OrCAD & PADS高速电路板设计与仿真(第3版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周润景，托平，贾雯著 著

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• 信号完整性
• 电源完整性
• 电磁兼容性
• 第三版

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121250309

商品编码：29688592916

包装：平装

出版时间：2015-01-01

基本信息

书名：OrCAD & PADS高速电路板设计与仿真(第3版)

定价：88.00元

作者：周润景,托平,贾雯著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-01-01

ISBN：9787121250309

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书以OrCAD 16.6和Mentor公司新开发的Mentor PADS 9.5版本为基础，以具体的电路为范例，讲解高速电路板设计与仿真的全过程。原理图设计采用OrCAD 16.6软件，介绍了元器件原理图符号的创建、原理图设计；PCB设计采用PADS软件，介绍了创建元器件封装库，PCB布局、布线；高速电路板设计采用HyperLynx软件，进行布线前、后的仿真；输出采用CAM350软件，进行导出与校验等。此外，为了便于读者阅读、学习，本书提供了范例。

目录

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章 软件安装及License设置
1.1 概述
1.2 原理图绘制软件的安装
1.3 PADS系列软件的安装
第2章 Capture原理图设计工作平台
2.1 Design Entry CIS软件功能介绍
2.2 原理图工作环境
2.3 设置图纸参数
2.4 设置设计模板
2.5 设置打印属性
习题
第3章 制作元器件及创建元器件库
3.1 创建单个元器件
3.1.1 直接新建元器件
3.1.2 用电子表格新建元器件
3.2 创建复合封装元器件
3.3 大元器件的分割
3.4 创建其他元器件
习题
第4章 创建新设计
4.1 原理图设计规范
4.2 Capture基本名词术语
4.3 建立新项目
4.4 放置元器件
4.4.1 放置基本元器件
4.4.2 对元器件的基本操作
4.4.3 放置电源和接地符号
4.4.4 完成元器件放置
4.5 创建分级模块
4.6 修改元器件序号与元器件值
4.7 连接电路图
4.8 标题栏的处理
4.9 添加文本和图像
4.10 建立压缩文档
4.11 平坦式和层次式电路图设计
4.11.1 平坦式和层次式电路的特点
4.11.2 电路图的连接
习题
第5章 PCB设计预处理
5.1 编辑元器件的属性
5.2 Capture到Allegro PCB Editor的信号属性分配
5.3 建立差分对
5.4 Capture中总线（Bus）的应用
5.5 原理图绘制后续处理
5.5.1 设计规则检查
5.5.2 为元器件自动编号
5.5.3 回注（Back Annotation）
5.5.4 自动更新元器件或网络的属性
5.5.5 生成元器件清单
5.5.6 属性参数的输出/输入
5.5.7 生成网络表
习题
