44. 회로도 작성

회로도 작성의 핵심 요소와 중요성
전자 제품의 성공적인 개발은 정확하고 신뢰성 있는 회로도 작성에서 시작됩니다. 회로도는 전자 시스템의 전체 동작 원리를 이해할 수 있도록 구성 요소 간 전기적 연결, 신호 흐름, 전원 분배, 접지 및 기타 필수 정보를 시각적으로 표현한 도면입니다. 회로도를 제대로 작성하면 제품의 생산, PCB 아트웍, 조립 및 최종 평가 단계에서 발생할 수 있는 문제를 미리 예방할 수 있으며, 전체 개발 기간과 비용을 절감하는 데 크게 기여합니다.

1. 회로도의 기본 구조 및 입력/출력 배치
회로도를 작성할 때는 일반적으로 입력 신호는 왼쪽에, 출력 신호는 오른쪽에 배치하는 표준 규격을 따릅니다. 이러한 배치는 신호 흐름을 명확하게 파악할 수 있게 하여, 디버깅 및 유지 보수 시 혼란을 줄여줍니다.

왼쪽 부분의 배치는 보통 전원 공급, 센서, 인터페이스 등 외부로부터 입력되는 신호와 데이터가 들어오는 부분을 표시합니다.
오른쪽의 배치는 증폭, 처리, 출력 등 회로 내에서 가공된 신호가 최종적으로 출력되는 부분을 나타냅니다.
이러한 입력과 출력의 구분은 신호의 전반적인 경로를 이해하는 데 중요한 기준점이 됩니다.


2. 자재 패키지 및 부품 표기의 정확성
회로도의 신뢰성과 제작의 정확성을 위해서는 부품의 자재 패키지와 사양을 명확히 표기해야 합니다.

캐패시터 및 저항의 크기와 용량: 각 부품의 용량(예: 10µF, 1nF)과 정격, 오차 범위, 물리적 크기, 패키지 타입(SMD, DIP 등)을 정확하게 기재합니다.
임피던스 매칭 정보: 특히 RF 회로나 고속 신호 처리 회로에서는 임피던스 매칭이 매우 중요합니다. 각 부품과 라인의 임피던스, 필요한 매칭 조건을 명확히 표기해 설계 오류를 줄입니다.
자재 패키지 표기: PCB 제작 시 부품 배치와 솔더링에 영향을 미치는 패키지 정보(예: SMD 0805, 0603, QFN 등)를 명확히 기록함으로써, 생산 과정에서 발생할 수 있는 오차를 최소화합니다.


3. IC 바이패스 캡의 근접 배치
전원 공급 회로에서 IC의 안정적인 동작을 위해 **바이패스 캡(BYPASS CAP)**은 매우 중요한 역할을 합니다.

배치 원칙: 바이패스 캡은 해당 IC의 전원 핀과 GND 핀에 최대한 가까이 배치하여, 전원 노이즈를 신속히 제거할 수 있도록 해야 합니다.
중요성: 신호 왜곡이나 전압 강하를 방지하며, 고주파 노이즈로부터 IC를 보호하여 전체 회로의 신뢰성을 향상 시킵니다.


4. 회로 작성 시 일반적으로 지켜야 할 규칙
-. 증폭기들, 입력으로 들어오는 전원의 단계들, 필터들을 기능별로 묶어서 설계도 내에 떨어 뜨려 놓으면(일반적으로 라인이나 점선으로 구분해 두면) 가독성이 좋아서 나중에 그 부분만 보기 쉬워 진다. 
-. 파형을 정확하게 나타낼 회로(논리 회로 및 반전 회로 등)에는 회로도 내 적절한 위치에 예상 파형을 그려 두는게 좋아서 나중에 있을 보드 구현 후 시험 단계 시 문제점들을 따로따로 보기가 쉽다. 
-. 통신 및 IC간 연결 되는 GPIO(General Purpose Input/Output)은 입/출력 방향이 있다 들어오는 표현, 나가는 표현이나 양방향 표현 등이 있다. 이런 표현들이 있다면 회로도를 통한 추 후 문제점 도출 및 검토 단계가 쉬워질 수 가 있다.
-. 많은 내용을 적는 자재들 특히 캐패시터나 저항 같은 자재들은 회로가 상대적으로 지저분해 보일 수도 있으니 세로로 되어 있는 자재 기준 좌측 정렬, 우측 정렬등의 표현을 통일하여 해두면 회로도가 그나마 덜 지저분해 읽기가 쉬워진다. 

-. 회로도 작성 시에 연결 부분이 누락이 되거나 정확하게 점으로 교차 지점이 표현이 안되어 있다면, 프로그램 상에서는 붙어 있지 않다는 판단이 되어 꼼꼼하게 숨은 그림 찾듯이 봐두는 것이 좋다. 
의심스러운 점이 하나라도 생기면 최대한 열심히 보아서 추 후 2차 보드를 제작하는데 많은 수정이 필요하지 않아 주변 동료들에게도 신뢰감이 생길 수 있다. 
-. 부품 극성이 있는 전해캐패시터 나 자재들의 전 후 관계를 한번 더 세세히 볼 필요가 있다. 
-. 부품의 전력 정격이 잘못 되어 있을 수 있어 꼼꼼하게 회로도 작성간 각 파트 별 전력 흐름도를 작성하여 회로 설계간 미스 부분을 줄일 수 있다.
-. 보드 제작 후 동작 검토 시 회로도를 최대한 간단하게 읽기 좋게 그려 놔야 본인의 제품에 대한 디버깅도 수월 할 수 있다. 
-. 회로도를 인쇄회로기판(PCB : Personal Circuit Board)를 만들 때와 동일하게 자재 배치를 해두면 다음 Step 인 아트웍(Artwork : 캐드 툴을 이용한 보드 작도)단계가 쉬워진다.
-. 고속 신호들 예를 들어 LVDS나 이더넷 신호들은 Differential Pair로 임피던스 매칭이 필요한데 설계 Tool 내 기능이 있다면 작업이 단순하고 빨라 진다. 
-> 보드가 이미 제작 된 후 회로 상에서는 간단한 부분의 실수였다 하더라도 실제 보드 구현에서는 자재가 작거나 패턴이 좁아 대공사가 되는 경우가 허다하다 하루 늦게 제작이 되더라도 꼼꼼한 검토가 동반 되지 않으면 미래의 본인이 힘든 경우가 허다하다. 
그림을 그리는 동안에 선 몇 개를 지우거나 수정하는 부분이 나중에 발생할 몇 십시간을 줄일 수 있는 계기가 될 수 있으니 반드시 위 부분을 이행하는 것이 좋다. 


5. 결론
회로도 작성은 전자 제품 개발의 초석으로, 입력과 출력의 명확한 구분, 부품의 정확한 사양 및 패키지 표기, 임피던스 매칭, 그리고 IC 바이패스 캡의 근접 배치 등 여러 요소가 종합적으로 고려되어야 합니다. PCB 아트웍 단계에서는 커넥터와 전원·신호 라우팅을 최적화하여, 생산 과정에서의 오차와 노이즈를 최소화하는 것이 중요합니다. 또한, 설계 후 시뮬레이션을 통해 이론적인 동작을 검증하는 과정은 제품 개발의 성공에 필수적인 단계입니다.