Cadence高速電路闆設計與實踐(第2版) 9787121298585 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周潤景著 著

圖書標籤:

• Cadence
• 高速電路闆
• PCB設計
• 電子工程
• 實戰
• 信號完整性
• 電源完整性
• EMC
• 第2版
• 9787121298585

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121298585

商品編碼：29646869055

包裝：平裝

齣版時間：2016-09-01

基本信息

書名:Cadence高速電路闆設計與實踐(第2版)

：59.00元

售價：43.1元,便宜15.9元,摺扣73

作者:周潤景著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2016-09-01

ISBN：9787121298585

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

本書以Cadence Allegro SPB 16.6軟件為基礎，從設計實踐的角度齣發，以具體電路為範例，以PCB設計流程為順序，由淺入深地介紹元器件建庫、原理圖設計、信號完整性設計、布局、布綫、規則設置、後處理等PCB設計的全過程。本書主要內容包括原理圖輸入、元器件數據集成管理環境的使用、PCB信號完整性設計基礎知識、PCB設計，以及後期電路設計處理需要掌握的各項技能等。無論是前端開發（原理圖設計），還是PCB設計、PCB布綫實體的架構，本書都有全麵詳細的講解，極具參考和學習價值。為便於讀者閱讀、學習，特提供本書範例的下載資源，請訪問yydz.phei..網站，到“資源下載”欄目下載。

目錄

第1章 Cadence Allegro SPB 16.6簡介
1.1 概述
1.2 功能特點
1.3 設計流程
第2章 Capture原理圖設計工作平颱
2.1 Design Entry CIS軟件功能介紹
2.2 原理圖工作環境
2.3 設置圖紙參數
2.4 設置打印屬性
第3章 製作元器件及創建元器件庫
3.1 OrCAD\\Capture元器件類型與元器件庫
3.2 創建新工程
3.3 創建復閤封裝元器件
3.4 創建其他元器件
習題
第4章 創建新設計
4.1 原理圖設計規範
4.2 Capture基本名詞術語
4.3 放置元器件
4.4 創建分級模塊
4.5 修改元器件序號與元器件值
4.6 連接電路圖
4.7 添加網絡組
4.8 標題欄的處理
4.9 添加文本和圖像
4.10 CIS抓取網絡元器件
習題
第5章 PCB設計預處理
5.1 編輯元器件的屬性
5.2 Capture到Allegro PCB Editor的信號屬性分配
5.3 建立差分對
5.4 Capture中總綫（Bus）的應用
5.5 元器件的自動對齊與排列
5.6 原理圖繪製後續處理
5.6.1 設計規則檢查
5.6.2 迴注（Back Annotation）
5.6.3 自動更新元器件或網絡的屬性
5.6.4 生成網絡錶
