中等职业学校创业教育系列教材：印制电路板设计与实训（高级） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴关兴，金国砥，鲁晓阳 编

图书标签:

• 印制电路板
• PCB设计
• 创业教育
• 职业教育
• 实训
• 电子技术
• 电路设计
• 中等职业学校
• 教材
• 高级

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302302438

版次：1

商品编码：11152992

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-12-01

用纸：胶版纸

页数：227

字数：356000

正文语种：中文

内容简介

　　《中等职业学校创业教育系列教材：印制电路板设计与实训（高级）》根据《计算机电子线路辅助设计（高级工）职业技能鉴定规范》的要求，以中等职业学校电类专业学生所必备的电子电路设计技能为主线，结合中等职业学校电类专业高级工的技能要求而编写。
　　《中等职业学校创业教育系列教材：印制电路板设计与实训（高级）》包括层次性原理图设计、面板的使用技巧、PCB板规划与常用操作、PCB板设计实训、电路仿真5个项目，共分47个实训任务，重点是指导学生进行电子电路设计技能的操作实训，并帮助学生掌握电子电路设计与制作中的新技术和新工艺。
　　《中等职业学校创业教育系列教材：印制电路板设计与实训（高级）》不仅可以作为中等职业学校电类专业的实训教材，也可以作为广大电类专业教师的参考用书。

内页插图

目录

项目1 层次性原理图设计
任务1.1 从上往下设计层次性原理图
分任务1.1.1 认识层次性原理图
分任务1.1.2 设计方块电路
分任务1.1.3 子原理图设计
分任务1.1.4 从上往下设计层次性原理图实训
任务1.2 从下往上设计层次性原理图
分任务1.2.1 认识从下往上设计层次性原理图的方法
分任务1.2.2 从下往上设计层次性原理图实训
任务1.3 嵌套式层次性原理图设计
分任务1.3.1 认识嵌套式层次性原理图的设计方法
分任务1.3.2 嵌套式层次性原理图设计实训
任务1.4 层次性原理图设计综合实训
分任务1.4.1 MP3层次性原理图设计实训
分任务1.4.2 原理图改画与层次性原理图设计实训

项目2 面板的使用技巧
任务2.1 使用Projects面板
分任务2.1.1 Projects面板的基本操作
分任务2.1.2 Projects面板的文件操作
任务2.2 使用Files面板
任务2.3 使用Messages面板
任务2.4 使用SCH系列面板
任务2.5 使用PCB和PCB3D面板
任务2.6 使用其他面板

项目3 PCB板规划与常用操作
任务3.1 认识PCB板布局与布线原则
任务3.2 布局原则综合应用
分任务3.2.1 布局前期准备
分任务3.2.2 导入文件与PCB规划
任务3.3 使用PCB板实用工具
分任务3.3.1 使用校准工具
分任务3.3.2 使用尺寸标注工具
任务3.4 创建PCB板
分任务3.4.1 使用向导创建PCB板
分任务3.4.2 使用模板创建PCB板
任务3.5 PCB板板层设置
任务3.6 手动添加飞线设计PCB板
任务3.7 PCB板设计布线规则设置
分任务3.7.1 原理图文件中设置布线规则
分任务3.7.2 PCB文件中设置布线规则
任务3.8 PCB参数的整体修改

项目4 PCB板设计实训
任务4.1 高频电路PCB板设计
任务4.2 双面PCB板设计
分任务4.2.1 手动双面PCB板设计
分任务4.2.2 自动双面PCB板设计
分任务4.2.3 双面PCB板手动修改与规则检查
分任务4.2.4 自动与手动相结合设计PCB板
任务4.3 双面PCB板设计实训
任务4.4 异形PCB板设计
分任务4.4.1 圆形PCB板设计
分任务4.4.2 特殊形状PCB板设计
任务4.5 带PCI的PCB板设计
任务4.6 多层PCB板设计
任务4.7 模数混合PCB板设计

