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回路図は技術文書以上のものです—エンジニア、PCB設計者、そして将来の自分とのコミュニケーションツールです。適切に設計された回路図は数秒で理解できますが、不適切な回路図の解読には何時間もかかる場合があります。これら30のベストプラクティスは、明確でプロフェッショナル、かつエラーに強い回路図を作成するのに役立ちます。
重要な原則
「回路図は人間の読者に情報を伝えるためのものです。」コンパクトさよりも明確性が重要です。回路図はどのエンジニアも理解できる物語を伝える必要があります。
1. 回路図ベストプラクティスが重要な理由
プロフェッショナルな回路図は読みやすいだけでなく、プロジェクトの成功に直接影響を与えます：
- PCBレイアウトエラーの削減 – 明確な回路図はレイアウト時の誤解を減らします
- デバッグの高速化 – 問題が発生した際に信号を素早くトレースできます
- チームコラボレーションの向上 – 他のメンバーが混乱なくレビューや修正ができます
- 将来のメンテナンス – 6ヶ月後の自分に感謝されます
- プロフェッショナルな信頼性 – 雑な回路図は雑なエンジニアリングを示唆します
業界の現実
「整然さは他者があなたの作業をどれだけ真剣にレビューするかに直接影響します。雑な回路図は読者の時間に対する敬意の欠如を示唆します。」 – Electrical Engineering Stack Exchange
2. 信号フローとレイアウトの規則
最も基本的な原則：信号は読者が直感的に理解できる予測可能な方向に流れる必要があります。
ルール#1: 左から右への信号フロー
テキストを読む方法と同じように、信号が左から右に流れるように回路を配置します。入力は左側、出力は右側に配置します。
信号フロー方向：
入力（左） → 処理 → 出力（右）
例：
センサー → アンプ → ADC → マイコン → DAC → ドライバー → モーター
ルール#2: 垂直電圧規則
高い電圧は上部に、低い電圧（グランド）は下部に配置します。これは「水は下に流れる」という直感的なメンタルモデルと一致します。
- 上部： VCC、VDD、+12V、+5V、+3.3V
- 中央： 信号経路、部品
- 下部： GND、VSS、負の電源レール
ルール#3: フィードバックは逆方向に
フィードバック経路（電源やオペアンプで一般的）を示す場合、右から左に流れるようにルーティングして、前方信号経路と明確に区別します。
3. 部品配置とグループ化
ルール#4: 機能ごとにグループ化
部品を論理的な機能ブロックに整理します。各セクションを明確にするために矩形を描くか、視覚的に分離します。
- 電源セクション
- 入力コンディショニング
- マイコンと周辺機器
- 通信インターフェース
- 出力ドライバー
- 保護回路
ルール#5: 複雑なシステムにはブロック図を使用
複数シートの回路図の場合、システムアーキテクチャを示す最上位レベルのブロック図を含めます。これにより、読者は詳細に入る前に全体像を理解できます。
ルール#6: 一貫したグリッド間隔を使用
すべての部品を一貫したグリッド（通常100ミルまたは2.54mm）に整列させます。これにより視覚的な秩序が生まれ、接続がより明確になります。
EasyEDAヒント
EasyEDAでは、グリッドを100ミル（表示 → グリッド設定）に設定し、グリッドにスナップ（Gキー）を使用して一貫した配置を確保します。
ルール#7: デカップリングコンデンサをICの近くに配置
デカップリングコンデンサを関連するICに視覚的に隣接して配置します。これにより設計意図が示され、PCBレイアウト時の適切な配置の検証に役立ちます。
4. 配線と接続の管理
ルール#8: 配線の交差を最小化
交差する配線を最小化するために部品を再配置します。交差が避けられない場合は、交差点にジャンクションドットがないことを確認します—これは配線が接続せずに交差していることを示します。
ルール#9: ジャンクションドットを一貫して使用
すべての実際の接続には、視認可能なジャンクションドットが必要です。これにより、配線が接続されているのか単に交差しているだけなのかの曖昧さを防ぎます。
重要なルール
4方向交差よりもT字ジャンクションを優先してください。ドットが小さいまたは不明瞭な場合、ドット付きの4方向ジャンクションは接続のない交差と誤解される可能性があります。
ルール#10: 配線の出口ポイント
方向を変える前に、シンボルピンから少なくとも1グリッドポイント直進します。これにより、より明確な接続と容易な修正が可能になります。
ルール#11: グループ化された信号にはバスを使用
マルチビットデータライン（アドレスバス、データバス）には、バス表記を使用して混乱を減らします。部品に接続する箇所で個々の信号にラベルを付けます。
バス命名規則：
