电工电子EDA实践教程 第2版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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孟涛 著

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• 第二版

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111381662

商品编码：29713207220

包装：平装

出版时间：2012-06-01

基本信息

书名：电工电子EDA实践教程 第2版

定价：30.00元

作者：孟涛

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787111381662

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.681kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书书由从事多年实践教学的教师编写，侧重于对学生实践操作能力及综合设计能力的培养。
　　本书主要内容包括电工、电子电路的计算机仿真，可编程逻辑器件及其编程软件的仿真实践。具体内容有OrCAD PSpice157软件与电路仿真、Multisim 10软件仿真应用、可编程逻辑器件及其编程软件QuartusⅡ10.1介绍、基于OrCADPSpice的电路与电工学仿真实验、电子技术的Multisim仿真实验、基于QuartusⅡ软件的可编程逻辑器件开发与设计实验。
　　本书可作为高等院校电类和非电类本科生“电路”、“电子学”和“电工学”课程的实验教材，也可供相关专业的工程技术及科研人员参考使用。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《精密印制电路板设计与制造：从概念到成品的全方位指南》 前言 在当今高度互联的电子世界中，印制电路板（PCB）作为一切电子设备的核心骨架，其设计与制造的精密度和高效性直接决定了产品的性能、可靠性乃至市场竞争力。从智能手机的微型化电路到高性能服务器的复杂互连，再到航空航天领域的严苛标准，PCB的设计与制造技术始终处于电子工程领域的前沿。本书旨在为广大电子工程师、技术爱好者以及相关专业的学生提供一个全面、深入且极具实践指导意义的PCB设计与制造的学习平台。我们不仅将涵盖传统PCB设计的核心原理与流程，更将聚焦于当前行业最前沿的技术趋势，如高密度互连（HDI）、柔性PCB、刚挠结合PCB以及先进封装技术等。本书的目标是让读者在掌握基础知识的同时，能够熟练运用先进的设计工具，理解精密制造的关键要素，并最终能够独立完成高质量的PCB项目，将创意转化为触手可及的电子产品。 第一章：PCB设计基础与发展历程 1.1 PCB的定义、功能与重要性 深入解析PCB在电子系统中的关键作用，不仅仅是导电通路，更是承载、连接和散热的集成平台。 探讨PCB设计优劣对电路性能、信号完整性、电磁兼容性（EMC）、热管理以及产品可靠性的深远影响。 通过具体案例，说明PCB设计是电子产品开发周期中不可或缺的关键环节。 1.2 PCB的历史演进与关键技术节点 从早期的穿孔板、单面板、双面板，回顾PCB技术的发展轨迹。 详细介绍多层板、HDI板、柔性板、刚挠结合板等技术革新如何推动电子设备的小型化、高性能化和多功能化。 分析不同历史时期技术突破背后的驱动力，如微电子器件的发展、封装技术的进步以及市场对电子产品性能和尺寸的需求。 1.3 PCB分类与应用领域 按层数分类： 单面板、双面板、多层板（2-4层、4-8层、8层以上）。 按结构分类： 硬板、软板（柔性PCB）、刚挠结合板。 按制造工艺分类： 普通PCB、HDI PCB、背钻PCB、阻抗控制PCB、埋/盲孔PCB。 按应用领域分类： 消费电子（手机、平板、可穿戴设备）、通信设备（基站、交换机）、工业控制、汽车电子、医疗器械、航空航天等，并分析不同领域对PCB的特殊要求（如高可靠性、耐高温、抗振动等）。 