Şemalar CAD'den önce nasıl çizildi?

Satın aldığım eski bir HP güç kaynağının şemasına bakıyordum. Bu bulunabilir burada sayfa 60-61 civarında.

Bu şematik, CAD mühendisler tarafından kullanılan bir araçtan çok önce çizilmişti. Şeyler hala elle çizilmiş. Büyük şema çizmenin nasıl gerçekleştiğini merak ediyordum. Bugün, iyi şemalar yapmak için çok hoş özelliklere sahip olan fantezi EDA araçlarımıza alışkınız. Alternatif olarak, dokümantasyon şemaları bazen Inkscape veya Illustrator gibi vektör grafik programlarında çizilir, çünkü daha temiz sonuçlar verebilirler.

CAD paketlerimizde hoş bir otomatik açıklama ekliyoruz, doğru kurarsak bize güzel bir ürün ekliyor ve çoğu zaman simülasyon için SPICE netlistleri ve tasarım ve elektrik kuralları hakkında başka bir yığın bilgi çıkarmamıza bile izin veriyorlar. Bu bileşeni burada hareket ettirmenin şemamızı daha net hale getirdiğini keşfedersek, sadece sürükle ve bırak; tüm şeyi yeniden çizmeye gerek yok!

Gördüğüm eski şemalar her zaman hoş ve tutarlı sembollere sahiptir - elle çizilmiş şemalardan beklediğiniz gibi değil. Her zaman tam olarak aynı transistör, direnç, kapasitör vb sembolüne sahip olmak için şablonlar kullandılar mı? Yoksa bu semboller boyutlarında tanımlandı ve her seferinde tekrar çizildi ve ölçüldü mü? Her sembolün üzerine çizilen küçük kağıt parçaları olabilir mi ve sonra her seferinde sıfırdan başlamak zorunda kalmadan şematik yapmak için bunları hareket ettirin. masalarını keser ve ofisinizde düzenleri denemek için onları düzenleyebilirsiniz)?

Bunun açık uçlu bir soru olduğunun farkındayım, ama OrCAD, Virtuoso, KiCAD ve Altium'dan önce işlerin nasıl olduğunu merak ediyorum.

Tektronix'te elektronik ressamlığı konusunda eğitim aldım. Bunun için sınıfları vardı. İnşaat için taslak hazırlama ile oldukça benzer. Her zamanki kalemler, kalemtraşlar, özel silgi ve kağıt, eğik masa, T-kare, üçgen vb. Vardı. Herhangi bir ressam için ticaretin aynı temel araçları. Elektronik bileşenler için bazı güzel şablonlar ve tanımlayıcı resim öğeleri gibi bazı ek araçlar vardı (bir osiloskop tüpü gibi - bunlar hakkında fikir edinmek için buraya bakın .) Ama bu konuda.

Aradaki fark, doğuştan gelen bir elektronik anlayışı olan ve sayfada elektron akışını aşağıdan yukarıya doğru akış ve soldan sağa doğru sinyal akışını "anlayan" insanlar aramaktı. Ve sonra gördükleri herhangi bir rastgele şemayı alabilen, tamamen yere dayayabilecek ve sıfırdan baştan çizecek, böylece bu kuralları diğer elektronik mühendislerine hızla iletebilmesinin yanı sıra bu kurallara uyacak. Bu aynı zamanda bölümleri tanıyabilmek anlamına geliyordu birçok şema için ortak olan (örneğin, akım aynaları ve voltaj referansları, analog amplifikatör aşamaları vb.)

Büyürken, Popüler Elektronik ve Radyo Elektroniği dergilerinde gördüğüm devreleri anlamaya çalışırken yıllar geçirdim. Bunu yapmak için, tüm bu devre düzenlerini yıkmaya ihtiyacım vardı, çünkü onları anlamadan bağlamak isteyen insanlar için basıldılar. Böylece tüm güç veri yolu kablolama ayrıntılarını dahil ettiler. Hiçbiri gerçekten anlamada bu kadar yardımcı olmuyorbir devrenin nasıl çalıştığını. Bu yüzden elektronik hazırlamada rol aldım.

İnsanlar sinüs ve kosinüs veya logaritmaları nasıl hesapladılar ya da hesap makineleri olmadan önce büyük sayıları nasıl çarptılar? Tabloları uygun bir şekilde kullanma eğitiminin yanı sıra içinde tablo bulunan kitapları da kullandılar. Veya slayt kurallarını kullandılar.

Hayat bitti. Araçlar değişiyor. Ama hayat hala bitti.

---

Bir devre anlayışını geliştirmek için bazı yol gösterici ilkelerin kısa bir özetini ekleyeceğimi düşündüm.