项目5 电路仿真
任务5.1 Protel DXP 2004仿真操作
任务5.2 设置仿真激励源参数
任务5.3 电路仿真类型和参数设置
任务5.4 单管放大电路仿真分析
任务5.5 译码器电路仿真分析
任务5.6 运放电路（参数扫描）仿真分析
任务5.7 交流小信号仿真分析

附录A 计算机电子线路辅助设计（高级工）职业技能鉴定规范
附录B 计算机辅助设计绘图员技能鉴定样卷（高级工）
附录C GB 9316-1988电路板外形尺寸标准

参考文献

前言/序言

《精工巧制：PCB设计与实践指南（进阶篇）》 引言 在电子技术飞速发展的今天，印刷电路板（PCB）作为现代电子设备赖以生存的“骨架”，其设计与制造的精密度和效率直接关系到产品的性能和竞争力。本书——《精工巧制：PCB设计与实践指南（进阶篇）》，旨在为具备一定电子设计基础的爱好者、在校学生以及初级电子工程师提供一条深入掌握PCB设计流程、提升实践技能的进阶之路。本书聚焦于PCB设计的高级理念、复杂技巧和实操训练，旨在帮助读者从“会用”迈向“精通”，能够独立解决设计中的难点问题，并为未来更复杂的电子系统设计奠定坚实基础。 第一部分：高级PCB设计理念与流程解析 第一章：深入理解PCB设计标准与规范 本章将带领读者超越基础的布局布线，深入探讨行业内通用的PCB设计标准和规范。我们将从更宏观的视角审视设计流程，包括： DFM (Design For Manufacturability) 与 DFA (Design For Assembly) 的深度融合： 不仅要考虑如何设计出功能完善的电路，更要重点关注如何让PCB能够高效、低成本地被制造和组装。我们将详细讲解如何通过设计规则来避免生产中的常见缺陷，例如线宽/线距的最小限制、过孔的尺寸与数量、阻焊层的设计、丝印层的排布等。理解这些标准，能够显著降低试产成本和提高良性率。 信号完整性 (Signal Integrity, SI) 的基础理论与实践： 随着电子产品速度的提升，信号完整性问题变得尤为关键。本章将介绍SI的基本原理，如阻抗匹配、串扰、反射、时域反射（TDR）等，并结合实际PCB设计软件中的仿真工具，指导读者如何识别和解决潜在的SI问题。我们将讨论如何通过合理的叠层设计、线宽控制、间距设置以及差分线对的使用来优化信号传输质量。 电源完整性 (Power Integrity, PI) 的优化策略： 稳定的电源供应是电子系统正常工作的基石。本章将深入讲解PI的重要性，包括电源噪声的来源、去耦电容的选型与布局、电源平面和地平面的设计技巧，以及如何通过仿真分析来评估电源网络的稳定性。读者将学习到如何设计低阻抗的电源分配网络（PDN），以确保在高速工作条件下，各器件都能获得稳定可靠的电压。 电磁兼容性 (Electromagnetic Compatibility, EMC) 设计原则： 高速数字信号和射频信号的设计往往伴随着电磁干扰（EMI）和电磁敏感性（EMS）的问题。本章将介绍EMC的基本概念，包括辐射源、耦合路径和敏感接收器，并详细阐述如何在PCB设计阶段就采取措施来抑制EMI和提高EMS。我们将讨论屏蔽设计、滤波器的应用、地线的设计、走线规则以及元器件的布局对EMC的影响。 PCB设计流程的优化与精益化： 除了标准，我们也关注设计效率的提升。本章将梳理从原理图到 Gerber 文件输出的整个流程，并重点讲解如何在每个环节引入更高效的工具和方法。