第6章 PADS Layout的属性设置
6.1 PADS Layout界面介绍
6.2 PADS Layout的菜单
6.2.1 “File”菜单
6.2.2 “Edit”菜单
6.2.3 “View”菜单
6.2.4 “Setup”菜单
6.2.5 “Tools”菜单
6.2.6 “Help”菜单
6.3 PADS Layout与其他软件的链接
习题
第7章 定制PADS Layout环境
7.1 Options参数设置
7.2 设置Setup参数
习题
第8章 PADS Layout的基本操作
8.1 视图控制方法
8.2 PADS Layout 的4种视图模式
8.3 无模式命令和快捷键
8.4 循环选择（Cycle Pick）
8.5 过滤器基本操作
8.6 元器件基本操作
8.7 绘图基本操作
第9章 元器件类型及库管理
9.1 PADS Layout的元器件类型
9.2 “Decal Editor”（封装编辑器）界面简介
9.3 封装向导
9.4 不常用元器件封装举例
9.5 建立元器件类型
9.6 库管理器
习题
0章 布局
10.1 布局前的准备
10.2 布局应遵守的原则
10.3 手工布局
习题
1章 布线
11.1 布线前的准备
11.2 布线的基本原则
11.3 布线操作
11.4 控制飞线的显示和网络颜色的设置
11.5 自动布线器的使用
习题
2章 覆铜及平面层分割
12.1 覆铜
12.2 平面层（Plane）
习题
3章 自动标注尺寸
13.1 自动标注尺寸模式简介
13.2 尺寸标注操作
4章 工程修改模式操作
14.1 工程修改模式简介
14.2 ECO工程修改模式操作
14.3 比较和更新
习题
5章 设计验证
15.1 设计验证简介
15.2 设计验证的使用
习题
6章 定义CAM文件
16.1 CAM文件简介
16.2 光绘输出文件的设置
16.3 打印输出
16.4 绘图输出
习题
7章 CAM输出和CAM Plus
17.1 CAM350用户界面介绍
17.2 CAM350的快捷键及D码
17.3 CAM350中Gerber文件的导入
17.4 CAM的排版输出
17.5 CAM Plus的使用
8章 新建信号完整性原理图
18.1 自由格式（Free-Form）原理图
18.2 原理图设计进阶
习题
9章 布线前仿真
19.1 对网络的LineSim仿真
19.2 对网络的EMC分析
习题
第20章 LineSim的串扰及差分信号仿真
20.1 串扰及差分信号的技术背景
20.2 LineSim的串扰分析
20.3 LineSim的差分信号仿真
习题
第21章 HyperLynx模型编辑器
21.1 集成电路的模型
21.2 IBIS模型编辑器
21.3 使用IBIS模型
习题
第22章 布线后仿真（BoardSim）
22.1 BoardSim用户界面
22.2 快速分析整板的信号完整性和EMC问题
22.3 在BoardSim中运行交互式仿真
22.4 使用曼哈顿布线进行BoardSim仿真
习题
第23章 BoardSim的串扰及Gbit信号仿真
23.1 快速分析整板的串扰强度
23.2 交互式串扰仿真
23.3 Gbit信号仿真
习题
第24章 高级分析技术
24.1 4个“T”的研究
24.2 BoardSim中的差分对
24.3 建立SPICE电路连接
24.4 标准眼图与快速眼图仿真
习题
第25章 多板仿真
25.1 多板仿真概述
25.2 建立多板仿真项目
25.3 运行多板仿真
25.4 多板仿真练习

