Принципиальная электрическая схема - Circuit diagram

Сравнение графического и схематического стилей принципиальных схем
Общие символы схематических диаграмм (символы США)
Принципиальная схема четырехбитного TTL счетчик, вид Государственный аппарат

А принципиальная электрическая схема (электрическая схема, элементарная схема, электронная схема) является графическим представлением электрическая цепь. А живописный принципиальная схема использует простые изображения компонентов, а принципиальная схема показывает компоненты и взаимосвязи схемы с использованием стандартизованных символических представлений. Представление взаимосвязей между компонентами схемы на принципиальной схеме не обязательно соответствует физическому расположению в готовом устройстве.[1]

В отличие от блок-схема или же схема расположения, принципиальная схема показывает фактическое электрические соединения. Чертеж, показывающий физическое расположение проводов и компонентов, которые они соединяют, называется произведение искусства или же макет, физический дизайн, или же схема подключения.

Принципиальные схемы используются для проектирования (схемотехника ), конструкции (например, Печатная плата макет), а также техническое обслуживание электрического и электронного оборудования.

В Информатика, принципиальные схемы полезны при визуализации выражений с помощью Булева алгебра.[2]

Символы

Основная статья: Электронный символ

Принципиальные схемы - это изображения с символами, которые менялись от страны к стране и менялись с течением времени, но теперь в значительной степени стандартизированы на международном уровне. Простые компоненты часто имели символы, предназначенные для обозначения некоторых особенностей физической конструкции устройства. Например, обозначение резистора, показанное здесь, восходит к тем временам, когда этот компонент был сделан из длинного куска провода, намотанного таким образом, чтобы не создавать индуктивность, которая сделала бы его катушка. Эти резисторы с проволочной обмоткой теперь используются только в приложениях большой мощности, резисторы меньшего размера отливаются из углеродный состав (смесь углерод и наполнитель ) или изготовлены в виде изолирующей трубки или чипа, покрытого металлической пленкой. Поэтому международно-стандартизованный символ резистора теперь упрощен до продолговатого, иногда со значением в Ом написано внутри вместо символа зигзага. Менее распространенный символ - это просто серия пиков на одной стороне линии, представляющая проводник, а не взад и вперед, как показано здесь.

Символы проводных кроссоверов для принципиальных схем. В CAD Символ для изолированных пересекающихся проводов такой же, как и старый, не CAD-символ для неизолированных пересекающихся проводов. Чтобы избежать путаницы, рекомендуется использовать символ "скачок" (полукруг) для изолированных проводов на схемах, не относящихся к САПР (в отличие от использования символа в стиле САПР для отсутствия соединения), чтобы избежать путаницы с исходным, более старым символ стиля, что означает полную противоположность. Более новый, рекомендуемый стиль для 4-сторонних соединений проводов как в схемах САПР, так и в схемах, не относящихся к САПР, заключается в размещении соединительных проводов в Т-образные переходы.[3]

Связи между отведениями когда-то были простым пересечением линий. С появлением компьютеризированного черчения соединение двух пересекающихся проводов было показано пересечением проводов с «точкой» или «каплей» для обозначения соединения. При этом кроссовер упростили, сделав такой же кроссовер, но без «точки». Однако существовала опасность перепутать провода, которые были подключены и не подключены таким образом, если точка была нарисована слишком маленькой или случайно пропущена (например, «точка» могла исчезнуть после нескольких проходов через копировальный аппарат).[4] Таким образом, современная практика представления 4-проводного соединения заключается в том, чтобы нарисовать прямой провод, а затем провести другие провода, расположенные вдоль него в шахматном порядке с «точками» в качестве соединений (см. Диаграмму), чтобы сформировать два отдельных Т-образных соединения. которые не допускают путаницы и явно не кроссовер.[5][6]

Для пересечения изолированных друг от друга проводов обычно используется маленький полукруг, чтобы показать, что один провод "перепрыгивает" через другой.[3][7][8] (аналогично тому, как используются перемычки).

Обычный гибридный стиль рисования сочетает в себе переходы Т-образных соединений с «точечными» соединениями и символы полукругов «скачков» проводов для изолированных переходов. Таким образом, «точку», которая слишком мала, чтобы ее увидеть, или которая случайно исчезла, все еще можно четко отличить от «прыжка».[3][7]

На принципиальной схеме символы для компонентов помечены дескриптором или условное обозначение соответствует этому в списке деталей. Например, C1 - это первый конденсатор, L1 - первая индуктор, Q1 - первая транзистор, а R1 - первая резистор. Часто значение или обозначение типа компонента указывается на схеме рядом с частью, но подробные спецификации будут помещены в список частей.