第二章：PCB设计流程与方法论 2.1 从原理图到PCB的转化： 原理图设计的重要性： 强调原理图是PCB设计的灵魂，是实现电路功能的基础。 元器件选型与符号创建： 如何根据电路需求选择合适的元器件，以及如何创建标准或自定义的元器件库（包括PCB封装）。 原理图绘制规范： 讲解电气连接、端口命名、分组、层次化设计等最佳实践，确保原理图的清晰性、准确性和可维护性。 ERC（Electrical Rules Check）的运用： 如何利用软件进行电气规则检查，发现并纠正潜在的电气连接错误。 2.2 PCB布局（Layout）的艺术与科学： PCB布局原则： 信号完整性（SI）优先： 高速信号线、射频信号线的布线要求，避免串扰、反射。 电源完整性（PI）保障： 合理划分电源、地平面，降低压降，减少噪声。 EMC/EMI控制： 遵循EMC设计原则，如信号回路最小化、屏蔽、滤波等。 热管理： 关键器件散热路径的考虑，合理布局大功率器件。 可制造性（DFM）： 考虑后续的加工、装配需求，如钻孔、走线宽度、间距、过孔位置等。 可测试性（DFT）： 预留测试点，方便后续的生产测试。 关键元器件的布局策略： CPU/MCU、内存、接口、电源模块、射频器件等。 层次化布局与模块化设计： 对于复杂PCB，如何进行模块化划分，提高设计效率和可读性。 2.3 PCB布线（Routing）的技巧与挑战： 布线规则设置： 线宽、线距、过孔尺寸、叠层设置等。 手动布线与自动布线： 优劣分析，何时选择手动，何时依赖自动。 关键信号的布线： 差分信号布线： 长度匹配、平行布线、包地等。 时钟信号布线： 避免抖动、串扰。 高速数据线布线： 阻抗匹配、端接。 电源与地线的处理： 划分电源域、地平面、星型接地、地毯式走线。 过孔策略： 普通过孔、盲孔、埋孔、微过孔、背钻等。 布线后的优化： 走线优化、蛇形线处理、地线连接检查。 2.4 DRC（Design Rule Check）与LVS（Layout vs Schematic）的校核： DRC的重要性： 确保PCB设计符合制造工艺的约束，避免生产问题。 DRC检查项详解： 最小线宽、最小线距、过孔到线距、元件到边距等。 LVS的重要性： 验证PCB布线是否与原理图的电气连接一致，确保电路功能正确。 如何高效解决DRC/LVS错误。 第三章：PCB设计软件实战 3.1 主流PCB设计软件介绍： Altium Designer： 功能强大，行业广泛应用，尤其擅长复杂和高速PCB设计。 Cadence Allegro/OrCAD： 在高性能计算、通信等领域占有重要地位。 PADS (Siemens EDA)： 易学易用，在中小型设计和教育领域受欢迎。 KiCad： 开源免费，功能不断完善，社区活跃，适合个人和小型团队。 Eagle (Autodesk)： 曾经非常流行，尤其在创客和小批量生产领域。 根据读者基础和需求，选择一款或多款软件进行深入讲解。 3.2 软件核心功能模块详解（以Altium Designer为例）： 项目管理与库管理： 创建项目、管理设计文件、创建和管理元器件库（原理图符号、PCB封装）。 原理图编辑器： 绘制原理图、设置电气规则、生成网表。 PCB编辑器： 导入网表、设置PCB规则、元器件布局、手动/自动布线、过孔管理。 3D视图与模型： 检查PCB的物理结构、散热、装配干涉。 设计规则检查（DRC）与设计约束管理器（Design Constraints Manager）。 输出生成： Gerber文件、钻孔文件、BOM表、装配图、IPC-2581/ODB++等。 3.3 高级设计技巧演示： 差分对布线技巧。 高速信号的阻抗控制布线。 HDI设计（微过孔、盲孔、埋孔）的应用。 柔性PCB和刚挠结合PCB的设计要点。 电源完整性分析（PI）工具的应用（如Altium Designer的PI Solver）。 EMC/EMI设计规则的设置与验证。 多层板的堆叠设计。 第四章：PCB制造工艺与可制造性设计（DFM） 4.1 PCB制造流程概述： 内层线路制作： 曝光、显影、蚀刻、去除阻焊层。 