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PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧

發(fā)布時間 :2022-11-07 17:46 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計部
不光是代碼有可讀性的說法,原理圖也有。很多時候PCB設(shè)計工程師畫原理圖不僅僅是給自己看的,也會給其它人看,如果可讀性差,會帶來一系列溝通問題。所以,要養(yǎng)成良好習(xí)慣,做個規(guī)范的原理圖。此外,一個優(yōu)秀的原理圖,還會考慮可測試性、可維修性、BOM表歸一化等。
 
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
1 分模塊
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
如上圖所示,用線把整張原理圖劃分好區(qū)域,和各個區(qū)域?qū)懮瞎δ苷f明,如:電源、STM32等。
這樣讓人更清晰、更快速地理解整個原理圖,調(diào)試、維修的時候也很容易根據(jù)問題來查找電路。
 
2 標(biāo)注關(guān)鍵參數(shù)
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
 如上圖,標(biāo)注了最大輸出電流,這樣可以方便別人修改電路的時候,知道電源能不能帶得起負載。
也可以寫其它參數(shù),如:輸入電壓范圍,適用的溫度范圍,甚至是數(shù)字電路中的真值表等。
 
3 電阻/電容/電感/磁珠的注釋
電阻
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
如上圖所示,每個電阻都寫上阻值、精度。針對大功率電阻,也可以寫上功率,要視具體情況靈活變通。
 一般對于開關(guān)電源上的采樣電阻以及運放電路上的電阻得用1%精度,上下拉電阻可以使用5%精度。
注意:這里的阻值不建議寫成102,要直接寫成1K。盡量不要讓別人去做這個換算,或者人家也不會算。
 
電容
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
 如上圖所示,每個電容都寫上了容值和耐壓。針對高精度電容,也可以寫上精度,或者是材質(zhì)。
如:瓷片電容的材質(zhì)有X7R、Y5V、NP0等。
 注意:這里的容值不建議寫成105,要直接寫成1uF。
 
電感
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
 如上圖所示,每個電感都寫上電感值和飽和電流。
 
磁珠
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
 如上圖所示,每個磁珠都寫上阻值和對應(yīng)的頻率。
 
其它元件
其它元件也是和電阻、電容等類似,如:晶振8MHz 50ppm等,要舉一反三。
 
4 可維修性
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
 如上圖所示,增加L1電感,以便維修時可以斷開,更容易排查故障。這里可以使用電感、磁珠或者0R電阻,視具體情況而定。
但是也有特殊情況,如果負載特別大,需要的串入的元件功率很大,成本增加太多,也是劃不來的,這時,可以不加。
 如果后面接的是QFP64封裝之類芯片,功率又比較小,可以串入元件,因為QFP焊接不良的情況會比較多。
 
5 BOM表歸一化
BOM表就是物料清單,盡量讓物料的種類少一些,可以讓采購員減少工作量,也會在生產(chǎn)上減少很多問題。
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
這里有兩個上拉電阻,一個4.7K,一個10K,如果這個阻值影響不大的話,可以把它們都合并為10K。
去耦電容也是雷同的操作,要舉一反三。
 
6 電源和地的符號
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
如上圖所示。對于雙電源系統(tǒng)來說,要在電源符號上寫上正負號,單電源系統(tǒng)可以只寫正號。
但是千萬不要用VCC,不然別人看的時候還要觀察一下是幾V供電的。
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
 如上圖所示,只有一個地平面,則用GND。有數(shù)字地和模擬地,則用AGND、DGND。
也有一些系統(tǒng)還有視頻地、音頻地等,也要用不同的符號。
注意:不要把GND這些網(wǎng)絡(luò)名給隱藏掉了,會容易出問題。
 
7 測試點
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如上圖所示,增加了測試點。測試點也就是一個圓形的pad,裸銅的。
在一些QFP、BGA、QFN封裝的芯片,有的引腳很難用示波器測量,這時可以增加測試點,方便操作。
 
