Jag utbildades på Tektronix till att vara en elektronikritare.

Tektronix tillhandahöll lektioner för alla intresserade. Det är ganska likt utkast för konstruktion. Du hade de vanliga pennorna, vässarna, specialiserade suddgummi och papper, ett lutande bord, T-kvadrat, triangel etc. Samma grundläggande verktyg för handeln för alla föredragande. Det tillkom några ytterligare verktyg, till exempel några fina stenciler för elektronikkomponenter och beskrivande bildobjekt (som ett oscilloskoprör - se här för en uppfattning om dem.) Men det handlar om allt vi hade att arbeta med, då.

Jag har varit elektronikhobbyist av något slag sedan ungefär 10 år. Som de flesta kämpade jag för att förstå kretsar som jag såg i tidningarna Popular Electronics och Radio Electronics. De var faktiskt ganska svåra att förstå, åtminstone som de presenterades, för de var gjorda för människor som ville koppla ihop dem. Inte så mycket för människor som ville lära sig mer och förstå dem bättre. Dessa kopplingsscheman skulle bussa runt alla detaljer om strömkablar, varav de flesta (jag hittade över tiden) inte riktigt hjälper till att förstå how en krets fungerar. Så som hobbyist tumlade jag gradvis till tanken på att rita om scheman så att jag bättre kunde förstå dem. Jag skulle bokstavligen riva ner en kretslayout till dess kala delar (nästan) och sedan bygga upp dem igen, efter att jag hade ordnat delarna bättre (i mitt sinne.)

Jag gick med i Tektronix som mjukvaruutvecklare 1979. Jag hade arbetat med operativsystem - som Unix v6-kärnan 1978 - och mjukvara i allmänhet för stora datorsystem sedan 1972 och MCU sedan 1975. Men jag hade också ett personligt intresse av att förstå och använda de produkter som Tektronix gjorde också. Och när jag gick med i Tektronix hade jag redan goda erfarenheter av att rita ritningar för min egen förståelse.

Jag använde ordet att gå med ovan. Jag menade det. Att gå med är exakt hur det kändes att vara Tektronix-anställd då. Din chef uppmuntrade dina personliga intressen, om det fanns något sätt kan det vara av ömsesidig belöning. De skulle betala dig för att till exempel fortsätta din utbildning vid universitet i området. Och de erbjöd klasser av hög kvalitet också själva. Du får vinstdelning . Och om din position inte längre krävdes skulle de uppmuntra dig att gå runt till olika avdelningar och se om det fanns ett annat jobb någon annanstans. De skulle betala din lön medan du träffade människor och sökte någon annan position. (Jag fick höra att det nästan inte fanns några gränser för detta, men jag är säker på att någon skulle ingripa om du tog för lång tid att hitta arbete någon annanstans.)

Anställda betalade tillbaka det efter ett mode. Om jag bestämde mig för att gå till kontoret och arbeta på en söndag, till exempel, skulle jag ofta hitta många andra anställda också i byggnaden och arbetade flitigt med något projekt som behövde extra ansträngningar för att uppfylla ett schema. Sällan gick jag in i en byggnad på söndag och fick den att kännas tom . Det hänt nästan alltid något och många anställda som är villiga att tillhandahålla sin helg eller natt till Tektronix när det behövs.

Eftersom jag hade varit hobbyist en tid innan jag började i Tektronix, blev jag naturligtvis också aktivt uppmuntrad av min chef att ta dessa lektioner när de blev tillgängliga.

I min första klass påpekade instruktören två enkla organiseringskoncept. Så enkelt faktiskt att jag omedelbart kunde känna igen deras värde trots att jag aldrig hade blivit utsatt för dem i förväg.

Bara dessa två:

1. Idén om elektronflöde från botten till toppen på sidan. Eller, rättare sagt, tanken på konventionellt strömflöde från topp till botten.
2. Idén om signalflöde går från vänster (ingångar) till höger (utgångar.)

Med dessa kunde man ta vilken slumpmässig schemat som helst de såg, riva den helt ner till marken och dra om den från grunden så att den följde dessa regler. Resultatet var något nästan magiskt. Ett schema som snabbt kommunicerade koncept till andra elektronikingenjörer (och oss hobbyister också!)

Instruktören påpekade också något jag redan hade lärt mig själv:

• Bussar inte strömmen.

Det är viktigt för att förstå. Ingen signal flyter på dessa ledningar. Så att dra ledningar runt ett schema, kablar utan någon signal på dem, kommer bara i vägen och distraherar dig från att faktiskt förstå vad du tittar på. Det är mycket bättre att bli av med dessa ledningar och bara anteckna spänningen istället.

