編輯推薦
作者專業
從事電子設計的一綫工程師和從事AltiumDesigner教學理論研究的名校教師聯閤編著,匯集多年PCB設計經驗和應用技巧
實例專業
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海報:
內容簡介
《Altium Designer 14電路設計與仿真從入門到精通》以Altium的全新版本Altium Designer 14為平颱,講解瞭電路設計的方法和技巧,主要包括Altium Designer 14概述、原理圖簡介、原理圖的環境設置、原理圖的基礎操作、原理圖的高級應用、層次化原理圖設計、電路仿真係統、PCB設計入門、PCB的高級編輯、電路闆的後期製作、信號完整性分析、創建元件庫及元件封裝、可編程邏輯器件設計。為瞭體現Altium的高端分析功能,《Altium Designer 14電路設計與仿真從入門到精通》特意講解瞭FPGA、VHDL編程等相關知識;最後通過各個方麵的實例應用介紹,讓讀者在掌握電路繪圖技術的基礎上學會電路設計的一般方法和技巧。《Altium Designer 14電路設計與仿真從入門到精通》內容講解詳實,圖文並茂,思路清晰。
隨書光盤包含全書所有實例的源文件和操作過程錄屏講解動畫,總時長達125分鍾。
《Altium Designer 14電路設計與仿真從入門到精通》可以作為初學者的入門教材,也可以作為電路設計及相關行業工程技術人員及各院校相關專業師生的學習參考書。
內頁插圖
目錄
第1章 Altium Designer 14概述
1.1 Altium Designer 14的主要特點
1.2 Altium Designer 14的運行環境
1.3 Altium Designer 14軟件的安裝和卸載
1.3.1 Altium Designer 14的安裝
1.3.2 Altium Designer 14的漢化
1.3.3 Altium Designer 14的卸載
1.4 Altium電路闆總體設計流程
第2章 原理圖簡介
2.1 Altium Designer 14的啓動
2.2 Altium Designer 14的主窗口
2.2.1 菜單欄
2.2.2 工具欄
2.2.3 工作窗口
2.2.4 工作區麵闆
2.3 Altium Designer 14的文件管理係統
2.3.1 項目文件
2.3.2 自由文件
2.3.3 存盤文件
2.4 Altium Designer 14的開發環境
2.4.1 Altium Designer 14原理圖開發環境
2.4.2 Altium Designer 14印製闆電路開發環境
2.4.3 Altium Designer 14仿真編輯環境
2.4.4 Altium Designer 14 VHDL編輯環境
2.5 常用編輯器的啓動
2.5.1 創建新的項目文件
2.5.2 原理圖編輯器的啓動
2.5.3 PCB編輯器的啓動
2.5.4 不同編輯器之間的切換
2.6 原理圖的組成
2.7 原理圖編輯器的界麵簡介
2.7.1 主菜單欄
2.7.2 主工具欄
2.7.3 工作窗口和工作麵闆
2.8 原理圖設計的一般流程
第3章 原理圖的環境設置
3.1 原理圖圖紙設置
3.2 原理圖工作環境設置
3.2.1 設置原理圖的常規環境參數
3.2.2 設置圖形編輯的環境參數
3.2.3 設置鼠標滾輪屬性
3.2.4 設置編譯器的環境參數
3.2.5 原理圖的自動聚焦設置
3.2.6 元件自動縮放設置
3.2.7 原理圖的網格設置
3.2.8 原理圖的連綫切割設置
3.2.9 電路闆物理邊框的設置(一)
3.2.10 電路闆物理邊框的設置(二)
3.2.11 設置Orcad的環境參數
3.3 使用圖形工具繪圖
3.3.1 Drawing工具條
3.3.2 繪製直綫
3.3.3 繪製多邊形
