高質量PCB設計入門 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美馬修·斯卡皮諾，邢聞 著

圖書標籤:

• PCB設計
• 電路闆設計
• 電子工程
• SMT
• PCB布局布綫
• 信號完整性
• 電源完整性
• 高頻電路
• 設計入門
• 電子製造

店鋪： 天泰尚圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111496786

商品編碼：29642039615

包裝：平裝

齣版時間：2015-04-01

基本信息

書名：高質量PCB設計入門

定價：65元

作者：(美)馬修·斯卡皮諾,邢聞

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2015-04-01

ISBN：9787111496786

字數：

頁碼：289

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《高質量PCB設計入門》
讓沒有任何基礎的讀者，基於開源硬件平颱快速掌握PCB設計。
帶領讀者從原理圖設計、布局布綫一直到元件庫的設計，全麵貫通。
從Arduino到BB-Black，從簡單的原理圖設計到復雜的核心闆設計，循序漸進。

內容提要

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由於EAGLE的強大功能、高靈活性和低廉的價格，已成為製造者、初學者、愛好者或學生對於PCB設計方案的理想選擇。今天，所有的開源Arduino設計都是用EAGLE格式發布的：如果你想設計成本上更為劃算的印製電路闆，EAGLE就是應該掌握的工具。MattScarpino幫助讀者充分利用EAGLE的非凡性能。在本書中不會遇到任何微分方程，這裏隻有基本電路理論和操作技術，並且都是圍繞設計實用電路闆和麵嚮市場創造新産品而展開的。Scarpino使用通俗易懂的方式介紹PCB設計的基礎知識。接著，他讓讀者經曆瞭電路基本原理、中級技能以及復雜電路闆設計的學習，內容從簡單的反相放大器開始，以具有數百個電路元件和數以韆計布綫連接的六層單闆計算機結束。由於電路變得更加復雜，讀者需要掌握EAGLE的高級特性，並瞭解如何將關鍵的設計相關任務自動化。無論讀者之前擁有怎樣的經驗，Scarpino給齣瞭貫穿始終的範例和實用見解，能夠幫助讀者創建具有齣色功能和效率的電路設計。

目錄

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作者介紹

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譯者簡介
邢 聞 硬件工程師，本科與研究生分彆畢業於北京交通大學和北京師範大學，從2002年開始學習電路和FPGA設計，在中國科學院高能物理研究所粒子天體物理中心從事探測器電子學和FPGA開發及研究多年，具有豐富的硬件研發經驗，參與過空間天文衛星項目的研製試驗工作，並在硬件研發方嚮有多本譯作。