Den del av allt detta som kräver lite tålamod (och det är verkligen en fortsättning för hela livet för att vara ärlig) är att lära sig känna igen avsnitt som är gemensamma för många scheman. Sådana saker som: aktuella speglar, spänningsreferenser, analoga förstärkarsteg etc. Detta är något du inte bara kan få veta om. Istället måste vi se dem, lära oss mer om dem, lära oss att förstå mer av dem och slutligen förvärva dem. Och det tar bara tid. Det finns ingen magisk kula eller piller att ta med här.

Hur beräknade människor sinus och cosinus eller logaritmer eller till och med multiplicerade stora tal innan det fanns miniräknare? De använde böcker med bord inuti, tillsammans med träningen för att använda dessa bord ordentligt. Eller så använde de bildregler.

Livet blir klart. Verktygen förändras. Men livet blir fortfarande klart.

---

Jag tänkte lägga till en kort sammanfattning av några av de vägledande principerna förbättra förståelsen för en krets.

Ett av de bättre sätten att försöka förstå en krets som först verkar vara förvirrande är att rita om det. Det finns några regler du kan följa som hjälper dig att få en uppfattning om hur du lär dig den processen. Men där är också några extra personliga färdigheter som gradvis utvecklas över tiden, också.

Som nämnts i början ovan, Jag lärde mig först dessa regler 1980 och tog en Tektronix-klass som var endast erbjuds sina anställda. Den här klassen var tänkt att undervisa elektronikutkast till människor som inte var elektronikingenjörer utan i stället skulle utbildas tillräckligt för att hjälpa utkast till scheman för deras manualer.

Det fina med reglerna är att du inte behöver vara expert att följa dem. Och det om du följer dem, till och med nästan blint, det de resulterande scheman är verkligen lättare att räkna ut.

Reglerna är:

• Ordna schemat så att konventionell ström verkar strömma uppifrån och nedåt på schemat. jag tycker om att föreställ dig detta som ett slags gardin (om du föredrar en mer statisk koncept) eller vattenfall (om du föredrar ett mer dynamiskt koncept) av laddningar som rör sig från överkanten ner till underkanten. Det här är en typ av energiflöde som inte gör något användbart arbete i sig, men ger miljön för användbart arbete för att bli klar.
• Ordna schemat så att intressanta signaler flödar från vänster sida av schemat till höger sida. Ingångarna kommer då i allmänhet vara till vänster, utdata kommer i allmänhet att vara till höger.
• "Buss" inte strömmen. Kort sagt, om en ledning från en komponent går till jord eller någon annan spänningsskena, använd inte en ledning för att ansluta den till andra komponentledningar som också går till samma skena / mark. Istället visar du bara ett nodnamn som "Vcc" och stoppar. Busskraft runt på en schematisk är nästan garanterat att göra schemat mindre förståeligt, inte mer. (Det finns tillfällen när proffs behöver kommunicera något unikt om en spänningsbuss till andra yrkesverksamma. Så det finns ibland undantag från denna regel. Men när försöker förstå en förvirrande schematisk, är situationen inte så ett och ett sådant argument "av proffs, till proffs" fortfarande misslyckas här. Så gör det inte.) Den här tar en stund att förstå fullt. Det finns en stark tendens att vilja visa alla ledningar som är involverade i lödning av en krets. Motstå den tendensen. De idén här är att ledningar som behövs för att göra en krets kan vara distraherande. Och även om de kan behövas för att få kretsen att fungera, gör de INTE hjälper dig att förstå kretsen. Faktum är att de gör exakt motsatsen. Så ta bort sådana ledningar och visa bara anslutningar till skenorna och stoppa.
• Försök att organisera schemat runt cohesion . Det är nästan alltid möjligt att "reta isär" en schematisk bild så att den finns knots av komponenter som är tätt anslutna, var och en till varandra, åtskilda av bara några få ledningar som går till andra knots . Om du kan hitta dessa, betona dem genom att isolera knoparna och fokusera på att rita var och en på något meningsfullt sätt, först. Tänk inte ens om hela schemat. Fokusera bara på att få varje sammanhängande sektion "ser rätt ut" i sig själv. Lägg sedan i reservkablarna eller några komponenter som separerar dessa "naturliga uppdelningar" i schematiska. Detta tenderar ofta att nästan magiskt hitta olika funktioner som är lättare att förstå, som sedan "kommunicerar" med varandra via relativt lättare att förstå kopplingar mellan dem.