例如，如何利用网表比对、DRC (Design Rule Check) 和 LVS (Layout Versus Schematic) 的高级功能来保证设计的一致性；如何通过设计模板和元件库管理来提高复用性；以及如何在版本控制系统中管理设计文件，实现团队协作。 第二章：高级PCB设计软件功能深度挖掘 本章将以一款主流的PCB设计软件（例如 Altium Designer, PADS, OrCAD 等，具体会根据市场主流情况选择）为例，深入讲解其高级功能的应用。重点不在于基础操作，而是那些能够显著提升设计效率和质量的进阶技巧： 智能布局与自动布线的高级应用： 讲解如何根据具体的电路特性（如高速信号、电源网络、射频信号）来配置自动布线器的参数，使其更好地完成复杂的布线任务。重点会放在如何利用“推挤”功能、扇出（Fanout）工具、差分对布线以及最小化信号路径长度等技巧，来优化自动布线的质量，并讲解何时应该停止自动布线，转为手动精修。 叠层设计与阻抗控制的精细化操作： 详细演示如何在软件中定义多层PCB的叠层结构，包括芯板、半固化片（Prepreg）的介电常数和厚度选择。讲解如何利用软件内置的阻抗计算器，根据线宽、线距、叠层结构来精确计算和控制传输线的阻抗，并如何进行相应的回馈调整。 差分对与高速信号的专用布线技巧： 深入讲解差分对的创建、布线规则（如长度匹配、蛇形线补偿）以及 Snakes in line（蛇形线）的合理使用。讨论如何为高速数字信号和射频信号定义特殊的走线规则，如保持与地平面一致的间距、避免过孔等。 3D视图与虚拟样机： 讲解如何利用软件的3D视图功能，模拟PCB与机箱、散热器等机械部件的配合情况，提前发现干涉问题。同时，探讨如何利用3D模型来辅助元器件的选型和布局，优化整体的结构设计。 参数化设计与设计模板： 介绍如何利用软件的参数化功能，创建可复用的设计模块和元件库，例如不同封装的连接器、电源模块等。讲解如何建立标准的设计模板，包括项目设置、设计规则、层定义、颜色方案等，以确保项目之间设计风格和规范的一致性。 集成仿真工具的使用： 重点讲解如何利用软件内置的SI/PI/EMC仿真工具，对设计的关键部分进行预先分析，例如阻抗匹配、信号衰减、电源纹波等。指导读者如何解读仿真结果，并根据仿真反馈来优化PCB布局和布线。 第二部分：复杂PCB设计实践案例分析与训练 本部分将通过一系列典型的复杂PCB设计案例，引导读者将理论知识转化为实际操作能力。每个案例都将涵盖从原理图导入到最终Gerber输出的完整流程，并重点解析其中的设计难点和解决方案。 第三章：多层高速数字电路PCB设计 案例背景： 设计一款具有DDR内存接口、PCIe接口或USB 3.0接口的高速数字电路板。 设计重点： 信号完整性分析与优化： 如何合理分配差分对，保证长度匹配，控制阻抗。 电源完整性设计： 如何设计多层电源平面，合理布局去耦电容，降低电源噪声。 EMC设计考量： 如何通过走线规则、滤波器件、地线隔离等来抑制EMI。 元器件布局与散热： 高速器件的密集布局与散热问题的解决。 叠层设计： 选择合适的介质材料和层数，满足高速信号要求。 第四章：射频/微波电路PCB设计 案例背景： 设计一款基于Wi-Fi、蓝牙或5G通信模块的射频电路板。 设计重点： 微带线/带状线的设计与阻抗匹配： 精确计算和制作微带线/带状线，保证50欧姆特性阻抗。 