文摘

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序言

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《PCB設計實戰：從零開始掌握實用技巧》 一、 基礎篇：搭建堅實的理論基石 在電子産品日益復雜、功能日趨強大的今天，印刷電路闆（PCB）作為電子元器件的載體和連接的橋梁，其重要性不言而喻。本書將帶領您踏上PCB設計的實踐之旅，從零開始，循序漸進地掌握從概念到成品的完整流程。 1. PCB設計概覽與發展曆程： 我們將首先對PCB設計進行全麵的概述，理解其在現代電子産品製造中的核心地位。追溯PCB設計的起源與演變，瞭解從單層闆到多層闆、柔性闆、剛撓結閤闆等不同類型PCB的誕生與發展，以及它們各自的應用場景和技術特點。這將幫助您建立對PCB設計宏觀認識，為後續深入學習打下堅實基礎。 2. 電子元器件的識彆與選型： PCB設計的起點在於對電子元器件的充分理解。本章將詳細介紹各類常用電子元器件的符號、封裝（如SOT、SOIC、QFP、BGA等）及其對應的物理尺寸和電氣特性。您將學會如何根據電路功能和性能需求，準確地識彆、評估和選擇閤適的元器件，並瞭解不同封裝形式對PCB布局布綫的影響。 3. PCB設計流程詳解： PCB設計並非一蹴而就，而是一個係統性的工程。我們將為您梳理完整的PCB設計流程，包括： 原理圖設計： 如何繪製清晰、準確、符閤行業標準的原理圖，是PCB設計的靈魂。您將學習使用主流EDA（Electronic Design Automation）軟件的原理圖編輯器，掌握元器件庫的建立、符號的繪製、信號綫的連接、總綫的使用、標記的添加等關鍵技能。 PCB布局： 閤理的PCB布局是保證電路性能、信號完整性和電磁兼容性的關鍵。本章將深入講解布局的原則與策略，如元器件的分類擺放、電源和地綫的處理、高頻信號的處理、熱敏感元器件的散熱考慮、可製造性（DFM）等。 PCB布綫： 將原理圖中的連接轉化為實際的走綫，是PCB設計的核心環節。您將學習不同信號綫的布綫技巧，包括單端信號、差分信號、電源綫、地綫的布綫規則。特彆會強調高頻信號的阻抗匹配、信號完整性（SI）的考慮，以及如何避免串擾、EMI（Electromagnetic Interference）等問題。 DRC（Design Rule Check）與LVS（Layout Versus Schematic）檢查： 設計完成後，必須進行嚴謹的檢查以確保設計的準確性和可製造性。我們將詳細講解DRC規則的設置與應用，以及LVS檢查的意義和操作方法，幫助您發現並修正潛在的設計錯誤。 Gerber文件生成與輸齣： Gerber文件是PCB製造廠接收的生産數據。您將學習如何正確地生成Gerber文件、鑽孔文件、BOM（Bill of Materials）錶以及其他必要的製造文檔，並理解各文件的含義和作用。 4. PCB製造工藝基礎： 瞭解PCB的製造工藝，有助於我們設計齣更易於生産、成本更優的PCB。本章將介紹： PCB的層數與結構： 單麵闆、雙麵闆、多層闆的結構特點，以及內層、外層的區彆。 PCB的基材： 常見的PCB基材（如FR-4、高頻闆材等）的特性與選擇。 PCB的製造流程： 從PCB裸闆的製作、層壓、鑽孔、電鍍、蝕刻，到錶麵處理、阻焊、絲印、測試等關鍵工藝環節。 PCB的後處理： 如金手指、阻抗控製、盲埋孔等特殊工藝的介紹。 二、 進階篇：掌握實用設計技巧與方法 在掌握瞭PCB設計的基礎知識後，本部分將聚焦於實際應用中更具挑戰性的技術和策略，幫助您提升設計能力，應對更復雜的項目需求。 5. EDA軟件實戰操作（以Altium Designer為例）： 理論知識需要與實踐工具相結閤。本書將以業界廣泛使用的EDA軟件Altium Designer為例，深入講解其各項功能的使用。您將跟隨詳細的步驟，學習： 項目管理與庫管理： 如何高效地組織項目文件，管理元器件庫、封裝庫、原理圖庫。 原理圖編輯進階： 復雜電路的繪製技巧，如參數化錶單、總綫創建、ERC（Electrical Rule Check）的使用。 PCB編輯器精通： 掌握PCB布局的各類工具，如手動布局、自動布局（需謹慎使用）、組件對齊、間距調整等。 布綫策略與技巧： 差分對布綫、電源完整性（PI）布綫、地綫網絡規劃、過孔的閤理使用。 3D模型應用： 利用3D模型進行PCB外形和組件安裝的可視化檢查。 高級設計功能： 如Allegro BGA Fanout、Push & Shove Router、Interactive Routing等，提升布綫效率。 信號完整性與電源完整性仿真簡介： 瞭解如何利用軟件內置的仿真工具進行初步的SI/PI分析。 CAMtastic Gerber查看與編輯： 學習如何使用CAMtastic查看和驗證Gerber文件。 6. 高速PCB設計要點： 隨著電子設備頻率的不斷提高，高速PCB設計成為關鍵挑戰。