3.3.4 繪製橢圓弧
3.3.5 繪製矩形
3.3.6 繪製圓角矩形
3.3.7 繪製橢圓
3.3.8 繪製扇形
3.3.9 添加文本字符串
3.3.10 添加文本框
3.3.11 添加貝塞兒麯綫
3.3.12 添加圖形
第4章 原理圖的基礎操作
4.1 Altium Designer 14元器件庫
4.1.1 ";庫";麵闆
4.1.2 元器件的查找
4.1.3 元器件庫的加載與卸載
4.2 元器件的放置和屬性編輯
4.2.1 在原理圖中放置元器件
4.2.2 編輯元器件屬性
4.2.3 元器件的刪除
4.2.4 元器件編號管理
4.2.5 迴溯更新原理圖元件標號
4.3 元器件位置的調整
4.3.1 元器件的選取和取消選取
4.3.2 元器件的移動
4.3.3 元器件的鏇轉
4.3.4 元器件的復製與粘貼
4.3.5 元器件的排列與對齊
4.4 繪製電路原理圖
4.4.1 繪製原理圖的工具
4.4.2 繪製導綫和總綫
4.4.3 放置電路節點
4.4.4 設置網絡標號
4.4.5 放置電源和接地符號
4.4.6 放置輸入輸齣端口
4.4.7 放置忽略ERC檢查測試點
4.4.8 設置PCB布綫標誌
4.5 綜閤實例
4.5.1 繪製抽水機電路
4.5.2 繪製氣流控製電路
4.5.3 繪製最小係統電路
4.5.4 繪製看門狗電路
第5章 原理圖的高級應用
5.1 原理圖中的常用操作
5.1.1 工作窗口的縮放
5.1.2 刷新原理圖
5.1.3 工具欄和工作麵闆的打開/關閉
5.1.4 狀態信息顯示欄的打開/關閉
5.1.5 對象的復製/剪切和粘貼
5.1.6 查找與替換操作
5.2 工具的利用
5.2.1 自動分配元件標號
5.2.2 返迴更新原理圖元件標號
5.2.3 導入引腳數據
5.3 元件編號管理
5.4 元件的過濾
5.5 在原理圖中添加PCB設計規則
5.5.1 在對象屬性中添加設計規則
5.5.2 在原理圖中放置PCB Layout標誌
5.6 使用List與Navigator麵闆進行快速瀏覽
5.7 原理圖的查錯及編譯
5.7.1 原理圖的自動檢測設置
5.7.2 原理圖的編譯
5.7.3 原理圖的修正
5.8 綜閤實例——汽車多功能報警器電路
第6章 層次化原理圖設計
6.1 層次電路原理圖的基本概念
6.2 層次原理圖的基本結構和組成
6.3 層次原理圖的設計方法
6.3.1 自上而下的層次原理圖設計
6.3.2 自下而上的層次原理圖設計
6.4 層次原理圖之間的切換
6.4.1 用Projects工作麵闆切換
6.4.2 用命令方式切換
6.5 層次設計錶
6.6 層次原理圖之間的切換
6.6.1 由頂層原理圖中的方塊電路圖切換到相應的子原理圖
6.6.2 由子原理圖切換到頂層原理圖
6.7 打印與報錶輸齣
6.7.1 打印輸齣
6.7.2 網絡報錶
6.7.3 基於整個項目的網絡錶
6.7.4 基於單個原理圖文件的網絡錶
6.7.5 生成元件報錶
6.8 層次設計錶
6.9 綜閤實例
6.9.1 自上而下繪製電路
6.9.2 自下而上繪製電路
第7章 電路仿真係統
7.1 電路仿真的基本概念
7.2 放置電源及仿真激勵源
7.3 仿真分析的參數設置
7.3.1 通用參數的設置
7.3.2 仿真方式的具體參數設置
7.3.3 ";Operating Point Analysis";(工作點分析)
7.4 特殊仿真元器件的參數設置
7.4.1 節點電壓初值
7.4.2 節點電壓
7.4.3 仿真數學函數
7.4.4 實例——正弦函數和餘弦函數
7.5 電路仿真的基本方法
7.6 綜閤實例
7.6.1 雙穩態振蕩器電路仿真
7.6.2 Filter電路仿真
7.6.3 數字電路分析
第8章 PCB設計入門
8.1 PCB編輯器的功能特點
8.2 PCB界麵簡介
8.2.1 菜單欄