叠层工艺： 压合多层板。 钻孔： 普通钻孔、高精度钻孔、埋孔/盲孔钻孔。 金属化： 化铜、电镀铜。 外层线路制作： 曝光、显影、蚀刻。 阻焊层制作： 曝光、显影、固化。 表面处理：OSP、ENIG、沉金、喷锡等。 字符印刷与成型。 测试（Electrical Test）。 飞针/针床测试。 4.2 PCB制造的关键参数与公差： 线宽、线距的最小限制。 钻孔尺寸与定位精度。 层间对位精度。 表面处理的厚度与均匀性。 焊盘的尺寸与形状。 4.3 可制造性设计（DFM）原则： 线宽与线距： 避免过细或过密。 过孔设计： 避免过多的微过孔，合理使用盲孔/埋孔，考虑过孔塞孔。 焊盘与阻焊层： 确保焊盘有足够的露铜，阻焊层与焊盘之间留有合适的间隙（Solder Mask Expansion）。 元件间距： 考虑贴片工艺和清洗需求。 板边设计： 避免出现尖角和易碎边缘。 V-Cut与邮票孔： 考虑PCB分割的便利性。 泪滴（Tear Drop）的应用： 增强焊盘与导线连接的可靠性。 防焊桥（Anti-Pad）的应用： 防止大面积铜箔意外连接。 4.4 PCB制造中的常见问题与对策： 短路、断路。 虚焊、漏焊。 阻焊溢出或缺失。 表面处理不良。 层间偏移。 第五章：PCB信号完整性（SI）与电源完整性（PI） 5.1 信号完整性基础： 信号失真： 反射、振铃、过冲、下冲、串扰。 阻抗的概念与匹配： 传输线理论，特征阻抗，为什么需要阻抗匹配。 反射的产生与抑制： 源端匹配、负载端匹配、串联匹配、并联匹配。 串扰的产生与控制： 间距、屏蔽、差分对。 时域与频域分析。 5.2 阻抗控制PCB设计： 如何设计和控制传输线阻抗： 线宽、介质厚度、介电常数、参考平面。 单端阻抗与差分阻抗的计算与控制。 叠层设计对阻抗控制的影响。 PCB设计软件中的阻抗计算工具。 5.3 电源完整性基础： 电源噪声的产生： 器件开关效应、电源线上的电感效应（ESL）。 电源下降（Voltage Drop）与压降。 去耦电容的作用与选型： 降低电源阻抗，滤除高频噪声。 旁路电容和去耦电容的配合。 电源平面和地平面设计的重要性。 5.4 SI/PI分析工具与应用： PCB设计软件内置的SI/PI分析功能。 专业的SI/PI仿真软件。 通过仿真预测和优化信号质量和电源性能。 第六章：先进PCB技术与未来趋势 6.1 高密度互连（HDI）PCB： HDI的定义与特点： 微过孔、高密度线/间距、多层堆叠。 HDI的制造工艺： COF、COB、COA等。 HDI的应用： 智能手机、平板电脑、高端通信设备。 HDI设计的挑战与考量。 6.2 柔性PCB（Flex PCB）与刚挠结合PCB： 柔性PCB的材料与结构。 柔性PCB的设计要点： 弯折半径、应力缓和、覆铜比。 刚挠结合PCB的优势： 结合硬板的支撑性和柔性板的连接性。 刚挠结合PCB的设计与制造。 应用案例： 可穿戴设备、折叠屏手机、汽车电子。 6.3 封装技术与PCB的集成： BGA、CSP、QFN等先进封装。 晶圆级封装（WLP）、扇出晶圆级封装（FOWLP）。 2.5D/3D封装技术。 PCB如何与这些先进封装协同设计。 6.4 PCB制造的自动化与智能化： MES（制造执行系统）在PCB制造中的应用。 人工智能（AI）在PCB设计和制造过程中的潜在应用： 智能布局、智能布线、缺陷检测等。 数字孪生（Digital Twin）技术在PCB生产中的应用。 6.5 PCB材料的创新与可持续发展： 低介电常数（Low-k）材料。 高Tg（玻璃化转变温度）材料。 环保型PCB材料。 附录 常用PCB设计术语表 PCB制造参数参考 常见PCB设计软件快捷键列表 案例研究：从概念到成品的一个完整PCB设计项目 结语 印制电路板的设计与制造是一个融合了理论、实践与创新的多学科领域。本书力求以系统化、深度化的内容，辅以详实的案例分析和实操指导，帮助读者建立起扎实的理论基础，掌握先进的设计理念和工具，理解精密制造的要领。我们希望本书能成为您在PCB设计领域探索与进步的得力助手，陪伴您在不断发展的电子技术浪潮中，创造出更多令人瞩目的产品。