İlk başta kafa karıştırıcı görünen bir devreyi denemenin ve anlamanın en iyi yollarından biri onu yeniden çizmektir. Bu süreci öğrenmede bir leg-up elde etmenize yardımcı olacak bazı kurallar var. Ancak, zaman içinde yavaş yavaş gelişen bazı kişisel beceriler de vardır.

Yukarıda başlangıçta belirtildiği gibi, ilk önce 1980'de, sadece çalışanlarına sunulan bir Tektronix dersi alarak bu kuralları öğrendim. Bu sınıf, elektronik mühendisi olmayan insanlara elektronik çizim öğretmek yerine, el kitapları için şema taslağı hazırlamaya yardımcı olmak için yeterince eğitildi.

Kurallarla ilgili güzel şey, onları takip etmek için bir uzman olmanıza gerek olmamasıdır. Ve eğer onları takip ediyorsanız, hatta neredeyse kör olsa bile, sonuçta ortaya çıkan şemaların anlaşılmasının daha kolay olduğunu.

Kurallar:

• Şematik düzenleyin, böylece geleneksel akım üstten yukarıdan şematik tabakanın altına doğru akıyor gibi görünecektir. Bunu bir çeşit perde (daha statik bir konsept tercih ediyorsanız) veya şelale gibi düşünmeyi seviyorum. tercih ediyorsanız (daha dinamik bir konsept tercih ediyorsanız) olarak yukarıdan aşağıya doğru ilerleyen bir yük . Bu, kendi başına işe yarar bir iş yapmayan, ancak işe yarar işlerin yapılması için çevre sağlayan bir tür enerji akışıdır.
• Şematik olarak düzenleyin, böylece ilgi sinyalleri şematikin sol tarafından sağ tarafına akacaktır. Girişler daha sonra genellikle solda, çıkışlar genellikle sağda olacaktır.
• Etrafında güç "otobüs" etmeyin. Kısacası, bir bileşenin ucu toprağa ya da başka bir voltaj rayına gidiyorsa, aynı ray / toprağa da giden başka bileşen uçlarına bağlamak için bir tel kullanmayın. Bunun yerine, "Vcc" gibi bir düğüm adı gösterin ve durun. Bir şematik üzerinde yoğunlaşma gücü neredeyse şematik olarak daha az anlaşılır hale getirmek için garanti edilir. (Profesyonellerin bir voltajlı demiryolu otobüsü ile ilgili benzersiz bir şeyi diğer profesyonellere iletmeleri gerektiği zamanlar vardır. Dolayısıyla bu kuralın istisnaları vardır. Ancak, kafa karıştırıcı bir şema anlamaya çalışırken durum böyle değildir ve böyle bir argüman değildir. "profesyoneller tarafından, profesyoneller için" hala burada başarısız oluyor. Bu yüzden sadece bunu yapmayın.) Bu tam olarak kavramak için bir dakikanızı alır. Bir devreyi lehimlemeye katılan tüm telleri göstermek istemek için güçlü bir eğilim vardır. Bu eğilime diren. Buradaki fikir, kabloların ihtiyaç duyduğu şey.bir devre dağıtıcı olabilir yapmak . Devrenin çalışmasını sağlamak için ihtiyaç duyulabilirken, devreyi anlamanıza yardımcı OLMAYIN. Aslında tam tersini yapıyorlar. Öyleyse bu kabloları çıkarın ve sadece raylara bağlantı gösterin ve durun.
• Şematik uyumu etrafında düzenlemeye çalışın . Bir şemayı "ayırmak" neredeyse her zaman mümkündür, böylece birbirleriyle sıkıca bağlanmış bileşen düğümleri vardır, sonra diğer düğümlere giden birkaç tel ile ayrılırlar . Bunları bulabilirseniz, düğümleri izole ederek onları vurgulayınve önce her birini anlamlı bir şekilde çizmeye odaklanmak. Tüm şematik hakkında düşünme bile. Sadece her bir yapışkan bölümün “doğru görünmesini” sağlamaya odaklanın. Ardından şemada bu "doğal bölümleri" ayıran yedek kablo veya birkaç bileşen ekleyin. Bu genellikle neredeyse sihirli bir şekilde anlaşılması daha kolay olan farklı işlevler bulma eğiliminde olacaktır; bunlar daha sonra birbirleriyle "iletişim kurar" ve aralarındaki bağlantıları anlamak daha kolaydır.