8 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
如上圖所示,PC7、PC6是接OLED12864的IIC接口。這里的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號增加OLED前綴,以減少網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的沖突,也增加了可讀性。同理,接溫度傳感器的網(wǎng)絡(luò)可以寫DS18B20_DATA,網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號上增加了元件名。其它的芯片也是一樣的操作。
所有的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號均使用大寫字母。
 
9 容錯性/兼容性
在設(shè)計初期或是不經(jīng)意,或是工期太趕,就沒有那么多時間去研究電路上的接法是否正確。
這時可以使用一些預(yù)留的電路,來提高整板的容錯性。
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
如上圖所示,假設(shè)工程師還不確定是RX對TX還是RX對TX時,可以使用四個電阻來實現(xiàn)這兩種接法。(NC為不接)
 焊上R11和R14,不焊R12和R13時,是RX對RX,TX對TX的接法。
不焊R11和R14,焊上R12和R13時,是RX對TX,TX對RX的接法。
當(dāng)調(diào)試通過后,再把這四個電阻去掉,并連上正確的接法。這樣既能保證工期,又不會出錯。
如果一個板子,不太確定用STM32的F103還是F407,此時,可以做成兼容設(shè)計。
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
如上圖所示,圓圈中可放置0R電阻,使用F103時,把0R焊上,電容不焊。使用F407時,把電容焊上,0R不焊。
當(dāng)然,也可以預(yù)留其它電路,要舉一反三。
 
10 NC、NF
原理圖上常常出現(xiàn)NC和NF兩種字符,如下圖所示,是不接、不焊的意思。
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
NC=Not connect 不接。
NF=Not Fix 不安裝。
當(dāng)然,NC也可以表示為normal close常閉,在繼電器、接觸器上用的多。
要視具體情況來辨認。
 
11 版本變更
很多時候一個電路不是一版就成功的。它會經(jīng)歷很多版本,每個版本都有變更的地方。這時要明確地標(biāo)注出來。
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
如上圖所示,明確地指出,V2版本把C12改成10uF,以便萬一出問題,容易追溯。
 
12 懸空引腳
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
懸空引腳也要畫上X。
 
13 可擴展性
很多時候,需求是不斷變化的。如果僅僅針對當(dāng)前需求來設(shè)計,一旦將來有改動,又要重新打板。
所以,很有必要增加一些預(yù)留的引腳、電路,以便快速驗證整板的功能是否滿足新需求。如下圖所示,預(yù)留了一些IO口。
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
 
14 防呆
有一些接口是不防呆的,也就是存在兩種或多種接法。
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
如上圖所示,4P杜邦線(合在一起,沒有分開的),有兩種接法:
紅黑白黃
黃白黑紅
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
然后,該座子在原理圖上是上圖所示的定義,那么會有一種接法導(dǎo)致電源接反,可能會燒壞元件。
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
如果原理圖是設(shè)計成這樣,則不會燒壞元件,因為3.3V電源也就加在GPIO口上而已。
要做防呆,可以使用防呆的座子,如:USB座、航空接口等。
也有另一種方法,對稱設(shè)計法。
 
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
 
如上圖所示,引腳的排列是對稱的,也就是無論怎么接,都是沒問題的,只是成本會有所增加。
還有一種方法適用于直流電源的接口,一般是門禁系統(tǒng)用的多。
 
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
 
如上圖所示,增加一個整流橋,不管+13.4V和PGND怎么接,在1、3引腳上都能產(chǎn)生正確的+12V和GND。
當(dāng)然,這種方法也要考慮成本和功耗等。
 
15 信號的流向
一些模擬電路,需要標(biāo)明信號的流向。
 
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
 
如上圖所示,標(biāo)明了定向耦合器中的信號流向。
 
16 PCB走線建議
如果PCB不是你畫的話,可以在原理圖上標(biāo)明PCB的走線規(guī)則或者建議。
 
PCB設(shè)計畫好原理圖的技巧
 
如上圖所示,標(biāo)明了一對差分線在PCB上的處理方法。
 
 
17 不使用\表示取反
一旦用了“\”,就有可能被wire擋住,然后看不到,從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)可能連接不正確。
可以考慮用“#”來表示取反。
 
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