DATA[7:0] – 8ビットデータバス
ADDR[15:0] – 16ビットアドレスバス
GPIO[0:3] – 4つのGPIOピン
5. ラベリングと命名規則
ルール#12: すべての部品にラベルを付ける
すべての部品には、参照指示子（R1、C5、U3）と値または部品番号が必要です。例外はありません。
| 部品タイプ | プレフィックス | 例 |
|---|---|---|
| 抵抗 | R | R1, R2, R100 |
| コンデンサ | C | C1, C5, C200 |
| インダクタ | L | L1, L2 |
| ダイオード/LED | D | D1, D5 |
| トランジスタ | Q | Q1, Q2 |
| IC/集積回路 | U | U1, U3 |
| コネクタ | J または P | J1, P2 |
| スイッチ | SW | SW1, SW2 |
| 水晶振動子 | Y | Y1 |
| ヒューズ | F | F1 |
| テストポイント | TP | TP1, TP_VCC |
ルール#13: 説明的なネット名を使用
重要な信号には、単なる送信元ではなく、その機能を説明する説明的なラベルを付けます。
良いネット名：
SPI_MOSI, I2C_SDA, UART_TX, PWM_MOTOR, ADC_TEMP
避けるべき例：
NET1, WIRE5, PIN3（意味がない）
U1_PIN5（機能ではなく接続を説明）
ルール#14: 一貫した大文字小文字とスタイル
- ネット名には大文字を使用：
CLOCK、RESET - アクティブLOW信号：
RESET_N、/RESET、nRESET - 1つのスタイルを選択し、設計全体で一貫して使用
- フォーマットを混在させない：
VDDと3V3の両方を使用しない
ルール#15: 縦書きテキストを使用しない
すべてのテキストを水平かつ読みやすくします。必要に応じて部品を回転させますが、ラベルを縦または逆さまに回転させないでください。
6. シンボルとIEEE規格
ルール#16: 標準シンボルライブラリを使用
部品シンボルにはIEEE規格に従い、普遍的な認識を確保します：
- IEEE 315: 電気および電子図面のグラフィックシンボル
- IEEE 91: 論理機能のグラフィックシンボル
- IEEE 991: 論理回路図
ルール#17: 極性を明確にマーク
極性のある部品については、極性が曖昧でないことを確認します：
- 電解コンデンサ：曲線だけでなく+記号を使用
- ダイオード：カソードバーが見えることを確認
- LED：+または-を追加するか、電流の流れを示す矢印を使用
- バッテリー：正極端子は常に長い線
ルール#18: ピン番号を表示
すべてのICシンボルにピン番号を表示します。これは検証とデバッグに不可欠です。
7. 電源とグランドの設計
ルール#19: 配線ではなく電源シンボルを使用
回路図全体に配線を引くのではなく、標準化されたシンボルを使用して電源とグランドを接続します。これにより混雑が減り、信号経路がより明確になります。
標準電源シンボル：
VCC, VDD – 正電源
GND, VSS – グランド基準
AGND, DGND – アナログ/デジタルグランド（分離されている場合）
+3V3, +5V, +12V – 特定の電圧レール
ルール#20: アナログとデジタルグランドを区別
ミックスドシグナル設計では、アナロググランド（AGND）とデジタルグランド（DGND）に異なるシンボルを使用します。それらが1点で接続される箇所を示します。
ルール#21: 電源入力と配電を示す
以下を示す明確な電源入力セクションを含めます：
- 入力コネクタまたはジャック
- 保護（ヒューズ、TVS、逆極性保護）
- レギュレーション（LDO、SMPS）
- レギュレーター出力でのデカップリング
- 異なる電圧レールへの配電
8. デカップリングと保護回路
ルール#22: すべてのデカップリングコンデンサを表示
デカップリングコンデンサを「想定される」として隠さないでください。すべてのICには、そのデカップリングコンデンサが回路図に表示される必要があります。
典型的なデカップリング戦略：
100nFセラミック – 各IC電源ピンの近く
10µFセラミック – 電圧レギュレーター出力
100µF電解 – 電源入力
高速IC（マイコン、FPGA）：
各電源ピンに100nF + 10nFまたは100nF + 1µF
ルール#23: 保護回路を含める
以下に対する保護を文書化します：
- ESD： 露出したI/OにTVSダイオード
- 逆極性： ダイオードまたはP-FET保護
- 過電圧： ツェナークランプまたは電圧リミッター
- 過電流： ヒューズまたはPTCリセッタブルヒューズ
- 誘導キックバック： リレーとモーターのフライバックダイオード
ルール#24: プルアップとプルダウン抵抗
すべてのプルアップおよびプルダウン抵抗を明示的に示します。適切な電圧レールへの接続を含めます。