5.6.5 生成元器件清單和交互參考錶
5.6.6 元器件屬性參數的輸齣與輸入
習題
第6章 Allegro的屬性設置
6.1 Allegro的界麵介紹
6.2 設置工具欄
6.3 定製Allegro環境
6.4 定義和運行腳本
6.5 屬性參數的輸入與輸齣
習題
第7章 焊盤製作
7.1 基本概念
7.2 熱風焊盤的製作
7.3 貫通孔焊盤的製作
7.4 貼片焊盤的製作
第8章 元器件封裝的製作
8.1 封裝符號基本類型
8.2 集成電路封裝的製作
8.3 連接器（IO）封裝的製作
8.4 分立元器件（DISCRETE）封裝的製作
8.4.1 貼片式分立元器件封裝的製作
8.4.2 直插式分立元器件封裝的製作
8.4.3 自定義焊盤封裝製作
8.4.4 使用閤並Shape創建組閤幾何圖形
習題
第9章 PCB的建立
9.1 建立PCB
9.1.1 使用PCB嚮導（Board Wizard）建立4層PCB
9.1.2 建立PCB機械符號
9.2 建立Demo設計文件
9.3 輸入網絡錶
習題
第10章 PCB設計基礎
10.1 PCB相關問題
10.2 地平麵與地跳躍
10.3 PCB的電氣特性
10.4 PCB布局/布綫注意事項
10.4.1 元器件的布局
10.4.2 PCB疊層設置
10.4.3 綫寬和綫間距
第11章 設置設計約束
11.1 間距約束設置
11.2 物理規則設置
11.3 設定設計約束（Design Constraints）
11.4 設置元器件/網絡屬性
習題
第12章 布局
12.1 規劃PCB
12.2 手工擺放元器件
12.3 按Room快速擺放元器件
12.4 原理圖與Allegro交互擺放
12.5 交換
12.6 排列對齊元器件
12.7 使用PCB Router自動布局
習題
第13章 敷銅
13.1 基本概念
13.2 為平麵層建立形狀（Shape）
13.3 分割平麵
13.4 分割復雜平麵
習題
第14章 布綫
14.1 布綫的基本原則
14.2 布綫的相關命令
14.3 定義布綫的格點
14.4 手工布綫
14.5 扇齣（Fanout By Pick）
14.6 群組布綫
14.7 自動布綫的準備工作
14.8 自動布綫
14.9 控製並編輯綫
14.9.1 控製綫的長度
14.9.2 差分布綫
14.9.3 添加T點
14.9.4 45°角布綫調整（Miter By Pick）
14.9.5 改善布綫的連接
14.10 優化布綫（Gloss）
習題
第15章 後處理
15.1 重新命名元器件序號
15.2 迴注（Back Annotation）
15.3 文字麵調整
15.4 建立絲印層
15.5 建立孔位圖
15.6 建立鑽孔文件
15.7 建立Artwork文件
15.8 輸齣底片文件
15.9 瀏覽Gerber文件
習題
第16章 Allegro其他高級功能
16.1 設置過孔的焊盤
16.2 更新元器件封裝符號
16.3 Net和X
16.4 技術文件的處理
16.5 設計重用
16.6 DFA檢查
16.7 修改env文件
習題
附錄A 使用LP Wizard自動生成元器件封裝
A.1 製作QFN封裝
A.2 製作BGA封裝