8.2.2 主工具欄
8.3 新建PCB文件
8.3.1 利用PCB闆嚮導創建PCB文件
8.3.2 利用菜單命令創建PCB文件
8.3.3 利用模闆創建PCB文件
8.4 PCB的設計流程
8.5 電路闆物理結構及環境參數設置
8.5.1 電路闆物理邊框的設置
8.5.2 電路闆圖紙的設置
8.5.3 電路闆的層麵設置
8.5.4 工作層麵與顔色設置
8.5.5 PCB布綫框的設置
8.5.6 ";參數選擇";的設置
8.6 在PCB文件中導入原理圖網絡錶信息
8.6.1 裝載元件封裝庫
8.6.2 設置同步比較規則
8.6.3 導入網絡報錶
8.6.4 原理圖與PCB圖的同步更新
8.7 PCB視圖操作管理
8.7.1 視圖移動
8.7.2 視圖的放大或縮小
8.7.3 整體顯示
8.8 元件的手動布局
8.8.1 元件的對齊操作
8.8.2 元件說明文字的調整
8.8.3 元件間距的調整
8.8.4 移動元件到格點處
8.8.5 元件手動布局的具體步驟
8.9 綜閤實例——完整的PCB闆電路
第9章 PCB的高級編輯
9.1 電路闆的自動布綫
9.1.1 設置PCB自動布綫的規則
9.1.2 設置PCB自動布綫的策略
9.1.3 電路闆自動布綫的操作過程
9.2 電路闆的手動布綫
9.2.1 拆除布綫
9.2.2 手動布綫
9.3 添加安裝孔
9.4 覆銅和補淚滴
9.4.1 執行覆銅命令
9.4.2 設置覆銅屬性
9.4.3 放置覆銅
9.4.4 補淚滴
9.5 3D效果圖
9.6 網絡密度分析
9.7 綜閤實例——看門狗電路闆處理
第10章 電路闆的後期製作
10.1 電路闆的測量
10.1.1 測量電路闆上兩點間的距離
10.1.2 測量電路闆上對象間的距離
10.1.3 測量電路闆上導綫的長度
10.2 DRC檢查
10.2.1 在綫DRC和批處理DRC
10.2.2 對未布綫的PCB文件執行批處理DRC
10.2.3 對已布綫完畢的PCB文件執行批處理DRC
10.3 電路闆的報錶輸齣
10.3.1 PCB圖的網絡錶文件
10.3.2 PCB闆信息報錶
10.3.3 元器件報錶
10.3.4 簡單元器件報錶
10.3.5 網絡錶狀態報錶
10.4 電路闆的打印輸齣
10.4.1 打印PCB文件
10.4.2 打印報錶文件
10.4.3 生成Gerber文件
10.5 操作實例——看門狗電路後期製作
10.5.1 設計規則檢查(DRC)
10.5.2 生成電路闆信息報錶
10.5.3 元器件清單報錶
10.5.4 網絡狀態報錶
10.5.5 PCB圖及報錶的打印輸齣
第11章 信號完整性分析
11.1 信號完整性分析概述
11.1.1 信號完整性分析的概念
11.1.2 信號完整性分析工具
11.2 信號完整性分析規則設置
11.3 設定元件的信號完整性模型
11.3.1 在信號完整性分析之前設定元件的SI模型
11.3.2 在信號完整性分析過程中設定元件的SI模型
11.4 信號完整性分析器設置
11.5 綜閤實例——時鍾電路
11.5.1 PCB信號完整性分析
11.5.2 PCB信號串擾分析
第12章 創建元件庫及元件封裝
12.1 創建原理圖元件庫
12.1.1 元件庫麵闆
12.1.2 工具欄
12.1.3 設置庫編輯器工作區參數
12.1.4 繪製庫元件
12.1.5 繪製含有子部件的庫元件
12.2 創建PCB元件庫及封裝
12.2.1 封裝概述
12.2.2 常用封裝介紹
12.2.3 新建封裝的界麵介紹
12.2.4 PCB庫編輯器環境設置
12.2.5 用PCB嚮導創建PCB元件規則封裝
12.2.6 手工創建PCB元件不規則封裝
12.3 元件封裝檢錯和元件封裝庫報錶
12.4 創建一個新的含有多個部件的原理圖元件
12.4.1 創建元件外形
12.4.2 創建一個新的部件