射频器件的布局与连接： 射频功放、低噪声放大器（LNA）、滤波器等器件的紧凑布局，尽量缩短射频信号路径。 接地设计： 完整的地平面，避免信号回流路径过长。 屏蔽设计： 使用屏蔽罩或屏蔽层来隔离射频电路，防止干扰。 RF过孔的特殊处理： 避免RF信号在过孔处发生反射和损耗。 第五章：高密度互连（HDI）PCB设计 案例背景： 设计一款手机主板、高端消费电子产品或嵌入式系统的主板。 设计重点： 微过孔（Microvias）与盲/埋孔（Blind/Buried Vias）的应用： 如何规划过孔层，实现更紧密的布线。 BGA（Ball Grid Array）器件的扇出与布线： 如何高效地将BGA器件的引脚引出，并进行多层布线。 堆叠通孔（Stacked Vias）与重叠通孔（Buried/Blind Vias）的工艺考量： 了解不同类型 HDI 工艺对设计的影响。 线宽/线距的极限挑战： 在有限空间内实现更精细的布线。 第六章：电源模块与功率器件PCB设计 案例背景： 设计一款开关电源、LED驱动电源或电机驱动控制板。 设计重点： 大电流走线设计： 如何设计足够宽的铜箔走线，降低压降和发热。 散热设计： 利用大面积铜箔、散热过孔、热风扇等辅助散热。 EMI抑制： 功率开关器件的布局与走线对EMI的影响，滤波电路的设计。 元器件选型与布局： 功率MOSFET、二极管、电感、电容等器件的合理布局，考虑寄生参数的影响。 安全距离与绝缘要求： 考虑高压电路的设计，保证安全间距。 第三部分：PCB制造与质量控制 第七章：Gerber文件生成与制造流程详解 Gerber文件的生成与检查： 详细讲解如何生成各种 Gerber 文件（铜层、阻焊层、丝印层、钻孔文件等），并重点强调在生成 Gerber 文件前必须进行的 DRC 检查和文件输出设置。 PCB制造工艺流程： 介绍 PCB 从设计到成品的全过程，包括开料、钻孔、沉铜、电镀、曝光、显影、蚀刻、阻焊、丝印、金手指、测试、飞达等关键工序。 常见的 PCB 制造缺陷与规避： 分析可能出现的制造缺陷，如短路、开路、虚焊、叠层分层、阻焊溢出等，并给出相应的 PCB 设计规避措施。 PCB 行业术语与交流： 帮助读者理解与 PCB 厂商沟通时常用的术语，如板材、铜厚、层数、表面处理、最小线宽/线距等。 第八章：PCB的测试与可靠性分析 Electrical Test (ET) - 电气性能测试： 介绍开路、短路测试（飞针测试、针床测试）的原理与方法。 功能测试 (Functional Test, FT)： 讲解如何针对设计的功能需求进行验证测试。 可靠性测试简介： 简要介绍温度循环、湿热试验、振动试验等，以及这些测试对 PCB 设计的要求。 附录： 常用的 PCB 设计软件快捷键与技巧。 PCB 设计常用的元件库资源。 PCB 设计规则参考值表格。 结语 《精工巧制：PCB设计与实践指南（进阶篇）》不仅仅是一本技术手册，更是一座连接理论与实践的桥梁。通过本书的学习，读者将能够深刻理解 PCB 设计的深层原理，熟练掌握先进的设计工具和技巧，并能够应对更复杂、更具挑战性的电子产品设计任务。我们期望本书能成为您在电子设计领域不断探索、不断进步的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

