终极原理图审查清单：无错误PCB设计的100+项检查（2025年版）

引言

原理图中的一个错误可能会让您损失数周的调试时间和数百美元的PCB返工成本。无论是遗漏的上拉电阻、错误的电压等级,还是忘记的去耦电容,原理图错误如果不及早发现,往往会一直延续到生产阶段。

本综合检查清单整合了来自行业标准(IPC-2612、IEEE 315)、制造商指南(Altium、Cadence、EMA Design)以及实际工程经验的智慧,汇总成一个可操作的资源。该清单包含超过100个验证项目,分为10个类别,将帮助您在错误变成昂贵的代价之前将其发现。

建议收藏本页面 - 您会希望在每次设计审查前参考它。

为什么检查清单很重要

航空和医疗行业早已知道电子工程师现在正在发现的事实:检查清单可以挽救生命(和设计)。研究表明,系统化使用检查清单可将复杂工程任务中的错误减少高达35%。

$5,000+

PCB返工的平均成本

4-8周

每次返工的典型延迟

85%

在原理图阶段可捕获的错误

大多数PCB错误源于原理图阶段。通过投入2-3小时进行彻底的原理图审查,您可以预防需要在物理板上花费数天或数周调试的问题。

如何使用本检查清单

快速参考卡

对于快速的布局前检查,请关注以下10个最关键的项目:

十大关键检查项

1每个IC电源引脚上都有去耦电容
2所有符号引脚编号均与数据手册核对
3所有开漏/开集输出都有上拉/下拉电阻
4电压稳压器稳定性已验证(负载电容、ESR)
5复位引脚配有外部上拉和RC滤波器
6启动/配置引脚正确配置
7所有外部接口都有ESD保护
8已标识极性元件(电容、二极管)
9UART TX/RX和SPI MOSI/MISO正确交叉连接
10设计通过DRC/ERC且无未解决的错误

1原理图设置与文档

模板与标题栏

复选框所有原理图页面都应用了正确的模板
复选框标题栏完整填写(项目名称、修订版本、日期、工程师)
复选框公司/组织名称和徽标存在
复选框分配了图纸编号或文档ID
复选框所有页面大小一致
复选框页面大小可在标准办公打印机上打印(最大Tabloid/A3)

页面组织

复选框顶层页面显示系统框图和页面间连接
复选框5页以上的设计包含目录
复选框逻辑信号流:输入在左,输出在右,电源在上,接地在下
复选框相关功能在同一页面分组
复选框多通道设计使用分层页面
复选框页面编号连续且一致

版本控制

复选框修订号相对于上一版本已递增关键
复选框维护包含描述的更改/修订日志
复选框记录最新修订日期
复选框以前的修订版本已归档并可访问
复选框原理图文件在源代码控制中(Git、SVN)

制图标准

复选框无四路导线交叉(使用偏移T型连接)关键
复选框在所有导线连接处连接点清晰可见
复选框无连接点的交叉导线明确未连接
复选框元件对齐到网格
复选框导线连接正确对齐到元件引脚
复选框使用网络标签提高可读性,而非长导线
复选框电源和接地符号使用一致
复选框差分对用_P/_N后缀标记
复选框低电平有效信号标记一致(上划线或_N后缀)

2电源设计

输入电源保护

复选框反极性保护(二极管、P-FET或理想二极管IC)关键
复选框输入保险丝或PTC自恢复保险丝尺寸正确关键
复选框电源输入处有TVS二极管用于浪涌保护
复选框高电容系统的浪涌电流限制器
复选框指定并验证输入电压范围与元件的匹配
复选框如需要考虑欠压锁定(UVLO)
复选框敏感下游元件的过压保护

电压稳压器

复选框输出电压精度满足连接IC的要求关键
复选框电流额定值超过最大负载并留有余量(建议20%+)关键
复选框已计算热耗散且可接受关键
复选框输入电压范围已根据稳压器规格验证
复选框使能引脚正确控制或绑定到高/低电平
复选框如可用,软启动配置已验证
复选框反馈电阻分压器值已计算并验证
复选框补偿网络设计以保证稳定性(如为外部)
复选框线性稳压器压差在最小输入时可接受
复选框开关稳压器在负载范围内模拟稳定性
复选框输出电容ESR在稳压器要求范围内