12.4.3 創建部件的另一個可視模型
12.4.4 設置元件的屬性
12.4.5 從其他庫中添加元件
12.4.6 復製多個元件
12.4.7 元件報告
12.4.8 庫報告
12.4.9 元件規則檢查器
12.5 綜閤實例——變壓器的繪製及報告檢查
12.5.1 繪製芯片CC14488
12.5.2 元器件報錶
12.5.3 元器件庫報錶
12.5.4 元器件規則檢查報錶
第13章 可編程邏輯器件設計
13.1 可編程邏輯器件及其設計工具
13.2 PLD設計概述
13.3 VHDL應用設計實例
13.3.1 VHDL中的描述語句
13.3.2 創建FPGA工程
13.3.3 創建VHDL設計文件
13.3.4 創建電路原理圖文件
13.3.5 頂層電路原理圖的設計
13.3.6 創建VHDL測試文件
13.3.7 創建VHDL行為描述文件
13.3.8 FPGA工程的設置
13.3.9 FPGA工程的編譯
前言/序言
探索PCB設計的無限可能:一本精煉的實踐指南 在數字化浪潮席捲全球的今天,電子産品已滲透到我們生活的方方麵麵,從智能手機的掌上王國到傢用電器的便捷生活,再到工業自動化精密控製,這一切都離不開精密的電路設計。而對於每一個渴望將奇思妙想轉化為觸手可及的電子設備的設計師、工程師、創客乃至學生而言,掌握一套強大而易用的電路設計與仿真工具至關重要。本書正是為滿足這一需求而精心打造,它將帶您踏上一段從零開始,深入理解並精通現代PCB(Printed Circuit Board,印刷電路闆)設計流程的旅程,旨在賦能您獨立完成復雜電子項目的硬件設計。 本書並非簡單地羅列軟件功能,而是將理論知識與實踐操作深度融閤,以一種循序漸進、由淺入深的方式,引領讀者掌握從概念構思到成品驗證的完整PCB設計體係。我們相信,真正的精通源於動手實踐,因此,本書的核心理念在於“學以緻用”。每一章節都圍繞著實際的設計場景展開,通過詳細的步驟講解和貼近實際的案例分析,幫助您迅速建立起對電路設計各個環節的直觀理解和操作信心。 零基礎入門:構建堅實的理論基石 對於初學者而言,復雜的電路設計軟件往往令人望而卻步。本書的首要任務就是為您掃清這些障礙。我們將從最基礎的電路原理知識講起,以一種清晰易懂的方式介紹電子元件的基本特性、電路的基本構成以及信號的傳播規律。這些看似基礎的概念,卻是後續所有高級設計的根基。我們不追求枯燥的理論堆砌,而是側重於講解這些原理如何體現在實際的電路設計中,以及它們對PCB布局布綫的影響。 隨後,我們將正式引入電路設計軟件的操作界麵和基本工作流程。您將學習如何創建新的項目,理解原理圖設計的重要性,並掌握繪製高品質原理圖的技巧。這包括如何準確選擇和放置元件,如何建立元件庫,以及如何使用各種工具繪製邏輯清晰、易於理解的電路連接。我們會詳細介紹不同類型元件的電氣符號和封裝信息,幫助您建立起元件與實際硬件之間的聯係。 從原理圖到PCB:精湛的轉化藝術 原理圖是設計的藍圖,而PCB則是將藍圖變為現實的關鍵載體。本書將花費大量篇幅講解如何將繪製好的原理圖轉化為實際的PCB布局。這一過程涉及眾多細節,需要精細的操作和周密的考慮。您將學習如何設置PCB闆的物理尺寸、層疊結構以及設計規則。 一個優秀的PCB布局,不僅關乎元件的閤理擺放,更直接影響著信號的完整性、電源的穩定性以及散熱的效率。我們將深入探討各種元件布局的原則和技巧,例如如何處理高頻元件、電源元件、信號接口元件以及散熱需求大的元件。您將瞭解到如何根據元件的電氣特性、功能分組以及信號流嚮來優化布局,以最大程度地減少信號乾擾和提高整體性能。 而PCB布綫,則是將元件之間的連接轉化為導綫的過程。本書將引導您掌握各種布綫策略,包括單層、多層布綫的技巧,以及如何處理差分信號、高速信號和電源綫。我們將重點講解布綫規則的設置與應用,例如綫寬、綫距、過孔的閤理選擇,以及如何避免信號串擾、地彈和電源噪聲。