电工电子


电路图由逻辑门或电阻二极管等元件组成,并以导线连接。在tikz中,节点被用来表示 元件,节点间的连线表示导线。绝大部分节点操作都能在电路图中使用。tikz电路图库的 一个显著特征是电路图的外观是可配置的,缺省情况下标签是自动放置的。

基础

基础的电路图库是“circuits”,它已经被包含在其它电路图库中,不必单独包含。 绘制电路图,应该在图形选项或者范围选项中加入选项

circuits
以表明绘制的是电路图。

符号大小

选项

circuit symbol unit=长度
可以设置符号大小的单位,所有符号的大小都相对于这个单位,比如5倍于它。选项
circuit symbol size=width 宽度 height 高度
可以设置符号的最小宽度和高度。当然最省事的办法是使用预先定义的大小
huge circuit symbols
large circuit symbols
medium circuit symbols
small circuit symbols
tiny circuit symbols

符号朝向

一般来说,当把一个元件加入到电路图中,它会自动地被旋转,以便顺着路径方向。但也有些情况下也 需要人为指定元件朝向,这时除了旋转,还可以用预先定义的朝向

point up
point down
point left
point right

标注符号

正常的节点都带有自己的文本,但在电路图中我们需要标注元件,比如电阻大小。与label 类似,但针对电路做了特别的安排,你可以使用选项

info=[选项] 角度:标注文本
除了“标注文本”,其它都可以省略。它受风格
every info
影响。比如
\begin{tikzpicture}[circuit ee IEC,every info/.style=red]
\node [resistor,info=center:$3\Omega$] {};
\node [resistor,point up,info=center:$R_1$] at (2,0) {};
\end{tikzpicture}

与之相似的另一个标注选项是

info'=[选项] 角度:标注文本
它与前者的区别仅仅是当不指定角度时,文本被放在下方,而非上方。

如果绘制时想要自动设置“transform shape”选项,可以用

info sloped=[选项] 角度:标注文本 info' sloped=[选项] 角度:标注文本
选项。比如
\begin{tikzpicture}[circuit ee IEC,every info/.style=red]
\draw (0,0) to[resistor={info sloped={$3\Omega$}}] (3,0)
to[resistor={info sloped={$4\Omega$}}] (3,2);
\end{tikzpicture}

主题化的符号

如果要改变符号的外观,可以用下面的方法之一:

  1. 选择不同的库,并设置circuit...选项。这将改变所有使用的符号;
  2. 改变符号大小;
  3. 设置every circuit symbol风格,或者在局部设置every 名字风格;
  4. 通过set resistor graphic=一类选项直接设置符号所用图形;
  5. 设置下列风格
    circuit symbol open
    circuit symbol filled
    circuit symbol lines

逻辑电路

逻辑电路就是包含了许多被称为逻辑门的电路,如与门、异或门。在tikz中绘制 逻辑电路要用到“circuits.logic”库,所以请在LaTeX导言中加入

\usetikzlibrary{circuits.logic}
然而事实上这个库并不定义各种符号,你需要依据所遵循的标准酌情选择不同的库
\usetikzlibrary{circuits.logic.IEC}
\usetikzlibrary{circuits.logic.US}
\usetikzlibrary{circuits.logic.CDH}
上述三个库定义了不同的标准组织所用的符号。当然,别忘了在图形或范围选项中 加入下面三个中的一个
circuit logic IEC
circuit logic US
circuit logic CDH

在tikz中一个逻辑门就是一个节点,只要在节点的选项中加上逻辑门的名字即可。 比如

\tikz [circuit logic IEC] \node [and gate] {$A$};

逻辑门的输入由选项

inputs=输入列表
设置。在“输入列表中”,字母“i”表示反转,“n”表示正常,有几个输入 就有几个字母。比如
\begin{tikzpicture}[circuit logic IEC]
\node[and gate,inputs={inini}] (A) {};
\foreach \a in {1,...,5}
\draw (A.input \a -| -1,0) -- (A.input \a);
\draw (A.output) -- ++(right:5mm);
\end{tikzpicture}

逻辑门

tikz定义了如下逻辑门

and gate
nand gate
or gate
nor gate
xor gate
xnor gate
not gate
buffer gate

逻辑门形状

节点的形状还可以是各种逻辑门,要使用这些形状,请在LaTeX导言中加入

\usetikzlibrary{shapes.gates.logic}
\usetikzlibrary{shapes.gates.logic.US}
\usetikzlibrary{shapes.gates.logic.IEC}
形状的名字是
and gate US
nand gate US
or gate US
nor gate US
xor gate US
xnor gate US
not gate US
buffer gate US
and gate CDH
nand gate CDH
or gate CDH
nor gate CDH
xor gate CDH
xnor gate CDH
not gate CDH
buffer gate CDH
and gate IEC
nand gate IEC
or gate IEC
nor gate IEC
xor gate IEC
xnor gate IEC
not gate IEC
buffer gate IEC
锚定点除了方向外,第i个输入“input i”也可以。

电子电路

电子电路图中包含了许多电子元器件符号,如电阻、电容、电源,以及各种标注, 如阻值、电压等。与逻辑电路类似,在tikz中绘制 电子电路要用到“circuits.ee”库,所以请在LaTeX导言中加入

\usetikzlibrary{circuits.ee}
然而事实上这个库并不定义各种符号,所幸当前只有一个符号库
\usetikzlibrary{circuit.ee.IEC}
所以要在图形选项或范围选项中加入
circuit ee IEC

与逻辑电路类似,一个元器件就是一个节点,只要在节点选项中加入器件的名字,名字后 还可以添加属性。比如

\tikz [circuit ee IEC] \draw (0,0) to [resistor=red] (3,0) to [resistor={ohm=2\mu}] (3,2);

符号

tikz定义了如下符号

current direction
current direction'
resistor
inductor
capacitor
battery
bulb
current source
voltage source
ground
diode
Zener diode
Schottky diode
tunnel diode
backward diode
breakdown diode
contact
make contact
break contact

单位

tikz定义了如下单位

ampere
volt
ohm
siemens
henry
farad
coulomb
voltampere
watt
hertz

标注

tikz定义了如下标注

light emitting
light dependent
direction info
adjustable

符号形状

节点的形状还可以是各种符号,要使用这些形状,请在LaTeX导言中加入

\usetikzlibrary{shapes.gates.ee}
\usetikzlibrary{shapes.gates.ee.IEC}
形状的名字是
rectangle ee
circle ee
direction ee
generic circle IEC
generic diode IEC
breakdown diode IEC
var resistor IEC
inductor IEC
capacitor IEC
battery IEC
ground IEC
make contact IEC
var make contact IEC
break contact IEC


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