---

Här är ett exempel på ett mindre läsbart CE-förstärkarsteg. Det är lite mer av ett kopplingsschema än en schematisk bild. Se om du lyckas erkänna att detta är en relativt standard, bootstrapped enda BJT-scen, CE-förstärkare:

^{simulera denna krets - Schematisk skapad med CircuitLab}

Här är ett mer läsbart exempel på samma krets. Här, trots att du är en bootstrapped design (som ses lite mindre ofta), kan du känna igen den grundläggande CE-topologin och börja plocka ut likheter och skillnader bättre:

^{simulera den här kretsen}

Observera att jag har tagit bort strömförsörjningen och jordbussledningarna. Istället har jag helt enkelt noterat att vissa slutpunkter är anslutna till den ena eller den andra av strömförsörjningsskenan (+). För någon som kopplar upp detta är det inte lika bra eftersom de kanske saknar en anslutning de behöver. Men för någon som försöker förstå kretsen kommer dessa anslutningsdetaljer bara i vägen.

Observera också att jag noggrant har ordnat den nya kretsen så att konventionell ström flyter från toppen av schemat och nedåt mot botten av den. Den allmänna idén är att föreställa sig detta som ett slags "gardin" av elektronflöde (botten till toppen) eller positiva laddningar från topp till botten (konventionell.) Hur som helst, det är som en tyngdkraft som får gardinen att hänga uppifrån till botten.

Flödet går igenom denna gardin med topp- till bottenström och passerar från vänster till höger. Detta är också till stor hjälp för andra som försöker förstå en krets.

Tillsammans hjälper dessa detaljer orient en läsare.

Om du föreställer dig att \ $ C_1 \ $ och \ $ C_2 \ $ är frånvarande från schematisk (lämnas öppen) och att \ $ R_6 \ $ är förbikopplad (kortsluten), då är detta ett mycket bekant enda BJT CE-steg som finns nästan överallt. Så detta ger ytterligare vägledning eller orientering för att förstå kretsen. Det låter dig nu inse att \ $ C_1 \ $ fungerar som en AC-förbikoppling över \ $ R_4 \ $ span> så att AC-förstärkningen kan ställas in oberoende, separat från förstärkarstegets DC-arbetspunkt. Det enda som återstår är att ta reda på vad \ $ C_2 \ $ och \ $ R_6 \ $ uppnår (bootstrapping.)

Den ursprungliga layouten ovan (den förvirrande) skulle i hög grad hindra förmågan att nollställa bootstrapping-aspekten (som kanske inte redan är bekant.) Men åtminstone betyder det att det finns mycket mindre att fokusera på och försök och förstå, om okänd. (Den första schemat skulle göra allt detta nästan helt hopplöst från början.)

Det här är kanske inte det bästa exemplet, men det visar åtminstone en del av varför det hjälper till att undvika ledningar som helt enkelt bussar ström och varför det är viktigt att ordna schemat med ett specifikt flöde av konventionell ström från topp till botten och för signal att flöda från vänster till höger.

Ett bättre exempel (tillhandahålls ännu inte) skulle inkludera en mer komplex krets (som som den för LM380.) Detta skulle hjälpa till att illustrera knoparna för kretsgrupper som kan organiseras i separata sektioner (tätare sammanvävd i sig själva, men kommunicerar till andra sektioner via en sparser uppsättning ledningar som kommunicerar signaler.) Så jag avslutar detta med att inkludera en snyggt delad LM380-schematisk bild för att illustrera den punkten:

^{simulera den här kretsen}

Observera att det finns enskilda sektioner, nu isolerade som identifierbara grupper som aktuella speglar, lång-tailed differentiell förstärkare (här, verkligen, mer av en \ $ \ pi \ $ typarrangemang) och ett utgångssteg.

Försök föreställa dig hur detta skulle ha varit att läsa igenom om strömförsörjningen och jordskenorna alla var anslutna med ytterligare ledningar och / eller utan något särskilt arrangemang av strömflöde på sidan.

I mitt första jobb 1975 på Bristol Aerospace (nu Magellan) hade vi en bra luftfart och NASA-kvalificerade föredragare, men man fortsatte att göra ritningar i D- och E-storlek så mikrofiche skulle inte skapa falska prickar från optisk suddighet övertyga honom om att använda A-, B- och C-storlek maximalt genom att kondensera symbolskillnader och minska teckenstorleken. Eftersom jag ofta måste arbeta med 20 sidor åt gången.