本章將深入探討： 信號完整性（SI）分析： 反射與阻抗匹配： 理解傳輸綫理論，學習如何計算和控製跡綫阻抗，以匹配源端和負載端的阻抗，最大限度地減少信號反射。 串擾（Crosstalk）： 分析相鄰信號綫之間的耦閤，學習如何通過間距、屏蔽、差分對等方式降低串擾。 時序問題： 瞭解信號延遲、時鍾抖動、建立時間和保持時間等對時序的影響，以及如何通過閤理的布綫來優化時序。 去耦電容的設計與布局： 掌握去耦電容的選擇、放置位置和數量，以確保電源穩定。 電源完整性（PI）分析： 電源分配網絡（PDN）設計： 如何設計低阻抗的電源分配網絡，確保各個工作點獲得穩定可靠的電源。 電源噪聲的抑製： 學習通過接地、濾波、屏蔽等技術來減少電源噪聲。 電磁兼容性（EMC）設計： EMI的産生與傳播： 理解EMI的傳播路徑和耦閤機製。 EMC設計策略： 學習如何在PCB設計階段采取措施，減少EMI的輻射和傳導，如接地平麵設計、濾波器的應用、信號路徑的優化、屏蔽的處理。 EMC測試與整改思路。 7. PCB散熱設計： 高性能電子設備往往伴隨著大量的熱量産生，有效的散熱設計至關重要。本章將重點介紹： 熱量産生源的識彆與評估。 PCB散熱的基本原理。 熱沉（Heatsinks）和散熱器的選擇與應用。 PCB銅箔麵積對散熱的影響。 散熱孔、通風槽的設計。 熱敏元器件的布局與散熱考量。 熱仿真簡介。 8. 可製造性設計（DFM）與可測試性設計（DFT）： 好的PCB設計不僅要性能優良，更要易於製造和測試。 DFM（Design For Manufacturability）： 介紹PCB製造過程中常見的工藝限製，如最小綫寬/間距、最小孔徑、過孔的類型（THT、SMT、埋孔、盲孔）、錶麵處理等，以及如何在設計中遵循這些規則，避免因設計不當導緻製造睏難和成本增加。 DFT（Design For Testability）： 講解如何在PCB設計中預留測試點，方便後續的功能測試和故障診斷，提高生産效率。 9. 特定領域PCB設計實踐（選講）： 根據實際需求，本書還會針對一些常見應用領域，提供具體的PCB設計指導： 嵌入式係統PCB設計： 如微處理器、FPGA、DSP等核心闆的設計要點。 射頻（RF）/微波PCB設計： 阻抗匹配、同軸綫、微帶綫、帶狀綫的設計。 電源PCB設計： 大電流處理、EMI抑製、功率器件的散熱。 數字信號處理（DSP）PCB設計： 高速信號、時鍾同步、去耦設計。 三、 實踐篇：項目案例分析與進階指導 理論與工具的掌握最終是為瞭解決實際問題。本部分將通過案例分析，將前麵學到的知識融會貫通，並提供進一步提升設計能力的建議。 10. 典型PCB設計項目案例分析： 我們將選取幾個不同復雜度的典型項目，如： 簡單消費電子闆： 如一個小型藍牙模塊或LED驅動闆。 中等復雜度開發闆： 如一個基於ARM Cortex-M係列微控製器的開發闆。 高性能嵌入式設備PCB： 如一個數據采集卡或小型網絡通信設備。 通過對這些項目的原理圖設計、PCB布局、布綫、DFM/DFT檢查、Gerber輸齣等環節進行詳細講解和復盤，幫助讀者理解實際項目中的決策過程和技術難點。 11. PCB設計中的常見問題與解決方案： 總結PCB設計過程中可能遇到的各種問題，如信號失真、電源不穩定、EMI超標、製造尺寸不匹配等，並提供針對性的解決方案。 12. PCB設計發展趨勢與學習進階： 展望PCB設計技術的未來發展方嚮，如AI在PCB設計中的應用、更高級的仿真工具、新型PCB材料與製造工藝等。最後，為讀者提供進一步學習和提升PCB設計能力的建議，包括參加專業培訓、閱讀技術文檔、參與開源項目等。 通過本書的學習，您將能夠從容地應對各類PCB設計任務，不僅能設計齣功能完善、性能穩定的電路闆，更能站在工程實現的角度，設計齣高效、可靠、易於生産的PCB，為您的電子産品開發之路奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我在市麵上看過不少聲稱是“入門”的PCB書籍，很多都隻是軟件操作手冊的變種，教你如何拖綫、如何放置元件，但一旦遇到實際的電磁兼容（EMC）或信號完整性（SI）問題，就完全束手無策瞭。然而，這本書在基礎構建之後，立刻轉嚮瞭對“質量”的深刻探討。它並沒有迴避高層級的工程挑戰，而是用一種非常務實的態度去解析它們。書中對於阻抗控製的講解，從理論推導到實際計算公式的運用，再到如何在主流EDA工具中實現約束設置，形成瞭一個完整的閉環學習體驗。我特彆欣賞作者對於接地和屏蔽策略的論述，他用不同場景（如模擬電路與數字電路共存、射頻部分集成）來劃分討論範圍，提供瞭明確的“做什麼”和“為什麼這麼做”的指導方針。這種深入且係統性的分析，讓我意識到PCB設計遠不止於畫齣漂亮的走綫，它本質上是一種電磁學在二維平麵上的藝術與科學的結閤。這本書讓我的設計思維從“能跑起來”提升到瞭“穩定可靠運行”的層次。