去耦与滤波

复选框每个IC电源引脚都有去耦电容关键
复选框电源输出处有大容量电容关键
复选框去耦值符合制造商建议
复选框考虑陶瓷电容直流偏置降额(X5R、X7R)
复选框敏感模拟电源轨上使用铁氧体磁珠
复选框独立的模拟和数字电源滤波
复选框高频去耦指定低ESR电容

电源分配

复选框总功率预算已计算并验证
复选框所有IC接收正确的电压轨
复选框整个原理图中电源轨命名一致
复选框为电源走线分配网络类(宽度要求)
复选框从电源到负载的电流路径已验证
复选框电池充电电路与主电源路径隔离

电源时序

复选框多轨时序要求已根据IC数据手册验证
复选框软启动时序关键时使用复位监控IC
复选框如需要,使能引脚菊花链连接以实现顺序上电
复选框如可用,监控电源正常信号

3信号完整性

数字信号

复选框连接的IC之间逻辑电平兼容关键
复选框所有开漏/开集输出都有上拉电阻关键
复选框电压域不同时使用电平转换器
复选框未使用的输入绑定到适当的逻辑电平(非浮空)
复选框快速边沿(>10MHz)上的串联端接电阻
复选框如需要,传输线末端的并联端接
复选框关键时序信号有定义的上升/下降时间约束

模拟信号

复选框ADC输入有抗混叠RC滤波器
复选框运算放大器反馈极性已验证(放大器为负反馈)
复选框提供运算放大器输入偏置电流路径
复选框电压分压器在负载下计算精度
复选框基准电压精度满足系统要求
复选框模拟信号路径与数字噪声源分离
复选框如需要,在高阻抗节点上使用保护环或屏蔽

时钟与振荡器

复选框晶振负载电容与晶振规格匹配关键
复选框振荡器抖动/相位噪声满足时序要求
复选框通信协议的时钟频率容差已验证
复选框如需要,振荡器输出上有串联端接电阻
复选框外部晶振仅与集成晶振电路一起使用
复选框时钟分配扇出和负载已验证

高速信号

复选框差分对在原理图中识别并标记
复选框千兆收发器上的交流耦合电容
复选框差分对极性已验证(_P到_P,_N到_N)
复选框布局的阻抗目标已注明(50Ω、90Ω差分等)
复选框长度匹配要求已记录
复选框RF元件频率响应在工作范围内已验证

4元件验证

无源元件(R、C、L)

复选框电阻功率额定值已验证(P = I²R或V²/R)关键
复选框电容电压额定值至少高于最大施加电压的50%关键
复选框钽电容降额至额定电压的50%关键
复选框极性电容在原理图中极性正确关键
复选框指定陶瓷电容介电类型(C0G、X5R、X7R)
复选框精度重要时指定电阻容差
复选框高压电阻额定值符合施加电压
复选框电感饱和电流超过峰值工作电流
复选框电感直流电阻可接受以保证功率效率
复选框在相关频率下指定铁氧体磁珠阻抗

有源元件(IC、晶体管)

复选框符号引脚编号已与数据手册核对关键
复选框封装/焊盘与原理图符号匹配关键
复选框散热焊盘连接到正确的电源轨(通常为GND)关键
复选框所有IC电源和接地引脚已连接
复选框未使用的IC部分/门正确端接
复选框MOSFET栅极电阻防止振荡
复选框MOSFET栅源电压在绝对最大值范围内
复选框BJT基极电阻适当限制基极电流
复选框晶体管安全工作区(SOA)已验证
复选框二极管正向压降在应用中可接受
复选框二极管反向电压额定值超过最大反向电压
复选框LED限流电阻计算正确
复选框光耦CTR降级在设计中已考虑

连接器

复选框连接器引脚排列与配对连接器/电缆匹配关键
复选框直通与交叉电缆要求已记录
复选框电源引脚额定值符合预期电流
复选框屏蔽/排水引脚正确连接
复选框如需要考虑热插拔能力
复选框机械防呆防止错误配对
复选框连接器电压额定值已验证
复选框断开时信号引脚有定义的状态(上拉/下拉)