评分☆☆☆☆☆

这本号称“实践”的教材，读下来真是让人捏了一把汗。我原本是想找一本能够结合现代工业标准，系统梳理从基础电路理论到高级系统集成的工具书，毕竟这个领域日新月异，需要紧跟前沿。然而，这本书给我的感觉更像是一本停留在上个世纪末期的技术手册，内容陈旧得让人心寒。比如，在讲解PCB设计流程时，对于多层板的叠层结构、阻抗匹配的实际计算模型，描述得极其笼统和理论化，完全没有结合当前主流的EDA软件（如Altium Designer或Cadence Allegro）中那些实际的向导和自动化工具进行深入剖析。它似乎假设读者已经对所有的设计规范了然于心，只需要一个“官方”的流程叙述，但对于初学者来说，这种缺失实例支撑的叙述简直就是空中楼阁。更别提在高速信号完整性（SI）和电源完整性（PI）这两块如今工程师必须掌握的硬骨头，书中仅仅是浮光掠影地提了一下概念，连个基本的环路面积优化和去耦电容选型的心得都没有分享，这对于一本“实践教程”而言，是致命的疏忽。我期待的是那种能手把手教你如何避开量产陷阱的经验之谈，而不是这种高高挂起的理论概述。

评分☆☆☆☆☆

从排版和语言风格来看，这本书的整体专业度和可读性也存在严重问题。文本充斥着大量的生硬直译和拗口的学术腔调，读起来非常费力，仿佛在啃一本翻译质量极差的俄国教材。图表的质量也令人担忧，许多示意图分辨率低劣，线条模糊不清，有些电路原理图甚至存在明显的符号规范错误，这在强调规范性的电子设计领域是不可容忍的细节失误。更糟糕的是，全书缺乏一个统一的项目案例贯穿始终，导致知识点之间显得零散且缺乏内在逻辑联系。一本好的教程应该像搭积木一样，从一个简单模块开始，逐步引入更复杂的概念，最终形成一个完整的系统。而这本书更像是一堆散落的乐高零件说明书被胡乱地装订在一起，读者需要自己去拼凑出一条学习路径，这极大地增加了学习的认知负荷和时间成本。

评分☆☆☆☆☆

我花了相当大的精力试图从这本书中挖掘出一些可以立即投入生产环境的知识点，但收获甚微，更多的是一种挫败感。它对数字电路部分的描述，停留在基本的逻辑门和组合、时序电路的真值表层面，这对于一个连FPGA基础设计流程都不涉及的“教程”来说，简直是滑天下之大稽。现代电子设计，芯片级的IP核复用、VHDL/Verilog的高效编程范式、时序约束的设定与分析（SDC文件）才是核心竞争力。但这本书里，这些关键环节几乎是空白。我感觉作者的知识体系可能更侧重于早期的分立元件电路设计，对于如今基于SoC和微控制器平台的嵌入式系统开发思维几乎没有涉猎。当我们现在的工程师在处理外设驱动、中断管理、内存映射这些实际问题时，这本书提供的理论框架显得过于单薄，如同用算盘去解微积分题，工具和目标完全错位。如果只是想学习基本开关理论，市面上便宜且更深入的教材多如牛毛，实在无需厚着脸皮挂上“EDA实践”的名头。

评分☆☆☆☆☆

最大的槽点在于它对“新一代”电子技术趋势的把握完全滞后。在当今这个万物互联、智能化驱动的时代，任何一本合格的电子工程参考书都应该至少触及面向物联网（IoT）的低功耗设计（如休眠模式管理、唤醒机制），或者至少包含一些关于如何对接云端服务或边缘计算的基本架构概念。然而，这本书仿佛活在“单片机取代一切”的黄金时代，对现代传感器接口（如I2C/SPI/CAN的总线仲裁机制深入分析）、现代嵌入式操作系统（RTOS）在资源受限环境下的应用，以及对现代半导体工艺节点的考虑（如ESD保护和寄生参数对高频电路的影响）等关键议题避而不谈。这样的“实践教程”，对于期望进入前沿行业的人而言，非但没有助益，反而可能误导他们将时间和精力投入到那些市场需求已经饱和甚至萎缩的技术栈上。它提供的，是一种过时的、缺乏前瞻性的知识储备。

评分☆☆☆☆☆

令人不解的是，这本书的“实践”似乎只停留在非常表层的仿真层面。所谓的“实验指导”，更多是要求读者在软件中画出某个基础电路图，然后观察其理想化的波形输出，这和在面包板上搭个电阻分压器有什么本质区别？真正的EDA实践，核心在于设计验证（Verification）和调试（Debugging）。例如，如何构建一个健壮的测试平台（Testbench），如何使用诸如断言（Assertions）这样的高级验证技术来确保设计意图的正确性；在PCB布局层面，如何利用软件的交叉探查功能，快速定位设计规则检查（DRC）中报错的源头，并进行有效的迭代修改。这本书对这些至关重要的、能区分业余爱好者和专业工程师的技能点语焉不详。我购买它的初衷是希望学习如何用工具链来管理复杂项目，而不是仅仅学习如何操作几个菜单选项，这种缺乏深度和广度的“实践”，最终只会培养出只会照猫画虎的“操作员”。