Чтение электрических схем¶
Чтение электрических схем — процесс распознавания условных обозначений, соединений и логики электрической цепи по её графическому изображению. Электрическая схема представляет собой документ, в котором компоненты и их связи отображаются с помощью стандартизованных символов, что позволяет восстановить устройство и принцип работы аппарата без доступа к нему.
¶Основные виды схем
В российской инженерной практике применяется ЕСКД (Единая система конструкторской документации), а электрические схемы делятся на несколько типов:
- Структурные — показывают основные функциональные блоки и направления сигналов между ними, без детализации компонентов.
- Принципиальные — содержат полный состав элементов, все их параметры и все соединения; основной тип схем для изучения устройства аппарата.
- Монтажные — указывают физическое расположение элементов и трассы проводников на печатной плате или в изделии.
- Функциональные — акцентируют внимание на функциях блоков, иногда упрощая внутреннюю структуру.
Чтение начинают обычно с принципиальной схемы, так как она даёт максимум информации о составе цепи.
¶Условные графические обозначения
Компоненты на схемах изображаются по ГОСТ 2.721—74 и ГОСТ 2.728—81 (в международной практике — по IEC 60617). Базовые обозначения:
| Элемент | Условное изображение |
|---|---|
| Резистор | Прямоугольник (в российских схемах) или зигзаг (в зарубежных) |
| Конденсатор | Две параллельные линии |
| Катушка индуктивности | Полуокружности или дуги подряд |
| Диод | Треугольник с чертой на вершине |
| Транзистор | Окружность с тремя выводами и стрелкой |
| Источник питания | Две линии разной длины или символ батареи |
Различие между российскими (ГОСТ) и зарубежными (IEC/ANSI) обозначениями — первое, с чем сталкивается читатель при работе со схемами разных происхождений.
¶Обозначение соединений
На схемах точки соединения проводников отмечаются точкой. Пересечение линий без точки означает отсутствие электрического контакта. Заземление обозначается горизонтальными линиями убывающей длины, общий провод (GND) — специальным символом.
Питание часто не изображается сплошными линиями: вместо этого используются символы шин (+VCC, +5V, GND), что упрощает чтение сложных схем.
¶Порядок анализа схемы
Практический порядок работы со схемой:
- Определить назначение — по шапке документа, маркировке, описанию.
- Найти источник питания — локализовать входные шины и напряжения.
- Выделить основные функциональные узлы — усилительные каскады, фильтры, преобразователи, логические блоки.
- Проследить сигнал — от входа к выходу, отмечая, что происходит с сигналом на каждом участке.
- Разобрать номиналы — по маркировке на элементах определить их параметры.
¶Типовые схемные решения
При чтении полезно знать базовые конфигурации:
- Делитель напряжения — два резистора последовательно, напряжение снимается с точки между ними.
- RC-фильтр — резистор и конденсатор, ограничивающий полосу пропускания.
- Эмиттерный повторитель — транзисторный каскад с коллектором на плюсовой шине, используется для согласования сопротивлений.
- Мостовая схема — четыре элемента в виде ромба, применяется в измерительных устройствах.
- Интегральный операционный усилитель — компонент с двумя входами и одним выходом, в схеме с обратной связью задаётся коэффициент усиления резисторами.
¶Практические навыки
Чтение схем упрощается при работе с реальным устройством: сверка номиналов, прозвонка мультиметром, визуальное сопоставление компонентов на плате с их символами на схеме. Для начинающих полезно распечатать схему и отмечать пройденные участки цепи.
При разборе незнакомой схемы рекомендуется сначала найти даташит (техническую документацию) на ключевые интегральные микросхемы — они задают логику работы всего устройства.
¶Источники
- ГОСТ 2.721—74. ЕСКД. Схемы электрические. Обозначения условные графические в схемах.
- ГОСТ 2.728—81. ЕСКД. Схемы электрические. Правила выполнения.
- IEC 60617. Graphical symbols for diagrams.
- Шустов М. А. Практическая электроника. Книга 1: Законы электроники.