采用的标准,也是我国采用的标准。

  • IEC 60617
  • DIN EN 60617

日本是半导体元器件的重要产地,JIS 组织发布了 JIS C 0617 标准。

澳洲在1997年也曾发布过标准,但后来作废了。AS/NZS 1102。

中国发布的 GB/T 4728,等效采用 IEC 60617,是国内教材和专业书籍的标准。另外中国还有 CNS 3.10 标准,用于电机电子制图。

实际工作中发现,我国电子工程师同时受美国、欧洲的影响,有意无意地混用标准。

和电子元器件封装相比,原理图符号更加强调通用性和标准化,因此适合进行严格的标准化控制。

    随意改变原理图符号名称可能影响E-CAD环境的功能。最近遇到一件趣事,公司使用的Cadence OrCAD Capture CIS软件,在使用配置BOM/变形BOM功能时,要求互为替换关系的两个元器件必须使用完全相同的原理图符号名称,否则就不能实现互换。这个“规定”比较隐蔽,直到遇到错误才意识到,经过咨询Cadence代理商才最终明白原因。
    最后分享一个建库小经验——电阻器、电容器的符号最好设置为相同大小(格点数),并且端子要放在格点上。这样可以灵活替换电阻和电容而不影响周围已有的连线,避免因为原理图符号尺寸不同导致的看起来连接实际未连接的情况。
Ref:黄勇 龙学飞 郑振宇. Cadence Allegro 17.4电子设计速成实战宝典. 电子工业出版社. 2021

作者: 电子知识打边炉, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4061550.html

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