作者介紹

周潤景教授，中國電子學會高級會員，IEEE/EMBS會員，國傢自然科學基金項目'高速數字係統的信號與電源完整性聯閤設計與優化”等多項*、省部級科研項目負責人，主要從事模式識彆與智能係統、控製工程的研究與教學工作，具有豐富的教學與科研經驗。

文摘

序言

電子設計領域的進階之路：洞悉高速PCB設計的精髓與挑戰 隨著電子設備集成度的不斷提升和性能要求的日益嚴苛，高速電路闆（High-Speed Printed Circuit Board, PCB）設計已成為電子工程領域的核心議題。從高性能服務器、尖端通信設備到先進的醫療器械，無一不依賴於精密的PCB設計來承載和傳遞高速信號。然而，伴隨信號速度的提升，諸如信號完整性（Signal Integrity, SI）、電源完整性（Power Integrity, PI）、電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）等一係列復雜的設計挑戰也隨之而來。理解並掌握這些挑戰的內在機理，並運用有效的工具和方法加以解決，是每一位追求卓越的電子工程師必須具備的關鍵技能。 本書並非僅僅羅列技術術語或介紹某款特定軟件的操作指南，而是旨在為讀者構建一個紮實的高速PCB設計理論框架，並深入剖析實際設計過程中可能遇到的各類問題及其解決方案。它將帶領讀者穿越紛繁復雜的電磁現象，理解高速信號在PCB上傳播的物理規律，從而從源頭上規避潛在的設計缺陷。 核心理論基石：信號完整性與高速信號傳播 高速PCB設計的首要挑戰在於確保信號的完整性。當信號上升沿和下降沿的時間縮短，其波長變得與PCB上的走綫長度相當時，傳統的理想導綫模型將不再適用。信號在傳輸過程中會受到阻抗不匹配、反射、串擾（Crosstalk）、振鈴（Ringing）和過衝（Overshoot）等效應的影響，這些都會導緻信號失真，從而影響電路的正常工作。 本書將詳細闡述這些現象的物理成因。例如，我們將探討傳輸綫理論，理解阻抗的定義及其對信號反射的影響。PCB布局中的走綫寬度、介質層的厚度、銅箔的厚度以及鑽孔的形態，都會對傳輸綫的特性阻抗産生微妙的影響。讀者將學習如何精確計算和控製這些參數，以實現目標阻抗的匹配，最大限度地減少信號反射。 串擾是另一個不容忽視的高速設計難題。相鄰走綫之間通過電場和磁場耦閤，會産生相互乾擾。當一條走綫上的信號變化時，會在另一條走綫上感應齣噪聲，尤其是在高速切換的信號之間。本書將深入分析串擾的産生機理，如容性耦閤和感性耦閤，並提供多種有效的抑製策略，包括但不限於：增加走綫之間的間距、采用差分對設計、閤理地屏蔽關鍵信號綫、以及利用地綫作為隔離。讀者將學習如何利用電磁場仿真工具來量化串擾的程度，並根據仿真結果優化PCB布局和布綫。 此外，信號的上升沿/下降沿時間以及時鍾頻率的增加，會使得信號的諧波分量覆蓋更寬的頻帶。如果PCB走綫的長度接近或大於信號的十二分之一波長，走綫本身就變成瞭天綫，可能輻射齣電磁能量（EMI），同時也更容易接收外部電磁乾擾（EME）。本書將會深入探討這一問題，講解傳播延遲（Propagation Delay）、時間延遲（Time Delay）等概念，以及它們如何影響信號的時序，特別是在多時鐘域係統中。 電源完整性：穩定高效的能量供應 高速電路闆設計遠不止信號的傳播，穩定且清潔的電源供應同樣至關重要。高速器件在工作時，其瞬間電流需求變化極大，如果電源分配網絡（Power Distribution Network, PDN）的阻抗過高，或者濾波不足，將導緻電源電壓的跌落（Power Droop）和噪聲（Power Noise），嚴重影響器件的性能和穩定性。 本書將深入解析PDN的設計原理。我們將從多層PCB的電源層和地層設計談起，分析它們的電感和電阻特性，以及它們在提供低阻抗路徑方麵的重要作用。讀者將學習如何通過閤理劃分電源域、使用去耦電容（Decoupling Capacitors）來有效降低PDN的阻抗，並抑製瞬態電流變化引起的電壓波動。 去耦電容的選擇和布局是PDN設計中的關鍵環節。本書將詳細介紹不同類型去耦電容（如陶瓷電容、鉭電容）的頻率響應特性，以及如何根據目標器件的頻率特性選擇閤適的容值和布局位置，以在不同頻段實現有效的去耦。讀者將理解“近水樓颱先得月”的去耦原理，即去耦電容越靠近器件的電源引腳，其濾波效果越好。 此外，本書還將探討電源完整性仿真的重要性。通過對PDN進行DC和AC分析，可以預測電源電壓在不同負載下的變化情況，以及在不同頻率下的阻抗特性。這些仿真結果能夠幫助設計者及時發現潛在的電源問題，並進行針對性的優化。 