電路設(shè)計(jì)、仿真與PCB設(shè)計(jì)：從模擬電路、數(shù)字電路、射頻電路、控制電路到信號(hào)完整性分析（第2版）

第一部分電路設(shè)計(jì)與仿真
 
第1章電路設(shè)計(jì)與仿真簡介
 
1.1緒論
 
1.2模擬電路設(shè)計(jì)及仿真工具
 
1.2.1NI Multisim
 
1.2.2Cadence PSpice
 
1.2.3Synopsys HSpice
 
1.2.4華大九天Empyrean
 
1.3數(shù)字電路設(shè)計(jì)及仿真工具
 
1.3.1ModelSim
 
1.3.2Quartus Prime
 
1.3.3Vivado
 
1.3.4Robei EDA
 
1.4射頻電路設(shè)計(jì)及仿真工具
 
1.4.1ADS
 
1.4.2HFSS
 
1.4.3CST
 
1.4.4中望電磁仿真
 
1.5控制電路設(shè)計(jì)及仿真工具
 
1.6電路板設(shè)計(jì)及仿真工具
 
1.6.1Altium Designer
 
1.6.2Allegro PCB Designer
 
1.6.3PADS
 
1.6.4嘉立創(chuàng)EDA
 
1.6.5KiCad EDA
 
 
第2章Spice仿真描述與模型
 
2.1電子電路Spice描述
 
2.1.1Spice模型及程序結(jié)構(gòu)
 
2.1.2Spice程序相關(guān)命令
 
2.2電子元器件及Spice模型
 
2.2.1基本元器件
 
2.2.2電壓和電流源
 
2.2.3傳輸線
 
2.2.4二極管和晶體管
 
2.3從用戶數(shù)據(jù)中創(chuàng)建Spice模型
 
2.3.1Spice模型的建立方法
 
2.3.2運(yùn)行Spice模型向?qū)?br /> 
第3章電子電路設(shè)計(jì)與仿真
 
3.1直流工作點(diǎn)分析
 
3.1.1建立新的直流工作點(diǎn)分析工程
 
3.1.2添加新的仿真庫
 
3.1.3構(gòu)建直流分析電路
 
3.1.4設(shè)置直流工作點(diǎn)分析參數(shù)
 
3.1.5直流工作點(diǎn)仿真結(jié)果分析
 
3.2直流掃描分析
 
3.2.1打開前面的設(shè)計(jì)
 
3.2.2設(shè)置直流掃描分析參數(shù)
 
3.2.3直流掃描仿真結(jié)果分析
 
3.3瞬態(tài)分析
 
3.3.1建立新的瞬態(tài)分析工程
 
3.3.2構(gòu)建瞬態(tài)分析電路
 
3.3.3設(shè)置瞬態(tài)分析參數(shù)
 
3.3.4瞬態(tài)仿真結(jié)果分析
 
3.4傅里葉分析
 
3.4.1建立新的傅里葉分析工程
 
3.4.2構(gòu)建傅里葉分析電路
 
3.4.3設(shè)置傅里葉分析參數(shù)
 
3.4.4傅里葉仿真結(jié)果分析
 
3.4.5修改電路參數(shù)重新執(zhí)行傅里葉分析
 
3.5交流小信號(hào)分析
 
3.5.1建立新的交流小信號(hào)分析工程
 
3.5.2構(gòu)建交流小信號(hào)分析電路
 
3.5.3設(shè)置交流小信號(hào)分析參數(shù)
 
3.5.4交流小信號(hào)仿真結(jié)果分析
 
3.6噪聲分析
 
3.6.1建立新的噪聲分析工程
 
3.6.2構(gòu)建噪聲分析電路
 
3.6.3設(shè)置噪聲分析參數(shù)
 
3.6.4噪聲仿真結(jié)果分析
 
3.7參數(shù)掃描分析
 
3.7.1打開前面的設(shè)計(jì)
 
3.7.2設(shè)置參數(shù)掃描分析參數(shù)
 
3.7.3參數(shù)掃描結(jié)果分析
 
3.8溫度分析
 
3.8.1建立新的溫度分析工程
 
3.8.2構(gòu)建溫度分析電路
 
3.8.3設(shè)置溫度分析參數(shù)
 
3.8.4溫度仿真結(jié)果分析
 
3.9蒙特卡洛分析
 
3.9.1建立新的蒙特卡洛分析工程
 
3.9.2構(gòu)建蒙特卡洛分析電路
 
3.9.3設(shè)置蒙特卡洛分析參數(shù)
 
3.9.4蒙特卡洛仿真結(jié)果分析
 
第4章射頻電路設(shè)計(jì)與仿真
 
4.1S參數(shù)仿真
 
4.1.1S參數(shù)的概念
 
4.1.2S參數(shù)在電路仿真中的應(yīng)用
 
4.1.3S參數(shù)仿真面板與仿真控制器
 
4.1.4S參數(shù)仿真過程
 
4.1.5基本S參數(shù)仿真
 
4.1.6匹配電路設(shè)計(jì)
 
4.1.7參數(shù)優(yōu)化
 
4.2諧波平衡法仿真
 
4.2.1諧波平衡法仿真基本原理及功能
 
4.2.2諧波平衡法仿真面板與仿真控制器
 
4.2.3諧波平衡法仿真的一般步驟
 
4.2.4單音信號(hào)HB仿真
 
4.2.5參數(shù)掃描
 
4.3功率分配器的設(shè)計(jì)與仿真
 
4.3.1功率分配器的基本原理
 
4.3.2等分型功率分配器
 
4.3.3等分型功率分配器設(shè)計(jì)實(shí)例
 
4.3.4比例型功率分配器設(shè)計(jì)
 