机械元件

复选框包含安装孔和支座
复选框测试点可访问性已验证
复选框如需要,包含散热器安装设施
复选框高元件的禁布区已记录

5微控制器与FPGA

MCU电源与复位

复选框所有VDD和VSS引脚连接并具有独立去耦关键
复选框复位引脚有外部上拉(通常10kΩ)和滤波电容关键
复选框使用复位监控IC实现可靠的上电复位关键
复选框VDDA/VSSA连接并有额外滤波
复选框VBAT连接到电池或绑定到VDD
复选框电源满足MCU要求(纹波、精度)
复选框启用欠压复位并正确设置阈值

GPIO配置

复选框启动模式/配置引脚配置为正常运行关键
复选框启动引脚可访问以用于备用启动模式关键
复选框GPIO电压电平与连接设备兼容
复选框在需要时使用5V容限引脚(或添加电平转换器)
复选框未使用的引脚配置为低电平输出或带下拉的输入
复选框引脚共享约束已验证(每个引脚一个外设)
复选框避免DMA通道冲突
复选框定时器/PWM分配不冲突

通信总线

复选框UART TX连接到另一设备的RX,反之亦然关键
复选框I2C在SDA和SCL上有上拉电阻(通常2.2kΩ-10kΩ)关键
复选框SPI MOSI/MISO/CLK正确连接(主到从)关键
复选框每条总线上的I2C地址唯一(无冲突)
复选框I2C上拉值适合总线速度和电容
复选框SPI片选低电平有效,带上拉以默认取消选择
复选框CAN总线两端有终端电阻(各120Ω)
复选框RS-485根据需要有终端和偏置电阻
复选框USB数据线有所需的串联电阻(如有)
复选框USB VBUS感应正确实现

编程与调试

复选框编程接头可访问(JTAG、SWD、ISP)关键
复选框调试接口在低功耗模式下供电
复选框编程接头引脚排列与编程器匹配
复选框为FPGA和MPU提供启动/配置闪存
复选框FPGA I/O banking规则已验证
复选框FPGA时钟输入在时钟功能引脚上
复选框MGT参考时钟满足抖动要求
复选框STM32:JTRST不用作GPIO(勘误考虑)

6保护与安全

ESD保护

复选框所有外部连接器上都有TVS二极管关键
复选框USB数据线上有ESD保护关键
复选框以太网数据线上有ESD保护
复选框用户可访问的按钮/开关有ESD保护
复选框裸露金属(外壳、散热器)正确接地
复选框TVS钳位电压低于IC绝对最大额定值
复选框TVS电容对高速信号可接受

过压保护

复选框输入电源有过压保护(TVS、撬棒或OVP IC)
复选框输出保护防止连接设备反驱动
复选框感性负载(继电器、电机、螺线管)上的续流/钳位二极管
复选框如需要,开关节点上的缓冲电路
复选框MOSFET漏源电压额定值超过瞬态

过流保护

复选框输入保险丝额定值适当(I²t、电压、中断额定值)关键
复选框电源输出上的输出限流
复选框带外部连接的电压轨上的短路保护
复选框热插拔应用的限流负载开关
复选框PTC自恢复保险丝尺寸适合工作和故障电流

热保护

复选框电压稳压器上的热关断已启用(如可用)
复选框高功率元件的温度监控
复选框散热器热阻已计算且可接受
复选框为功率元件规划热孔
复选框考虑环境温度降额

7可测试性与调试

测试点

复选框每个电源轨上都有测试点关键
复选框多个接地测试点用于示波器探头夹
复选框关键模拟信号上的测试点
复选框测试点可供示波器探头访问
复选框用于功率测量的电流感应测试点
复选框模拟测试点附近的专用接地

调试访问

复选框调试连接器无需拆卸即可访问关键
复选框串行控制台(UART)引脚可用于调试
复选框如需要,暴露SWO/ETM跟踪引脚
复选框为开发预留调试GPIO
复选框配置引脚上的0Ω电阻便于返工
复选框GPIO引脚路由到测试点用于调试