電磁兼容性：駕馭電磁輻射的挑戰 現代電子設備越來越趨嚮於小型化和高性能化，這使得電磁兼容性（EMC）成為設計過程中不可或缺的一環。良好的EMC設計不僅是為瞭滿足法規要求，更是為瞭保證産品在復雜電磁環境中的可靠運行，同時不乾擾其他設備。 本書將係統地介紹EMC的基本概念，包括輻射發射（Radiated Emissions）和傳導發射（Conducted Emissions），以及輻射敏感性（Radiated Susceptibility）和傳導敏感性（Conducted Susceptibility）。我們將分析高速信號綫、時鍾綫、開關電源等潛在的EMC問題源，以及如何通過PCB設計來控製這些輻射。 在PCB布局方麵，本書將強調“整體規劃”的重要性。例如，閤理的高速信號布局，盡量縮短走綫長度，避免信號綫跨越電源層間的縫隙，以及采用閤適的差分對設計，都可以有效降低信號輻射。在布綫方麵，走綫與地綫的緊密耦閤，以及信號層與地層之間的適當隔離，都是減少信號輻射的有效手段。 濾波器的設計與應用是EMC設計的重要組成部分。本書將介紹不同類型的濾波器，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器及其在EMI抑製方麵的應用。讀者將瞭解如何根據具體的EMI頻譜特性，選擇閤適的濾波器類型和元件參數，以達到預期的抑製效果。 此外，本書還將介紹屏蔽（Shielding）技術在EMC設計中的應用。例如，對關鍵的敏感電路進行屏蔽，或者采用帶有屏蔽罩的連接器，都能有效降低EMI/EME的影響。 流程與實踐：從概念到實現的完整路徑 理論知識固然重要，但更重要的是如何將其轉化為實際的設計。本書將貫穿整個高速PCB設計流程，從原理圖設計、元器件選型、PCB布局、布綫規則設置，到信號完整性、電源完整性、EMC的仿真驗證，再到 Gerber文件的生成與生産製造。 讀者將學習如何根據實際需求，閤理地劃分PCB層數，選擇閤適的PCB材料（如FR-4、Polyimide等），以及理解不同材料的介電常數（Dk）和損耗因子（Df）對高速信號傳播的影響。 在布局階段，本書將提供係統性的指導，例如，如何進行關鍵器件的初步定位，如何規劃電源和地綫的走綫路徑，以及如何為高速信號綫預留閤理的布綫空間。 布綫是PCB設計中最具挑戰性的環節之一。本書將詳細介紹高速信號的布綫規則，如阻抗匹配布綫、差分對布綫、等長布綫、避免串擾的布綫技巧等。讀者將學習如何利用EDA工具中的規則檢查（DRC）功能，來保證布綫的閤規性。 仿真驗證是高速PCB設計中不可或缺的關鍵步驟。本書將深入探討多種仿真工具的原理和應用，例如，SPICE仿真用於電路功能驗證，SI/PI仿真用於信號和電源完整性分析，EMC仿真用於預估電磁兼容性能。讀者將學習如何設置仿真參數，分析仿真結果，並根據仿真反饋進行設計優化。 最後，本書還將觸及PCB生産製造的環節，如 Gerber文件的準備，以及與PCB製造商的溝通和協作。理解PCB製造過程中的公差和限製，對於設計齣可製造且性能可靠的高速PCB至關重要。 進階視角：前瞻性技術與未來趨勢 除瞭基礎理論和實踐，本書還將觸及一些前沿的高速PCB設計技術和未來發展趨勢。例如，隨著信號速率的不斷提高，傳統PCB材料的損耗逐漸成為瓶頸，本書將介紹新興的低損耗PCB材料及其應用。此外，對於更高頻率的應用，如毫米波通信，將需要更精密的微帶綫、帶狀綫等傳輸綫結構設計，以及更先進的電磁仿真技術。 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的學習路徑，使其不僅能夠掌握當前主流的高速PCB設計技術，更能對未來的技術發展趨勢有所洞察。通過本書的學習，讀者將能夠更自信地應對日益復雜和挑戰性的電子設計難題，在電子設計領域不斷精進，創造齣更卓越的産品。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的啓發是其對“係統級思維”的強調。在過去，我可能更側重於單個器件或一條綫的信號完整性分析，但這本書的視角是宏觀的，它將高速設計放到瞭整個PCB製造和裝配的背景下進行審視。我尤其喜歡它對材料科學的探討，比如不同介電常數（Dk）和損耗角正切（Df）的PCB基材如何影響超寬帶信號的衰減，以及這些參數如何與層疊結構緊密耦閤。這些內容往往被其他專注於電路理論的書籍所忽略，但恰恰是決定最終産品可靠性的關鍵因素。通過這本書的學習，我開始從“畫綫”的工程師轉變為“構建係統”的工程師，開始更早地介入到材料選型和製造工藝的討論中去。這種前瞻性的指導，對於優化整個産品開發周期，減少後期返工至關重要。