通過豐富的實例,您將學會如何根據不同的信號類型和頻率要求,設計齣高效、可靠的布綫方案。 仿真驗證:未雨綢繆的智慧保障 在電子産品設計的過程中,僅僅完成原理圖和PCB布局布綫是遠遠不夠的。各種潛在的電氣問題,例如信號完整性、電源完整性、熱效應以及電磁兼容性(EMC)等,都可能導緻産品在實際使用中齣現性能下降甚至失效。本書將為您詳細介紹如何利用先進的仿真工具,在設計早期就對這些關鍵問題進行預測和評估,從而大大降低後期返工的風險。 您將學習如何搭建仿真環境,設置仿真參數,並理解不同仿真類型(如瞬態仿真、頻域仿真、信號完整性仿真、電源完整性仿真等)的適用場景。我們將通過具體的案例,演示如何分析仿真結果,識彆潛在的設計缺陷,並給齣相應的優化建議。例如,如何通過仿真評估高速信號的時序和抖動,如何分析電源軌的電壓跌落和噪聲,以及如何預測PCB闆在高溫環境下的散熱錶現。通過熟練運用仿真工具,您將能夠更自信地驗證您的設計,確保産品在各種工作條件下都能穩定可靠地運行。 高級技巧與實踐:精益求精的進階之路 當您掌握瞭基本的PCB設計流程後,本書還將引導您進入更高級的領域,解鎖更強大的設計能力。我們將探討一些在復雜項目設計中至關重要的議題,例如: 元件庫的創建與管理: 學習如何從零開始創建自定義元件庫,包括原理圖符號、PCB封裝以及SPICE模型,並掌握有效的元件庫管理策略,提高設計效率和可維護性。 差分信號和高速信號的處理: 深入理解差分信號的傳輸原理,學習如何進行精確的阻抗匹配和長度匹配,以及如何處理高速信號的反射和串擾,確保信號的完整性。 電源完整性(PI)分析: 學習如何評估和優化電源分配網絡(PDN)的性能,包括分析電壓跌落、噪聲耦閤,並掌握使用去耦電容等技術來改善電源穩定性。 信號完整性(SI)分析: 深入研究信號傳輸中的各種失真現象,學習如何通過仿真和優化布綫來確保信號的質量,滿足高速通信的需求。 電磁兼容性(EMC)設計: 瞭解EMC的基本原理,學習如何在PCB設計階段采取措施,減少電磁輻射和提高抗乾擾能力,滿足相關法規要求。 熱仿真分析: 掌握如何進行PCB闆的熱仿真,評估元件的溫升和整體散熱性能,並學習如何通過優化布局和散熱設計來解決發熱問題。 生産製造的考量: 瞭解PCB製造工藝的流程和限製,學習如何根據製造要求優化設計,生成符閤生産標準的 Gerber 文件和鑽孔文件,確保順利投産。 本書將通過這些高級內容的講解,幫助您將PCB設計能力提升到新的高度,應對更具挑戰性的項目需求。 實踐驅動,案例豐富:讓學習充滿活力 理論的學習需要通過實踐來鞏固和升華。本書的每一章節都配有精心設計的實踐案例,涵蓋瞭從簡單的LED閃爍電路到功能相對復雜的嵌入式係統主闆的設計。這些案例不僅詳細地展示瞭設計過程中的每一步操作,更融入瞭實際項目開發中遇到的常見問題和解決方案。 例如,在學習原理圖繪製時,我們將以一個通用微控製器開發闆的原理圖為例,逐步講解如何連接主控芯片、存儲器、接口電路以及外圍設備。在PCB布局布綫章節,我們會以一個具體的無綫通信模塊為例,演示如何處理高頻天綫、射頻電路以及高速數據綫的布綫。這些貼近實際的案例,將幫助您快速建立起“知其然,更知其所以然”的設計思維。 總結:通往卓越PCB設計的捷徑 總而言之,本書的目標是成為您在PCB設計領域最得力的助手。它提供瞭一個係統性的學習路徑,將理論知識、軟件操作與實際項目經驗融為一體。無論您是剛剛踏入電子設計領域的新手,還是希望提升專業技能的在職工程師,本書都能為您提供寶貴的指導和實用的工具。通過本書的學習,您將能夠: 自信地獨立完成復雜的PCB設計項目。 熟練掌握業界主流的電路設計與仿真工具。 深入理解PCB設計背後的原理和最佳實踐。 有效預測和解決設計過程中可能齣現的各種問題。 不斷提升您的電子産品設計能力,創造更多可能。 翻開本書,開啓您的PCB設計探索之旅,讓您的電子夢想得以實現!