---

İşte daha az okunabilir bir CE amplifikatör aşamasına bir örnek. Bu bir şemadan çok bir bağlantı şemasından biraz daha fazlası. Bunun göreceli olarak standart, önyüklemeli tek bir BJT aşaması, CE amplifikatörü olduğunu kabul edip edemediğinizi kontrol edin:

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

İşte aynı devrenin daha okunaklı bir örneği. Burada, önceden belirlenmiş bir tasarım olmasına rağmen (biraz daha az görülür), temel CE topolojisini tanıyabilir ve benzerlikleri ve farklılıkları daha iyi seçmeye başlayabilirsiniz:

^{bu devreyi simüle et}

Güç kaynağından ve toprak veri yolu kablolarından kurtulduğumu unutmayın. Bunun yerine, belirli uç noktaların güç kaynağı (+) rayının veya topraklamasının birine veya diğerine bağlı olduğunu basitçe not ettim. Bunu kablolayan biri için, o kadar yararlı değil çünkü ihtiyaçları olan bağlantıyı kaçırabilirler. Fakat devreyi anlamaya çalışan biri için, bu bağlantı detayları yeni bir şekilde ortaya çıkıyor.

Ayrıca yeni devreyi dikkatlice ayarladım, böylece geleneksel akım şematikin tepesinden aşağıya doğru akacak şekilde ayarlandı. Genel fikir, bunu bir tür elektron akışının (alttan üste) bir "perde" veya yukarıdan aşağıya (geleneksel) pozitif yükler olarak düşünmektir. Her iki durumda da, perdenin yukarıdan sarkmasına neden olan bir yer çekimi kuvveti gibi tabanına.

Yukarıdan aşağıya doğru akımların bu perdesinden geçen sinyal, soldan sağa doğru geçer. Bu aynı zamanda bir devreyi anlamaya çalışanlar için çok yararlıdır.

Bu ayrıntılar bir okuyucuyu yönlendirmeye yardımcı olur .

$C_1$$C_2$$R_6$$C_1$$R_4$$C_2$$R_6$

Yukarıdaki orijinal düzen (kafa karıştırıcı olan), önyükleme yönü üzerinde sıfırlanma yeteneğini büyük ölçüde engelleyecektir (ki bu zaten tanıdık olabilir veya olmayabilir).) Ama en azından bu, üzerinde odaklanmak ve denemek ve anlamak için çok daha az şey olduğu anlamına gelir. , yabancıysa. (İlk şematik, baştan beri tüm bunları neredeyse tamamen umutsuz hale getirecektir.)

Bu en iyi örnek olmayabilir, ancak en azından etrafta basitçe bara gücü sağlayan tellerden kaçınmaya neden yardımcı olduğunu ve şematik düzenlemeyi yukarıdan aşağıya ve sinyalin akışı için belirli bir geleneksel akım akışı ile düzenlemenin neden önemli olduğunu gösteriyor soldan sağa.

Daha iyi bir örnek, (henüz sağlanan) daha karmaşık bir devre içerir (ki LM380 işlemiyle). Bu tasvir yardımcı olacaktır knot daha sıkı bir şekilde iç içe kendi içinde (ayrı bölümler halinde organize edilebilir devre gruplarının, bunlarla iletişim sinyal ileten telsiz bir dizi telsiz üzerinden diğer bölümler.) Bu yüzden, bu noktayı göstermek için şematik olarak bölünmüş bir LM380 ekleyerek bunu bitireceğim:

^{bu devreyi simüle et}

$\pi$ tip düzenlemenin) ve bir çıkış aşaması .

Güç kaynağı ve topraklama raylarının tümü ek kablolarla ve / veya sayfadaki belirli bir akım düzenlemesi olmadan birbirine bağlanmış olsaydı, neyin okunacağını hayal etmeye çalışın.

1975’teki Bristol Aerospace’teki ilk işimde (şimdi Magellan) iyi bir havacılığa ve NASA’nın yetkili teknik görevlilerine sahiptik, ancak biri D ve E boyutlu çizimler yapmaya devam etti; sembol boşluklarını yoğunlaştırarak ve font boyutunu küçülterek en fazla A, B ve C boyutunu kullanın. Çünkü aynı anda 20 sayfa ile çalışmak zorunda kalıyordum.

Bir sonraki işimde, ressamımız, bir kağıt peçetenin üzerindeki dağınık yüksek yoğunluklu çizimleri günlerce değil (bir anakarttaki her çipin blok şeması gibi) saatlerce güzel bir okunabilir sanat eserine dönüştürebilen bir çiziciydi. Dördüncü mesleğimde de sona erdi ve tıpkı Tektronix, HP ve Hitachi'den göreceği gibi, sahip olduğumuz en iyi ressamdı.

Evet, sembol şablonları kullandılar.

1970'lerin ortalarında, yaklaşık 40 PCA'lı bir sistem tasarladığımız zaman, hiçbir simülasyon aracına ve çabuk açılan PCB mağazasına ve düzgün yerleşim araçlarına sahip değildik. Böylece G kodu iz genişliği için renkli kalemler olan 4x ölçekli bir ızgara Mylar üzerine çizdik ve optik sayısallaştırma için Toronto'ya gönderdik. Kontrol noktaları onay için bir hafta içinde ve daha sonra da iki hafta içinde kurullara geri gönderildi.