評分☆☆☆☆☆

從排版和內容組織上看，這本書的結構清晰、邏輯嚴密，閱讀體驗非常流暢。我尤其喜歡作者在每個關鍵章節後設置的“陷阱迴顧”或者“常見錯誤分析”欄目。這些小節常常通過一個具體的設計案例，來剖析一個常見的錯誤是如何産生的，以及正確的處理方式是什麼。這種“反嚮教學”的方法，比起直接羅列正確的做法，更能加深讀者的印象，也更容易在未來的設計中及時識彆風險。例如，關於電源層和地層之間的耦閤問題，書中用非常細緻的圖示說明瞭分割電源層的弊端，並提供瞭分層和填充的方法論。這本書的價值在於，它不僅僅是知識的傳遞，更是一種解決問題的思維模式的培養。它教會我如何係統性地思考一個PCB設計所麵臨的各種約束，並在這有限的空間內做齣最優化的權衡。可以說，它為我打開瞭PCB工程設計領域的一扇大門。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏把握得非常好，它不像某些教材那樣闆著臉孔，而是帶有一種資深工程師分享經驗的親切感。在講解設計規範（Design Guidelines）時，它著重強調瞭DFM（可製造性設計）的重要性。以前我總是等到設計快完成時纔突然想起某些特徵對後期的製造或焊接會造成睏難，但這本書在設計初期就反復強調瞭“與製造廠的溝通”和“標準工藝能力的評估”。比如，關於盲埋孔（Microvia）的使用時機和成本效益分析，書中給齣的建議非常中肯，避免瞭過度設計帶來的不必要開支。此外，作者對可靠性工程的關注也令人印象深刻，對熱管理和機械應力的考量，確保瞭設計不僅僅停留在電氣層麵，還延伸到瞭物理耐用性。閱讀過程中，我感覺自己像是在一位經驗豐富的導師的指導下，一步步避開那些隻有在實際量産後纔會暴露齣來的“坑”。對於想快速將設計轉化為閤格産品的工程師，這本書提供瞭極具價值的實戰智慧。

評分☆☆☆☆☆

這本《高質量PCB設計入門》確實讓人眼前一亮，特彆是對於像我這種剛接觸PCB設計，總感覺無從下手的初學者來說，它提供瞭一條清晰的學習路徑。首先，它並沒有一上來就堆砌復雜的理論和晦澀的術語，而是非常巧妙地從實際項目需求齣發，引導讀者去理解為什麼某些設計規則是必須遵守的。書中對材料選擇的討論非常深入，我以前總覺得隻要銅箔厚度夠就行，但讀完後纔明白介電常數、損耗角正切這些參數對高頻信號完整性的影響有多麼關鍵，甚至連PCB闆材的層疊結構對散熱性能的間接影響也被分析得頭頭是道。舉個例子，書中有一章專門講解瞭如何處理電源完整性（PI）問題，它不是簡單地告訴你“去耦電容要放近”，而是通過仿真圖例展示瞭不同電容選型和布局方式對迴路阻抗的影響，這比死記硬背規則有效多瞭。作者似乎深諳教學之道，總能在關鍵技術點上配上豐富的圖示和錶格，使得原本枯燥的技術細節變得直觀易懂。如果你想構建一個堅實的設計基礎，而不是僅僅停留在軟件操作層麵，這本書絕對是你的良師益友。

評分☆☆☆☆☆

這本書最打動我的是它對於“未來趨勢”的洞察力，這讓它不像是停留在傳統設計的參考書，更像是一份麵嚮未來的行動指南。尤其是在討論高速串行設計時，作者並沒有滿足於講解基本的差分對布綫，而是深入探討瞭眼圖（Eye Diagram）的解讀，以及如何利用時域和頻域分析工具來預估信號的質量裕度。這種前瞻性使得即便是初學者也能對當前行業的熱點技術，如DDR內存接口或高速SerDes的布綫要求有一個初步但紮實的認識。書中對3D電磁場仿真在解決復雜耦閤問題中的作用也做瞭精闢的闡述，雖然對於初學者來說可能略顯深奧，但它成功地在我心中埋下瞭不斷學習、持續深化的種子。它沒有把所有東西都“喂”給你，而是指齣瞭通往更深層次知識的橋梁，鼓勵讀者去探索更專業的工具和方法論。