我一直对电子产品的内部构造充满好奇，尤其是那些精密的电路板，总觉得它们背后蕴含着无穷的奥秘。《印制电路板设计与实训（高级）》这本书，可以说是打开了我对这个领域认知的一扇窗。它的讲解风格非常独特，不是那种枯燥乏味的教科书式叙述，而是充满了探索性和启发性。书中关于PCB的阻抗控制、差分信号走线等内容，讲得特别透彻，配以大量的图示和实例，让我能够非常直观地理解这些复杂的概念。我尤其欣赏书中对不同工艺流程的介绍，比如SMT贴装、波峰焊等，让我了解了设计不仅要考虑电气性能，还要兼顾可制造性，这是一种非常全面的设计思维。书中提供的实训环节，更是让人跃跃欲试，我跟着书中的步骤，尝试着完成了一些设计任务，虽然初期有些磕磕绊绊，但在老师的指导下，很快就找到了感觉。这本书让我不再是仅仅停留在“画图”的层面，而是真正理解了PCB设计的“为什么”和“怎么做”，为我将来从事相关工作奠定了坚实的知识和技能基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在阅读《印制电路板设计与实训（高级）》之前，我对PCB设计这个领域只是一知半解。我之前接触过一些基础的电路知识，但真正涉及到PCB设计，总感觉隔着一层看不见的墙。这本书彻底打破了我的迷思。它从最基础的原理开始，一步一步地引导我进入到更深层次的设计细节。比如，书中关于PCB布局的优化，不仅仅是简单的元件摆放，还深入分析了信号路径、散热、结构配合等多个维度的考量，这让我意识到一个好的PCB设计需要多么精细化的思考。书中对于Allegro、Protel等主流EDA软件的讲解，也非常详尽，涵盖了从基本操作到高级功能的各个方面，而且每个功能都提供了实际应用的场景，非常实用。我特别喜欢书中的一个章节，讲解如何进行PCB的可制造性设计（DFM），这部分内容让我深刻理解了设计与生产之间的联系，避免了许多可能在生产中遇到的问题。这本书的编写水平很高，用词精准，逻辑清晰，让我能够轻松地掌握那些看似复杂的技术。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习一门技术，最重要的是要能够灵活运用，而不是死记硬背。《印制电路板设计与实训（高级）》这本书正是这样一本能够激发我主动思考和解决问题的好书。它不仅仅是传授技术，更是在培养我一种工程思维。书中关于“高速PCB设计”的章节，让我看到了PCB设计在现代电子产品中的重要作用，也让我认识到其中蕴含的挑战。书中对信号完整性分析的讲解，非常深入，并提供了常用的分析工具和方法，这对于我理解和解决高速信号传输中的问题非常有帮助。另外，书中对于PCB的设计规范和标准也有详细的介绍，这对于我规范设计流程，提高设计质量至关重要。我喜欢书中的那种引导式学习方式，它鼓励读者去思考，去探索，而不是被动接受信息。这本书让我对PCB设计这个领域有了更深刻的认识，也激发了我进一步学习和探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性是我最看重的。我之前尝试过一些其他的PCB设计资料，但总感觉它们要么太理论化，要么不够系统。《印制电路板设计与实训（高级）》这本书却完美地平衡了理论与实践。书中的每一个章节都紧密围绕着实际的设计流程和应用场景展开，从原理图绘制到PCB布局布线，再到后期的 Gerber 文件生成和制板流程，都给出了非常详尽的指导。我尤其欣赏书中关于“抗干扰设计”的讲解，这一点在很多初级教材中都被忽略了，但对于实际项目来说却至关重要。书中提供了多种有效的抗干扰措施，并结合实际案例进行了分析，这让我受益匪浅。此外，书中的实训项目也设计得非常有代表性，涵盖了不同类型的电路设计，让我能够通过动手实践，巩固书本上的知识，并逐渐提升自己的独立设计能力。这本书让我感觉自己不再是纸上谈兵，而是真正掌握了PCB设计的硬核技能。

评分☆☆☆☆☆

这本《印制电路板设计与实训（高级）》完全超出我的预期，它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的老师在手把手地教你。从我拿到这本书开始，就被它严谨又不失趣味的编排方式所吸引。书中的案例选取都非常贴合实际，不是那种脱离现实的理论空谈，而是真正能够应用到工作中的技术。比如，关于多层板的布线技巧，书中给出的几种方法，对比分析了它们的优劣，并且结合了实际生产中的考量，这对于我这种想要深入了解PCB设计的人来说，简直是宝藏。更重要的是，它并没有仅仅停留在软件操作层面，而是深入讲解了每一个设计决策背后的原理，包括信号完整性、电源完整性、EMC等高级概念，并且用通俗易懂的语言解释清楚，即使是初学者也能逐渐理解。我特别喜欢书中关于“故障排查与优化”的部分，它罗列了许多常见的PCB设计错误，并提供了有效的解决方案，这对于避免在实际项目中走弯路非常有帮助。这本书真的让我感觉自己在实际操作能力上有了质的飞跃，为我今后的职业发展打下了坚实的基础。