I2C注意事項
I2Cバスは、SDAとSCLにプルアップ抵抗が必要です（通常2.2kΩ〜10kΩ）。これらを必ず回路図に示してください。
9. ICと複雑な部品の設計
ルール#25: ICピンを機能別に配置
ICシンボルは、物理パッケージの位置ではなく、機能別にピンを整理する必要があります：
- 左側： 入力
- 右側： 出力
- 上部： 電源（VCC、VDD）
- 下部： グランド（GND、VSS）
物理ピンレイアウトを避ける
物理的なDIP/QFP位置にピンを配置してICシンボルを描かないでください。これは回路を読みにくくし、回路図の目的を損ないます。
ルール#26: すべてのICピンを考慮
すべてのICピンは回路図に示される必要があります：
- 未使用入力 – 適切な電圧に接続
- NC（無接続）ピン – 表示するが接続しない
- 露出パッド – GNDまたは指定どおりに接続
- すべての電源とグランドピン – いずれも隠さない
ルール#27: テストポイントとデバッグヘッダーを含める
プロトタイプ回路図には以下を追加します：
- 重要な信号のテストポイント（TP1、TP2など）
- プログラミングヘッダー（JTAG、SWD、ICSP）
- シリアルデバッグポート（UART TX/RX）
- 電源レールのLEDインジケーター
10. ドキュメントと注釈
ルール#28: 設計ノートを追加
以下のテキスト注釈を含めます：
- 計算（抵抗分割比、電流制限）
- データシート参照（「MAX17048データシート図3による」）
- 設定オプション（「5V出力にはR5を実装」）
- 重要な値（「R1はESDコンプライアンスのため100Ω未満必須」）
ルール#29: タイトルブロックを使用
すべての回路図シートには以下を含める必要があります：
- プロジェクト名とボードリビジョン
- シート番号とタイトル（例：「3/5: 電源」）
- 設計者名と日付
- 会社ロゴ（該当する場合）
- リビジョン履歴または変更ノート
ルール#30: 標準ページサイズで設計
印刷または表示が簡単な標準ページサイズ（A4、レター、A3）を使用します。設計が収まらない場合は、特大ページを使用するのではなく、複数シートに分割します。
11. 検証とデザインルールチェック
回路図を確定する前に、これらの検証手順を実行してください：
電気ルールチェック（ERC）
- 未接続ピンがない（意図的な場合を除く）
- 出力のショートがない
- すべての入力が駆動されている
- 電源とグランド接続の検証
視覚検査
- すべての部品値が表示されている
- テキストの重複がない
- すべての接続にジャンクションドット
- 一貫したシンボルスタイル
機能検証
- 信号フローが論理的
- 必要な機能がすべて含まれている
- 保護回路が存在する
- 電力予算が計算されている
12. EasyEDA固有のヒント
EasyEDAベストプラクティス
- グリッド設定： 配置には100ミルグリッド、微調整には50ミルを使用
- ネット名： 配線をダブルクリックしてネットラベルを素早く追加
- 電源ポート： ライブラリの組み込みVCC/GNDシンボルを使用
- マルチシート： プロジェクトを右クリック → 回路図を追加で追加シート
- デザインルール： PCB変換前に設計 → ERCチェックを実行
- 注釈： 設計ノートにはテキストツール（T）を使用
- フレーム： プロフェッショナルな外観のためにシステムライブラリからシートフレームを追加
13. クイックリファレンスチェックリスト
30の回路図設計ルール一覧
信号フローとレイアウト
- 左から右への信号フロー
- 上部が高電圧、下部が低電圧の規則
- フィードバックは逆方向
- 機能ごとに部品をグループ化
- 複雑なシステムにはブロック図を含める
- 一貫したグリッド間隔を使用
- デカップリングをICの近くに配置
配線と接続
- 配線の交差を最小化
- ジャンクションドットを一貫して使用
- ピンから直線で出る
- グループ化された信号にはバスを使用
ラベリングと規格
- すべての部品にラベルを付ける
- 説明的なネット名を使用
- 一貫した大文字小文字とスタイル
- 縦書きテキストを使用しない
- 標準IEEE規格シンボルを使用
- 極性を明確にマーク
- ピン番号を表示
電源と保護
- 配線ではなく電源シンボルを使用
- アナログ/デジタルグランドを区別
- 電源配電を示す
- すべてのデカップリングコンデンサを表示
- 保護回路を含める
- プルアップ/プルダウン抵抗を表示
ICと複雑な部品
- ICピンを機能別に配置
- すべてのICピンを考慮
- テストポイントとヘッダーを含める
ドキュメント
- 設計ノートを追加
- タイトルブロックを使用
- 標準ページサイズで設計
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