Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сравнение графического и схематического стилей принципиальных схем
Общие символы схематических диаграмм (символы США)
Принципиальная схема четырехбитного счетчика TTL , типа конечного автомата

Схема ( электрическая схема , элементарная схема , , электронные схематическая ) представляет собой графическое представление электрической цепи . Графическая схема использует простые изображения компонентов, в то время как схема , показана компоненты и взаимосвязи схемы с использованием стандартных символических представлений. Представление взаимосвязей между компонентами схемы на принципиальной схеме не обязательно соответствует физическому расположению в готовом устройстве. [1]

В отличие от блок-схемы или схемы компоновки , принципиальная схема показывает фактические электрические соединения . Чертеж, предназначенный для изображения физического расположения проводов и компонентов, которые они соединяют, называется иллюстрацией или компоновкой , физическим дизайном или схемой подключения .

Принципиальные схемы используются для проектирования ( схемотехническое проектирование ), строительства (например, разводки печатных плат ) и обслуживания электрического и электронного оборудования.

В информатике принципиальные схемы полезны при визуализации выражений с использованием булевой алгебры . [2]

Символы [ править ]

Основная статья: Электронный символ

Принципиальные схемы - это изображения с символами, которые различались 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, символ резистора восходит к тому времени, когда этот компонент был сделан из длинного куска провода, намотанного таким образом, чтобы не создавать индуктивность, которая могла бы превратить его в катушку . Эти резисторы с проволочной обмоткой сейчас используются только в приложениях с высокой мощностью, меньшие резисторы отлиты из углеродного состава (смесь углерода и наполнителя).) или изготовлены в виде изолирующей трубки или чипа, покрытого металлической пленкой. Поэтому международно стандартизованный символ резистора теперь упрощен до продолговатого, иногда со значением в омах, написанном внутри, вместо символа зигзага. Менее распространенный символ - это просто серия пиков на одной стороне линии, представляющая проводник, а не взад-вперед.

Обозначения пересечения проводов на принципиальных схемах. Символ CAD для изолированных пересекающихся проводов такой же, как и более старый не-CAD символ для неизолированных пересекающихся проводов. Во избежание 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 том, чтобы расположить соединительные провода в Т-образных соединениях в шахматном порядке. [3]

Связи между отведениями когда-то были простым пересечением линий. С появлением компьютерного 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 состоит в том, чтобы нарисовать прямой провод, а затем провести другие провода, расположенные вдоль него, 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 полукруглый символ, чтобы показать, что один провод «перепрыгивает» через другой провод [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 компонентов помечены дескриптором или позиционным обозначением, соответствующим таковому в списке частей. Например, C1 - первый конденсатор , L1 - первая катушка индуктивности , Q1 - первый транзистор , а R1 - первый резистор . Часто значение или обозначение типа компонента указывается на схеме рядом с частью, но подробные спецификации будут указаны в списке частей.

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

Организация [ править ]

Это обычное, хотя и не универсальное соглашение, согласно которому схематические изображения расположены 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 пути возврата - 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 подготовки принципиальных схем и других типов документов, используемых в электротехнике, приведены в международном стандарте IEC 61082-1 .

В линейных диаграммах релейной логики , также называемых диаграммами релейной логики , используется другое стандартное соглашение для организации схематических чертежей с вертикальной шиной электропитания слева и другой справа, а также компонентами, натянутыми между ними, как ступеньки лестницы.

Работа [ править ]

Крысиное гнездо

После того, как схема создана, она преобразуется в макет, который можно изготовить на печатной плате (PCB). Схема, управляемая схемой, начинается с процесса схематического захвата . 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 окончательной компоновке художественных работ для интегральной схемы или печатной платы . [9]

Обобщенный процесс проектирования может быть следующим:

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

Образование [ править ]

Обучение работе с электрическими цепями часто входит в учебные программы начальной и средней школы. [10] Ожидается, что студенты поймут основы принципиальных схем и их работу. 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]

См. Также [ править ]

  • Боксология
  • Язык схемотехники
  • Электронный символ
  • Логический вентиль
  • Однолинейная схема
  • Распиновка
  • Схематический снимок
  • Редактор схем

Ссылки [ править ]

  1. ^ Принципиальные схемы и расположение компонентов
  2. ^ Herzfeld, Норин (2012). Компьютерные концепции и приложения . Миннесота: Колледж Святого Бенедикта / Св. Джона. С. 9 [6] –9 [12].
  3. ^ a b c «Условные обозначения схем» . electronicsclub.info . Проверено 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», заархивированные 08.10.2011 в Wayback Machine.
  5. ^ «Мы не рекомендуем использовать 4-стороннюю точку подключения ... Чтобы избежать путаницы, используйте только трехстороннюю точку подключения». - «Правила подачи гаджетов для новостных дизайнеров», заархивировано 29 сентября 2011 г. на Wayback Machine.
  6. ^ «Провода, подключенные на« перекрестке », должны быть слегка смещены, чтобы образовать два Т-образных соединения» - «Клуб электроники: символы цепей»
  7. ^ a b «Символы электронных схем» . www.circuitstoday.com . Архивировано из оригинального 13 октября 2014 года . Проверено 2 августа 2014 .
  8. ^ Обозначения электронных схем
  9. ^ RS Khandpur (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. ^ Walker, MD, и Garlovsky, D. (2016). Плыть по течению: использование аналогий для объяснения электрических цепей . Обзор школьной науки, 97 (361), 51–58.

Внешние ссылки [ править ]