状态指示器

复选框每个主要电压轨上都有电源LED关键
复选框用于固件调试的可编程状态LED
复选框通信活动LED(如空间允许)
复选框错误/故障指示器

8制造与BOM

元件选择

复选框所有元件都指定了制造商零件号关键
复选框元件在主动生产中(非EOL/NRND)关键
复选框为关键部件确定第二来源替代方案
复选框封装已根据制造商图纸验证
复选框通孔与SMD选择有意为之
复选框元件温度额定值与应用匹配

供应链

复选框所有元件的库存可用性已验证关键
复选框交货时间对生产计划可接受
复选框最小订购量可接受
复选框元件可从授权分销商处获得
复选框长交货期项目已识别并提前订购

BOM优化

复选框尽可能合并无源元件值(更少的唯一值)
复选框封装尺寸标准化(例如全部0402或全部0603)
复选框尽可能使用JLCPCB基础元件(vs扩展)
复选框每个值/尺寸组合单一零件号
复选框BOM行数最小化以降低装配成本

9EMC与合规性

EMI预防

复选框开关稳压器输入滤波器防止传导EMI
复选框时钟信号在板边缘屏蔽或滤波
复选框高速信号不在连接器附近布线
复选框考虑展频时钟以降低EMI
复选框选择低EMI特性的晶振

滤波

复选框来自外部电源的电源输入上的π滤波器
复选框离开板的差分信号上的共模扼流圈
复选框到敏感电路的电源线上的铁氧体磁珠
复选框连接器引脚处的滤波电容

接地

复选框定义单点或多点接地策略关键
复选框模拟和数字地在单点连接(如分开)
复选框定义机箱/大地接地连接点
复选框在高速信号下保持地平面连续性
复选框考虑所有信号的回流路径

10最终验证

DRC与ERC

复选框ERC(电气规则检查)无错误通过关键
复选框DRC(设计规则检查)无错误通过关键
复选框所有警告已审查并记录(豁免或解决)
复选框未连接引脚是有意的并标记为NC(无连接)
复选框所有网络已命名(无未命名网络)
复选框不同连接没有重复的网络名称

交叉参考检查

复选框所有主要IC的勘误表已审查关键
复选框应用笔记电路已与参考设计比较
复选框复杂部件的供应商FAE审查(如可用)
复选框评估板原理图已与设计比较
复选框先前版本问题已验证为已修复

同行评审

复选框独立同行评审已完成关键
复选框固件工程师已审查相关部分
复选框机械工程师已验证物理约束
复选框测试工程师已审查可测试性规定
复选框所有评审发现已记录并解决
复选框获得所有评审者的签字确认

可打印检查清单

本检查清单设计为打印友好型。使用浏览器的打印功能(Ctrl/Cmd + P)创建PDF或为您的设计审查会议打印实体副本。

打印提示

选择“打印背景”以包含类别颜色
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双面打印以节省纸张
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专业提示: 从此模板开始,添加特定于您产品类别(汽车、医疗、工业、消费)的项目,创建项目特定检查清单。删除不适用的项目以简化您的审查流程。

使用Schemalyzer自动审查

虽然手动检查清单至关重要,但自动化工具可以更快、更一致地捕获问题。Schemalyzer自动分析您的EasyEDA原理图,检查:

缺失的去耦电容
应连接但未连接的引脚
电源轨验证
元件连接分析
网络命名一致性
信号路径追踪

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分析您的原理图

结论

彻底的原理图审查是电子产品开发中投资回报率最高的活动之一。花费2-3小时系统地完成本检查清单,可以节省数周的调试时间和数千美元的PCB返工成本。

请记住,检查清单是活文档。当您在设计中遇到新问题时,将它们添加到您的个人检查清单中。与您的团队分享经验教训,以持续改进您的审查流程。

最好的原理图审查在早期发现问题,此时修复成本很低。最糟糕的原理图审查是从未发生的审查。今天就开始使用本检查清单,观察您的首次流片成功率显著提高。