有很多關于繪制原理圖符號的討論。使你的原理圖符號能夠讓人理解非常重要。有時用計算機輔助設計(CAD)軟件包中預先做好的符號就可以了，但大多數符號并不太理想。請確保你的軟件包能方便地創建符號，因為你可能得重新繪制每個單獨元件，以及創建新的元件。CAD軟件包含的上萬種符號只是你重新繪制它們的基礎。 好的原理圖應該有可預測的信號流向。這個流向要求輸入部分位于左邊和上邊，輸出部分位于右邊和下邊。當然這并非鐵板一塊，但如果你希望其他工程師一眼就能理解你的原理圖，遵循這個規則就非常重要。如果我高聲對你喊叫，“區別什么有做這樣？”這種語法結構顯然讓人難懂，但如果我按從右到左的順序說，“這樣做有什么區別？”那么你馬上就能理解了。雖然許多半導體公司賺了很多錢，并提供很多支持，但很多時候他們專注于芯片內部，而做不到正確的原理圖流向(圖1)。 圖1：目前許多公司畫的原理圖符號模仿的是元件的引腳圖，而不是信號流向 圖1中的六反相器U1不是很實用。它將6個反相器合成在一個符號中，并且左邊和右邊都有輸入輸出。引腳長度也不需要那么長。U2這個符號稍微好一些，輸入都在左邊，輸出都在右邊。像我這樣一把年紀的人不喜歡彩色背景，因為經過六次黑白拷貝黃色會變成黑色，從而讓你無法看清任何東西。我創建的U3由不同元件組成(異構元件)，包括6個相同的元件和表示電源與地的第7個元件。排阻RP1是非常愚蠢的畫法，當這些電阻應該處于原理圖上不同位置時很容易把原理圖弄得一團糟。RP2顯示了異構元件在這種時候的作用。 一些半導體公司采用ANSI符號畫邏輯器件，這顯然是由缺乏分析的線性思維的人發明的，而不是模擬工程師眼中的圖形化思維(圖2)。 圖2：許多工程師都不喜歡ANSI/IEEE邏輯符號畫法，這些符號簡直是非徒無益，而又害之。顯示實際的邏輯符號稍好一些。CAD軟件包中附帶的元件基本上是沒有用的。較好的做法是將元件一分為二。更好的做法是將電源獨立出來，這樣就不會弄亂信號流向。模擬工程師最想要的是在元件內部稍微畫一些能表示其功能的圖案。 對于多元件封裝來說(比如許多邏輯門)，原理圖符號需要分解開來，因為你很少會在原理圖的同一個地方使用全部這些元件。這個原則同樣適用于雙路或四路運放。元件符號可以采用德·摩根等效符號(圖3)。我非常敬佩那些能夠通過布爾表達式來理解電路工作的工程師，但我還是喜歡圖形化的表達方式——通過圖形可以想象位于D鎖存器中的比特，或者多路復用器中斷言給定輸入的引腳。 圖3：早在1995年，OrCAD 9就允許用德·摩根等效符號表示與非(NAND)門 Altium/CircuitStudio可以讓用戶給元件分配不同的“模式”完成相同的任務。如果你想畫一個“引腳上負下正”模式的運放符號就非常方便。若是沒有等效符號，如果你想垂直翻轉一個元件，也會把正電源放到下邊，把地放到上邊去。通過調用繪制的德·摩根等效符號，你可以交換輸入引腳，同時保持電源和地的位置不變。解決這個問題的另外一種方法是制作一個具有獨立電源的異構元件(U6)。現在你可以垂直翻轉運放，將負引腳放到上面來。 某個年代的原理圖程序出現于這樣一個時期：PCB上大約有40個14引腳的邏輯芯片，每個芯片配一個去耦電容，再加上一個卡緣連接器。在1985年，DOS OrCAD甚至不能畫三角形。這是那個年代的局限，也是那個年代需要擔心的事。當時許多公司覺得PCB上只有一個電源，即VCC(兩個“C”代表“公共集電極”，因為所有這些邏輯門都饋送電源給許多晶體管的集電極)。因此PCB只需要VCC和地。CAD公司的程序員甚至認為不需要在芯片上顯示電源引腳。他們只是發明了“零長度”引腳，然后版圖設計程序會將所有相同名字的引腳連接在一起。程序員認為工程師使用最后生成網絡表的原理圖簡直太蠢了。 說到地，“公共端”或“回流端”其實更貼切，除非你的電路連接到墻上插座的大地引腳(圖4)。我承認這只是個人喜好，但我喜歡美國風格的電源和電阻符號，在晶體管和MOSFET上有個圓圈，且MOSFET清楚地指示了N溝道或P溝道類型。 圖4：地、電源、電阻、晶體管和MOSFET等各種元件符號 我碰到過一位教授，如果他看到你在汽車收音機原理圖上有大地符號，會給你不及格的判定。汽車底盤是一種不同的符號，不管Altium叫它大地，還是你在大多數PCB上使用的三角符號，都意味著公共端或回流端。我個人的喜好是使用箭頭代表電源，我也沒遇到過哪一位工程師喜歡R1和R2那樣歐洲畫法的電阻，甚至Altium里的可變電阻符號R3也沒有意義，除非它有三個腳，或者在封裝上把兩個腳短接在一起。我也喜歡晶體管上的圓圈、短引腳、字母N或P清晰地顯示MOSFET的類型，以及有助于顯示管子類型的柵極引腳，可以翻轉的P溝道類型，以便源極位于上面，因為更多的正電源也在上面。我很欣賞Altium/CircuitStudio顯示體二極管。 在現代設計中，電源和地引腳不可見帶來的問題是，當版圖封裝的電源連接錯誤時電路經常會燒掉。經常會燒。這是一個很嚴重的問題，因為你可能有多個帶電源的層，而重新做PCB甚至重新搭建原型是很困難的。基于這個理由，我們許多人會把電源引腳明確地畫出來。對于像四運放這樣的多元件封裝來說有三種方法來實現(圖5)。第一種方法是你可以將電源引腳畫在每個元件上。第二種方法是只將電源引腳畫在其中一個元件上，這時要確保將所有未用元件也都放到原理圖上。第三種方法是將四運放設計成由5個元件組成的異構封裝，包括4個獨立的運放和一個單獨的電源與地引腳元件。這種方法的優點是你可以將電源與地元件和所有去耦電容放在一起。缺點是你可能忘了放電源與地元件，由此帶來的災難是器件沒有供電而不是接錯電源。一個技巧是將電源引腳作為封裝中的第一個元件，這樣當你放置這個元件時第一個放的就是電源。不管怎樣，你都應該將所有元件都放到原理圖中去，以便給未用元件合適的偏置，防止它們發生振蕩。 圖5：電源和地不要使用零長度的引腳