作者介绍

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文摘

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序言

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纵横PCB设计：从理论到实践的深度探索 在电子产品飞速发展的今天，高性能、高集成度的电路板设计已成为核心竞争力。本书并非仅仅罗列工具软件的操作步骤，而是致力于为读者构建一套严谨、系统、前瞻性的高速电路板设计理念与实操体系。我们将深入剖析高速信号传输的本质，从物理层面的电磁场理论出发，逐步引导读者理解信号完整性（SI）、电源完整性（PI）、电磁兼容性（EMC）等关键技术，并将其有机地融入到实际的PCB设计流程中。 信号完整性：驾驭高速信号的艺术 本书将以详实的理论基础为起点，深入探讨高速信号在PCB上传输时面临的各种挑战。我们将系统性地讲解阻抗匹配、反射、串扰、损耗、时域反射（TDR）、眼图分析等核心概念。读者将了解到，信号完整性并非仅仅是时序上的精确，更关乎信号在传输路径上的形态保持，以及如何最大限度地降低信号失真，确保数据传输的可靠性。 阻抗匹配的深度解析：我们将不仅仅停留在“阻抗要匹配”的层面，而是深入讲解不同阻抗值对信号反射的影响，以及如何根据传输线特性、连接器、器件封装等因素，精确计算并实现所需的阻抗。这包括了单端线、差分线以及各种复杂走线拓扑的阻抗控制方法。 反射的根源与规避：理解阻抗不匹配导致的反射是改善信号质量的关键。本书将详细分析反射的产生机制，包括终端反射、串联/并联不匹配、层叠结构变化等，并提供多种有效的反射抑制策略，如使用终端匹配电阻、优化过孔设计、合理布线等。 串扰的挑战与控制：在高速信号系统中，相邻信号线之间的串扰（Crosstalk）会引入噪声，降低信号质量。我们将剖析远端串扰（Far-end Crosstalk, FEXT）和近端串扰（Near-end Crosstalk, NEXT）的原理，并提供诸如增加线间距、采用差分对、优化布线顺序、使用屏蔽层等多种行之有效的串扰抑制技术。 信号损耗的量化分析：在高频下，导体损耗和介质损耗都会导致信号能量衰减。本书将介绍如何量化分析这些损耗，并提供降低损耗的措施，如选择低损耗的PCB介质材料、优化线宽和线厚、减小过孔的影响等。 时域反射（TDR）的实战应用：TDR是检测PCB走线阻抗和发现缺陷的强大工具。我们将详细介绍TDR的工作原理，以及如何通过TDR测量来评估PCB制造质量、识别阻抗变化点、定位潜在的信号完整性问题。 眼图分析的精髓：眼图是衡量信号质量最直观的指标之一。本书将深入解析眼图的各个参数，如眼高、眼宽、抖动、噪声等，并指导读者如何通过眼图来评估信号的健康状况，判断设计是否满足要求，以及如何通过调整设计来优化眼图。 电源完整性：稳定可靠的基石 高速数字电路对电源的稳定性要求极高，任何微小的电压波动都可能引发系统性的错误。本书将深刻阐述电源完整性（PI）的重要性，并系统性地介绍如何设计和优化电源分配网络（PDN），确保为器件提供稳定、纯净的电源。 PDN的建模与仿真：我们将介绍如何构建精确的PDN模型，包括PCB走线、过孔、电源层、地层、去耦电容等所有影响电源性能的元素。并通过仿真手段，预测PDN的阻抗特性，识别电压跌落（IR Drop）和电源噪声。 去耦电容的设计与优化：去耦电容是PI设计的核心。本书将详细讲解不同类型去耦电容的特性、选型原则，以及如何根据器件的功耗特性和频率响应，合理布局和分配去耦电容，以达到最佳的滤波效果。 电源层与地层的规划：良好的电源层和地层设计是实现低阻抗PDN的关键。我们将探讨如何设计实心电源层和地层，以及如何在多层PCB中有效分割和连接电源和地。 IR Drop的分析与抑制：IR Drop（压降）是影响电源稳定性的重要因素。本书将提供多种分析IR Drop的方法，包括手工计算和仿真分析，并提出有效的抑制策略，如增大电源线宽、优化层叠结构、增加去耦电容等。 电磁兼容性（EMC）：和谐共存的保障 在日益复杂的电子环境中，电磁兼容性已不再是可选的要求，而是必不可少的考量。本书将从理论到实践，系统讲解EMC的基本原理，以及如何在PCB设计中采取有效措施，降低EMI（电磁干扰）的产生和耦合，提高产品的抗干扰能力。 