I mitt nästa jobb var vår föredragande en illustratör som kunde omvandla alla röriga högdensitetsritningar på en pappersservett till ett vackert läsbart konstverk på några timmar, inte dagar (som blockdiagrammet för varje chip på moderkortet) . Han hamnade också på mitt fjärde jobb och var den bästa föredragande vi hade, precis som vad man skulle se från Tektronix, HP och Hitachi.

Ja, de använde symbolmallar.

I mitten av 1970-talet när vi designade ett system med cirka 40 PCA-enheter hade vi inga simuleringsverktyg och inga quickturn-PCB-butiker och inga anständiga layoutverktyg. Så vi ritade det på ett 4x skalmönster Mylar med färgpennor för G-kodspårbredd och skickade det till Toronto för optisk digitalisering. Kontrollplottarna skickades tillbaka om en vecka för godkännande och sedan styrelser om två veckor.

Det var 1976. Snabbspolning framåt 15 år senare; Jag gjorde fotoverktyg på en litografisk tryckbutik från design EE samma dag och tvåsidiga brädor klara nästa dag. För sex-lager Getek- och FPC-kort fick jag tre citat på en timme bara med en tabell med siffror utan Gerber-filer och fick prototypkort (10) levererade på 48 timmar till en vecka beroende på brådskande $ xK.

Jag gjorde samma sak för halvetsade prickade mässingsskärmar för 1 GHz-radiosköldar för prototyper och lät dem göra lokalt på två dagar med levererade dubbelsidiga fotoverktyg. Då hade panelen brytflikar inuti kanten och kunde monteras och lödas ombord på några minuter med högeffektiva lödverktyg eller mikropropanbrännare för väggar med avtagbart vikat lock (cirka mitten av 1990-talet).

Här är ett 4,5 GHz räknare förenklat schema & blockdiagram från HP journal för ett instrument som vi köpte 1976 med 1 Hz upplösning:

När jag ber OP eller användare om specifikationer, förväntar jag mig att de kommer att lära sig att ha detaljer som detta och dela relevanta. Men ofta är de omedvetna om behovet av bra specifikationer för att göra en bra design.

Spola framåt till 1985 med denna TEKTRONIX SA492 Spectrum Analyzer. Detta kan bara vara 1% av hela schemat och gjordes på ett lättförståeligt sätt och manualen var på ett hierarkiskt sätt som PADS dwg's gjordes.

Detta är en av de bästa modellerna för elektroniska scheman att följa och designers som väljer REFDES för att enkelt lokalisera från kort till schematisk. Jordjordsymbol är viktig här på grund av skärmdesignen till skillnad från triangelns symboler som ofta ignorerar brus. Senare skickar jag 32MB manuell länk från min dropbox. Erfaren nuvarande läge logik (ECL) designers kommer att känna igen sub nano andra latens och stigtid logik här. LDO-användare bör notera de nödvändiga RLC-filtren på ingången för RF-applikationer.

Förutom mallar fanns det ritmaskiner ...

och Leroy-bokstavssystemet patenterat 1925.

En amatör kan också producera en fin PCB med en handfull tunna paket från den lokala butiken.Inget ritbord eller andra dyra förnödenheter behövs.

Du kan köpa tejp som var spårets (skala) bredd, tillsammans med klistermärken som bär dynor och liknande.Detta placeras på en klar plastbotten och används antingen direkt som ett kontaktutskrift för kortfotoexponering (typiskt för hemgjorda) eller reduceras via en kamera först om du var tvungen att arbeta i större skala.

Tejpen skärs med exacto kniv.

Plaststenciler för bokstäver och symboler, ritpennor i Indien, ritbord med linjal.Det fanns också flexibla linjaler för kurvor eller "kurvuppsättningar", plastlinjaler med vilken tänkbar kurvform som helst.Jag behåller dem fortfarande tillsammans med min glidlinjal för beräkningar.Har naturligtvis inte använt dem på decennier.

Både stenciler och pennor kom i olika linjebredder.Efter att ha ritat varje föremål måste du vänta på att bläcket torkar innan du flyttar stencilen, annars smutsar bläcket och förstör en dags arbete.

De andra svararna fokuserar på det som utan tvekan var branschens bästa praxis.

Men ingen diskussion om diagram före CAD är komplett utan hänvisning till Bad Diagram of Horowitz and Hill (Art of Electronics, Cambridge University Press, 1980) och deras åtföljande vägledning.

Den reproduceras med författarens godkännande på http://opencircuitdesign.com/xcircuit/goodschem/goodschem.html

Jag har inte sett några post-CAD-utgåvor av boken, men diagram är fortfarande en bilaga i den aktuella upplagan. https://artofelectronics.net/the-book/table-of-contents/