Подробные правила для условных обозначений приведены в Международном стандарте. IEC 61346.

Организация

Это обычное, хотя и не универсальное соглашение, согласно которому схематические рисунки располагаются на странице слева направо и сверху вниз в той же последовательности, что и поток основного сигнала или тракта питания. Например, схема радиоприемника может начинаться с антенного входа слева на странице и заканчиваться громкоговорителем справа. Положительные соединения источника питания для каждой ступени будут показаны вверху страницы, а заземление, отрицательные источники питания или другие обратные пути - внизу. На схематических чертежах, предназначенных для технического обслуживания, могут быть выделены основные пути прохождения сигнала, чтобы помочь понять поток сигнала через цепь. Более сложные устройства имеют многостраничную схему и должны полагаться на символы перекрестных ссылок, чтобы показать поток сигналов между различными листами чертежа.

Подробные правила составления принципиальных схем и других типов документов, используемых в электротехнике, приведены в международном стандарте. IEC 61082-1.

Релейная логика линейные диаграммы, также называемые лестничная логика В диаграммах используется еще одно стандартное соглашение для организации схематических чертежей: вертикальная шина источника питания находится слева, а другая - справа, а компоненты натянуты между ними, как ступеньки лестницы.

Произведение искусства

Крысиное гнездо

После того, как схема создана, она преобразуется в макет, который можно изготовить на печатной плате (PCB). Схема на основе схемы начинается с процесса схематический захват. В результате получилось так называемое крысиное гнездо. Гнездо крысы - это нагромождение проводов (линий), пересекающих друг друга к узлам назначения. Эти провода прокладываются вручную или автоматически с помощью средств автоматизации проектирования электроники (EDA). Инструменты EDA упорядочивают и изменяют размещение компонентов и находят пути для дорожек, соединяющих различные узлы. Это приводит к финальному макет произведение искусства для Интегральная схема или же печатная плата.[9]

Обобщенный процесс проектирования может быть следующим:

Схема → схематический снимок → список соединений → крысиное гнездо → маршрутизация → иллюстрации → разработка и травление печатных плат → монтаж компонентов → тестирование

Образование

Обучение работе с электрическими цепями часто входит в учебные программы начальной и средней школы.[10] Ожидается, что студенты поймут основы принципиальных схем и их функции. Использование схематических представлений принципиальных схем может помочь понять принципы работы электричества.

Принципы физики принципиальных схем часто преподаются с использованием аналогий, таких как сравнение функционирования цепей с другими закрытыми системами, такими как системы водяного отопления, с насосами, эквивалентными батареям.[11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Принципиальные схемы и расположение компонентов
  2. ^ Херцфельд, Норин (2012). Компьютерные концепции и приложения. Миннесота: Колледж Святого Бенедикта / Св. Джона. С. 9 [6] –9 [12].
  3. ^ а б c «Условные обозначения схем». electronicsclub.info. Получено 2 августа 2014.
  4. ^ «Это хорошая практика - никогда не использовать соединение + с точкой. Почему? Точка может исчезнуть, когда схема копируется в 12-й раз». -«Заметки о чтении схем» В архиве 2011-10-08 на Wayback Machine
  5. ^ «Мы не рекомендуем использовать 4-стороннюю точку подключения ... Чтобы избежать путаницы, используйте только трехсторонние подключения». -"Правила подачи гаджетов для новостных дизайнеров" В архиве 2011-09-29 на Wayback Machine
  6. ^ «Провода, подключенные на перекрестке, должны быть слегка смещены в шахматном порядке для образования двух Т-образных переходов» -"Клуб электроники: символы схем"
  7. ^ а б «Символы электронных схем». www.circuitstoday.com. Архивировано из оригинал 13 октября 2014 г.. Получено 2 августа 2014.
  8. ^ Обозначения электронных схем
  9. ^ Р. С. Хандпур (2005). Печатные платы: проектирование, изготовление, сборка и тестирование. Тата МакГроу-Хилл. п. 10. ISBN  978-0-07-058814-1.
  10. ^ BBC Bitesize. Схемы. https://www.bbc.com/education/topics/zq99q6f
  11. ^ Уокер, М. Д., и Гарловский, Д. (2016). Плыть по течению: использование аналогий для объяснения электрических цепей. Обзор школьной науки, 97 (361), 51–58.

внешняя ссылка