EMI的产生机制与传播途径：我们将深入剖析EMI的产生源头，如高频开关电路、时钟信号、差分信号等，并分析EMI在PCB上的传播途径，包括辐射、传导等。 EMC设计原则与策略：本书将系统性地介绍EMC设计的一系列原则，如源抑制、路径衰减、敏感度降低等，并详细讲解具体的EMC设计技术，包括： 走线规划：如何合理规划信号线，减少回路面积，避免并行走线，控制差分线间距。 地平面设计：如何设计连续、低阻抗的地平面，有效抑制EMI的传播。 过孔优化：如何优化过孔设计，减小寄生电感，降低EMI辐射。 屏蔽与滤波：在必要时，如何使用屏蔽罩、滤波元件来隔离EMI。 器件布局：如何合理布局关键器件，减小EMI耦合。 EMC仿真与测试：虽然本书侧重于设计，但也会提及EMC仿真的重要性，以及如何根据仿真结果优化设计。同时，会指导读者如何理解EMC测试报告，并根据测试结果进行设计改进。 PCB设计流程与实践 本书并非孤立地讲解各项技术，而是将所有理论知识融入到完整的PCB设计流程中。我们将引导读者从原理图设计开始，逐步深入到PCB布局、布线、DRC/LVS检查、制造输出等各个环节，并贯穿始终地强调高速设计和EMC的要求。 原理图设计中的考量：在原理图阶段，就需要初步考虑高速信号的特性，如差分信号的定义、端口的阻抗设置、去耦电容的初步选型等。 PCB布局的关键技巧：合理的布局是高速PCB设计的灵魂。我们将详细讲解器件的功耗、信号流向、信号类型、时钟分布、去耦电容的放置等因素对布局的影响。 布线策略的精细化：本书将提供详尽的布线指导，包括单端线、差分线、电源线的布线规则，如何处理过孔、过孔阵列，如何规划信号层与电源/地层，以及如何进行拓扑优化。 DRC/LVS检查的深入理解：我们将讲解如何设置和利用DRC（设计规则检查）和LVS（版图与原理图一致性检查）来发现和修正设计中的错误，特别是那些可能影响高速信号和EMC的问题。 制造输出与工艺协同：我们将介绍PCB制造工艺对高速设计的影响，以及如何根据PCB厂家的工艺能力，生成准确的制造文件，确保设计意图在制造中得到完美实现。 先进的仿真技术应用 本书将结合业界主流的仿真工具（如Altair PollEx, Keysight ADS, Ansys SIwave等），通过大量的实例，演示如何运用这些工具进行信号完整性、电源完整性以及电磁兼容性的仿真分析。读者将学会如何建立仿真模型，运行仿真，分析仿真结果，并根据仿真数据指导设计优化。 SI仿真实例：通过实际案例，演示如何对高频连接器、多层PCB走线进行SI仿真，分析阻抗、反射、串扰等问题。 PI仿真实例：展示如何对PDN进行IR Drop和噪声仿真，评估去耦电容的有效性，优化电源分配方案。 EMC仿真实例：介绍如何利用EMC仿真工具预测EMI辐射，分析EMI的传播路径，并找出潜在的EMC风险点。 本书的目标读者 本书适合于有一定PCB设计基础，希望深入了解高速电路板设计原理、掌握信号完整性、电源完整性、电磁兼容性设计技术的工程师。也适合于正在学习PCB设计的学生，为他们打下坚实的理论基础，培养正确的设计思维。 通过学习本书，您将能够： 深刻理解高速信号传输的物理原理。 掌握系统性的信号完整性、电源完整性、电磁兼容性设计方法。 熟练运用仿真工具进行设计分析与优化。 设计出满足严苛性能要求的、稳定可靠的高速电路板。 本书不仅仅是关于工具软件的教程，更是关于如何以科学、严谨的态度去应对复杂的高速PCB设计挑战。我们相信，掌握了这些核心理念和方法，您将能够自信地驾驭各种复杂的高速电路板设计项目，为您的产品在激烈的市场竞争中赢得先机。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常沉稳大气，用词精准，充满了严谨的学术气息，但又没有过度堆砌晦涩难懂的术语。它在处理诸如串扰（Crosstalk）和反射（Reflection）这类高速电路设计的核心问题时，采用了非常系统和深入的分析框架。我特别欣赏作者对这些现象成因的追溯能力，往往能从最基本的物理定律出发，层层递进地推导出实际电路中的表现形式。举个例子，讲解反射时，它不仅提到了终端匹配的重要性，还详细分析了阶跃信号在传输线上传播时，由于阻抗不连续点引起的电压波形变化过程，配有清晰的时域图谱对比。这使得我对“信号完整性”这个抽象概念有了更清晰的物理图像。对于那些追求设计极限的工程师来说，书中对高频电磁兼容性（EMC）预先分析的章节尤为宝贵，它教会我们如何在设计早期就将EMC的考量融入架构决策中，而不是等到测试阶段才手忙脚乱地进行整改。