評分☆☆☆☆☆

我得說，這本書的語言風格非常直接且富有技術深度，它不像某些譯著那樣，充滿瞭晦澀難懂的直譯腔調，而是以一種非常地道的、工程師之間交流的方式來闡述復雜的物理現象。例如，在討論地彈（Ground Bounce）的抑製策略時，作者采用瞭非常形象的比喻來解釋電流迴路麵積對噪聲耦閤的影響，這種生動的敘述方式極大地降低瞭理解門檻。更難能可貴的是，它並沒有迴避設計中的灰色地帶和工程妥協。書中明確指齣瞭不同設計規則下的性能權衡，例如，為瞭追求更高的帶寬而犧牲的成本和可製造性之間的微妙平衡。這種坦誠的分享，讓讀者能更理性地看待設計決策，而不是盲目追求理論上的“完美”。對於需要嚮項目經理或非技術背景同事解釋設計決策的我來說，書中提供的那些清晰的量化指標和論據，起到瞭極好的支撐作用。

評分☆☆☆☆☆

從工具鏈適配的角度來看，這本書的處理方式非常成熟和實用。它沒有死闆地推崇某一個特定的EDA軟件，而是著重講解瞭不同仿真工具（無論是時域還是頻域分析）背後的數學模型和適用場景。書中的案例往往會提及如何在主流仿真環境中設置邊界條件、如何導入實際的IBIS模型進行準確的仿真校驗。這種“授人以漁”的教育理念，確保瞭讀者學到的知識具有長久的生命力，即便未來的工具界麵發生瞭變化，其底層的物理原理和分析方法依然有效。對於我這樣需要在多種平颱和不同代工廠之間周鏇的工程師來說，這本書提供的通用性分析框架，極大地提升瞭我跨平颱協作的效率和準確性。它不僅是本教科書，更像是一份能在麵對復雜項目時，提供穩定技術支撐的“工具箱說明書”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織結構簡直是為資深工程師量身定製的“速查手冊”與“深度指南”的完美結閤體。它沒有在那些人盡皆知的通用基礎知識上浪費篇幅，而是直奔高速設計的核心痛點：比如復雜的封裝寄生效應建模、非綫性傳輸綫的精確仿真方法，以及在極端頻率下如何處理串擾和電源完整性（PDN）的微小波動。我特彆關注瞭其中關於S參數和T參數應用的部分，作者闡述瞭如何在實際工具鏈中運用這些矩陣參數進行多端口網絡分析，並結閤瞭實際測試驗證的流程，這種貼近工業實際操作的深度講解，是很多教科書所欠缺的。讀完相關章節後，我立刻嘗試將書中的方法論應用到我手頭的一個高頻互聯項目上，發現之前睏擾已久的測量偏差問題得到瞭很好的解釋和修正。可以說，這本書的價值並不在於提供現成的“答案”，而在於提供瞭一套係統化、可復用的、解決未來新挑戰的“思維框架”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版確實讓人眼前一亮，封麵設計簡潔而富有專業感，拿在手裏分量十足，厚實的紙張和清晰的印刷質量讓人感覺物有所值。初翻閱時，我注意到章節之間的邏輯銜接非常順暢，從基礎概念的引入到復雜設計流程的深入探討，循序漸進，即便是初次接觸高速設計的讀者也能較快地跟上節奏。尤其欣賞的是書中那些精心繪製的插圖和示意圖，它們不僅僅是裝飾，更是對抽象電磁理論和電路行為的具象化解釋，很多我先前通過文字難以理解的阻抗匹配、信號完整性問題，在圖示的輔助下瞬間變得清晰明瞭。作者似乎非常注重理論與實踐的平衡，章節末尾經常附帶一些思考性的問題或者簡短的案例分析，這極大地激發瞭讀者的主動學習欲望，讓人不僅僅停留在“讀完”的層麵，而是真正開始“消化”知識。這種注重用戶體驗的細節處理，使得整本書的閱讀過程成為一種享受，而不是枯燥的任務。它散發齣的那種嚴謹且務實的學術氣息，讓人對後續內容的深度和準確性充滿瞭信心。