Bu 1976 idi. 15 yıl sonra hızlı ileri sarıldı; Aynı gün EE'lerden bir litografik basımevi fotoğraf araçları yaptım ve ertesi gün hazır iki taraflı tahtalar hazırladım. Altı katmanlı Getek ve FPC panoları için Gerber dosyaları olmayan bir sayı tablosunu kullanarak bir saatte üç teklif aldım ve aciliyete göre $ xK'ya bağlı olarak 48 saatten bir haftaya kadar prototip panoları (10) teslim ettim.

Aynısını prototipler için 1 GHz radyo kalkanları için yarı kazıklı noktalı çizgi kalaylı pirinç kalkanları için de yaptım ve iki taraflı teslim edilmiş fototologlar kullanarak iki günde yerel olarak yaptırdım. Ardından panelin içinde kırılma şeritleri vardı ve çıkarılabilir bir katlanmış kapağa sahip duvarlar için (1990'ların ortalarında) yüksek güç lehimleme aletleri veya mikro-propan torç kullanılarak dakikalar içinde monte edilip lehime yerleştirilebilir.

İşte 1976'da 1 Hz çözünürlükte aldığımız bir cihaz için HP dergisinden 4,5 GHz'lik bir sayaç basitleştirilmiş şema ve blok şeması:

OP'lerden veya kullanıcılardan spesifikasyonlar istediğimde, bunun gibi detaylara sahip olmayı ve ilgili olanları paylaşmayı öğrenmelerini bekliyorum. Ancak çoğu zaman iyi bir tasarım yapmak için iyi teknik özelliklere ihtiyaç duyulduğunu bilmezler.

Bu TEKTRONIX SA492 Spektrum Analizörü ile 1985’e hızlı ileri. Bu, bütün şemanın sadece% 1'i olabilir ve anlaşılması kolay bir şekilde yapıldı ve kılavuz, PADS dwg'lerinin yaptığı gibi hiyerarşik bir şekilde yapıldı.

Bu, elektronik şemaların takip edebileceği en iyi modellerden biri ve panodan şematik konumlandırmanın kolaylığı için REFDES'i seçen tasarımcılardan biri. Burada toprak zemini sembolü, gürültüyü görmezden gelen üçgen sembollerinin aksine koruyucu tasarım nedeniyle önemlidir. Sonra 32 MB manuel bağlantıyı dropbox'ımdan göndereceğim. Tecrübeli Akım Modu Mantığı (ECL) tasarımcıları burada ikinci nano gecikmeyi ve yükselme süresi mantığını tanıyacaklar. LDO kullanıcıları RF uygulamaları için girişe gerekli RLC filtrelerini not etmelidir.

Şablonlara ek olarak taslak makineleri vardı ...

Leroy yazı sistemi 1925 yılında patentlidir.

Bir amatör ayrıca yerel dükkandan ince paketler kullanarak güzel bir PCB üretebilir. Çizim masası veya diğer pahalı malzemeler gerekmez.

İzleri (ölçek) genişliği olan bandı , pedleri taşıyan çıkartmalarla birlikte satın alabilirsiniz . Bu saydam plastik bir tabana yerleştirilir ve doğrudan pano fotoğrafının pozlanması için bir temas baskısı olarak kullanılır (ev yapımı için tipiktir) veya daha büyük bir ölçekte çalışmak zorundaysanız ilk önce bir kamerayla azaltılır.

Bant, ekşi bıçağı ile kesilir.

Harfler ve semboller için plastik şablonlar, hindistan mürekkepli çizim kalemleri, cetvelli çizim tahtasında. Ayrıca, düşünülebilecek herhangi bir eğri şekline sahip plastik cetveller veya eğriler için esnek cetveller vardı. Hesaplamalar için onları slayt cetvelimle birlikte tutuyorum. Onları yıllardır kullanmamışım elbette.

Hem şablonlar hem de kalemler farklı çizgi genişliğinde geldi. Her bir öğeyi çizdikten sonra, kalıbı hareket ettirmeden önce mürekkebin kurumasını beklemeniz gerekir, aksi takdirde mürekkep lekelenir ve bir günlük çalışmayı mahveder.

Diğer cevaplayıcılar, şüphesiz sektörün en iyi uygulamasının ne olduğuna odaklanıyor.

Ancak, CAD öncesi diyagramların hiçbir tartışması, Horowitz ve Hill'in Kötü Diyagramına ve beraberindeki rehberliğe referans vermeden tamamlanmadı.

Yazar onayı ile http://opencircuitdesign.com/xcircuit/goodschem/goodschem.html adresinde çoğaltılmıştır.

Kitabın CAD sonrası versiyonlarını görmedim, fakat şemalar hala mevcut baskının bir eki. https://artofelectronics.net/the-book/table-of-contents/