评分☆☆☆☆☆

从整体架构来看，这本书的覆盖面非常广，几乎囊括了现代高速电路设计领域所需的所有关键技术点，但它的深度也令人印象深刻，没有丝毫流于表面。我最欣赏的一点是，它似乎有意将数字电路设计和模拟/射频设计的思路进行融合。例如，在讨论信号衰减时，它不仅考虑了介质损耗，还联系到了实际信号源的驱动能力和接收端的输入模型。对于像DDR内存接口、SerDes（串行解串器）这类对时序要求极为苛刻的子系统，书中的章节简直是一份详尽的“红线检查清单”，详细列出了诸如抖动预算、眼图测试标准以及通道仿真流程。这对于那些负责前沿高速接口设计的团队来说，无疑是一份极具价值的参考手册。这本书的份量和内容的广度，让我相信它能够伴随一个电子工程师从初级工程师成长为资深架构师的整个职业生涯，是一份值得长期珍藏和持续学习的宝藏级文献。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的装帧和纸张质量确实不错，让人爱不释手，但真正让我愿意反复研读的是它对于“仿真”工具的深入剖析。它不仅仅是简单介绍工具的操作界面，而是将仿真模型建立的哲学思想讲透了。书中对S参数、TDR/TDT测试原理的阐述非常到位，这些知识是进行准确仿真和验证的基石。我过去总是依赖仿真软件的默认设置，导致结果与实际测量值存在较大偏差。读完这本书后，我才明白，错误的模型输入和不合理的仿真环境设置才是罪魁祸首。作者花了大量篇幅讲解如何根据实际PCB工艺参数来校准仿真模型，以及如何利用时域和频域分析工具进行互补验证，确保仿真结果的可靠性。这种对“工具背后的原理”的深度挖掘，极大地提升了我对仿真结果的判断力和信任度，让我能够更有信心地去评估和优化复杂高速互连系统的性能。

评分☆☆☆☆☆

我本来以为这本是那种枯燥的教科书类型，没想到在实战应用案例的剖析上做得如此出色。它没有停留在理论的象牙塔里，而是大量引用了实际工业界中遇到的典型高速设计难题，比如高密度互连（HDI）中的过孔效应、电源完整性（PI）中的去耦电容选择与布局策略。最让我感到惊喜的是，书中对于设计规则检查（DRC）和设计约束（Constraint Manager）的讲解，简直是手把手的教程。它不仅告诉我们“要怎么做”，更深入地解释了“为什么这么做”，比如在设置差分对走线时，为什么要求长度、阻抗和间距要保持严格的一致性，以及这些参数的微小偏差如何转化为实际系统中的抖动（Jitter）。作者似乎非常了解工程师在实际工作中会遇到的痛点，提供的解决方案既具有前瞻性，又极具可操作性。阅读过程中，我忍不住将书中的方法应用到我正在进行的项目中，发现原先困扰我的许多性能瓶颈竟然迎刃而解，这种即学即用的效果，是很多其他参考书难以比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当有吸引力，那种深邃的蓝色调搭配着清晰的白色字体，一下子就给人一种专业、严谨的感觉。我翻开目录时，首先注意到的是它对基础理论的梳理，感觉作者在编排章节时非常注重循序渐进。比如，在介绍信号完整性（SI）问题时，它不是直接抛出复杂的公式，而是先从电磁场的基本概念入手，用生活化的例子来解释阻抗匹配的重要性。这种教学方法对我这种刚接触高速设计的初学者来说，简直是雪中送炭。我特别喜欢它对PCB叠层设计的讲解，那部分内容细致入微，从材料选择到铜厚控制，每一个细节都讲解得非常到位，让我这个以前对这些一知半解的人，现在对如何构建一个稳定可靠的多层板结构有了全新的认识。书中穿插的那些图示和截面图，清晰地展示了电流路径和电磁场的分布情况，比起纯文字描述，直观多了。整体来看，这本书的知识密度很高，但组织得井井有条，读起来一点也不觉得枯燥，反而像是在和一位经验丰富的前辈请教，让人学完之后信心倍增，对后续的实际项目操作有了更坚实的理论基础。