4.3.5Wilkinson功率分配器
 
4.3.6Wilkinson功率分配器設(shè)計(jì)實(shí)例
 
4.3.7電路仿真與優(yōu)化
 
4.3.8版圖仿真
 
4.4印刷偶極子天線的設(shè)計(jì)與仿真
 
4.4.1印刷偶極子天線
 
4.4.2偶極子天線設(shè)計(jì)
 
4.4.3優(yōu)化仿真
 
第5章數(shù)字電路設(shè)計(jì)與仿真
 
5.1數(shù)字電路設(shè)計(jì)及仿真流程
 
5.1.1數(shù)字電路設(shè)計(jì)流程
 
5.1.2ModelSim工程仿真流程
 
5.2仿真激勵(lì)及文件
 
5.2.1利用波形編輯器產(chǎn)生激勵(lì)
 
5.2.2采用描述語言生成激勵(lì)
 
5.3VHDL仿真
 
5.3.1VHDL文件編譯
 
5.3.2VHDL設(shè)計(jì)優(yōu)化
 
5.3.3VHDL設(shè)計(jì)仿真
 
5.4Verilog仿真
 
5.4.1Verilog文件編譯
 
5.4.2Verilog設(shè)計(jì)優(yōu)化
 
5.4.3Verilog設(shè)計(jì)仿真
 
5.4.4單元庫
 
5.5針對不同器件的時(shí)序仿真
 
5.5.1ModelSim對Altera器件的時(shí)序仿真
 
5.5.2ModelSim對Xilinx器件的時(shí)序仿真
 
第6章控制電路設(shè)計(jì)與仿真
 
6.1Proteus系統(tǒng)仿真基礎(chǔ)
 
6.2Proteus中的單片機(jī)模型
 
6.351系列單片機(jī)系統(tǒng)仿真
 
6.3.151系列單片機(jī)基礎(chǔ)
 
6.3.2在Proteus中進(jìn)行源程序設(shè)計(jì)與編譯
 
6.3.3在Keil μVision中進(jìn)行源程序設(shè)計(jì)與編譯
 
6.3.4Proteus和Keil μVision聯(lián)合調(diào)試
 
6.4用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電子秒表設(shè)計(jì)實(shí)例
 
6.5AVR系列單片機(jī)仿真
 
6.5.1AVR系列單片機(jī)基礎(chǔ)
 
6.5.2Proteus和IAR EWB for AVR聯(lián)合開發(fā)
 
6.6用AVR單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)實(shí)例
 
第二部分電路原理圖及PCB設(shè)計(jì)
 
 
第7章印制電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
 
7.1印制電路板基礎(chǔ)知識(shí)
 
7.1.1印制電路板的發(fā)展
 
7.1.2印制電路板的分類
 
7.2PCB材質(zhì)及生產(chǎn)加工流程
 
7.2.1常用PCB結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
 
7.2.2PCB生產(chǎn)加工流程
 
7.2.3PCB疊層定義
 
7.3常用電子元器件特性及封裝
 
7.3.1電阻元器件特性及封裝
 
7.3.2電容元器件特性及封裝
 
7.3.3電感元器件特性及封裝
 
7.3.4二極管元器件特性及封裝
 
7.3.5三極管元器件特性及封裝
 
7.4集成電路芯片封裝
 
7.5自定義元器件設(shè)計(jì)流程
 
第8章電路原理圖設(shè)計(jì)
 
8.1原理圖繪制流程
 
8.1.1原理圖設(shè)計(jì)規(guī)劃
 
8.1.2原理圖繪制環(huán)境參數(shù)設(shè)置
 
8.2原理圖元器件庫設(shè)計(jì)
 
8.2.1元器件原理圖符號(hào)術(shù)語
 
8.2.2為LM324器件創(chuàng)建原理圖符號(hào)封裝
 
8.2.3為XC2S300E6PQ208C器件創(chuàng)建原理圖符號(hào)封裝
 
8.2.4分配器件模型
 
8.2.5元器件主要參數(shù)功能
 
8.3原理圖繪制及檢查
 
8.3.1繪制原理圖
 
8.3.2添加設(shè)計(jì)圖紙
 
8.3.3放置原理圖符號(hào)
 
8.3.4連接原理圖符號(hào)
 
8.3.5檢查原理圖設(shè)計(jì)
 
8.4導(dǎo)出原理圖至PCB
 
8.4.1設(shè)置導(dǎo)入PCB編輯器工程選項(xiàng)
 
8.4.2使用同步器將設(shè)計(jì)導(dǎo)入PCB編輯器
 
8.4.3使用網(wǎng)表實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)間數(shù)據(jù)交換
 
第9章印制電路板PCB設(shè)計(jì)
 
9.1PCB設(shè)計(jì)流程及基本使用
 
9.1.1PCB層標(biāo)簽
 
9.1.2PCB視圖查看命令
 
9.1.3自動(dòng)平移
 
9.1.4顯示連接線
 
9.2PCB繪圖對象及繪圖環(huán)境參數(shù)
 
9.2.1電氣連接線
 
9.2.2普通線
 
9.2.3焊盤
 
9.2.4過孔
 
9.2.5弧線
 
9.2.6字符串
 
9.2.7原點(diǎn)
 
9.2.8尺寸
 
9.2.9填充
 
9.2.10固體區(qū)
 
9.2.11多邊形覆銅
 
9.2.12禁止布線對象
 
9.2.13捕獲向?qū)?br /> 
9.2.14PCB選項(xiàng)對話框參數(shù)設(shè)置
 
9.2.15柵格尺寸設(shè)置
 
9.2.16視圖配置
 
9.2.17PCB坐標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)置
 
9.2.18設(shè)置選項(xiàng)快捷鍵
 
9.3PCB元器件封裝庫設(shè)計(jì)
 
9.3.1使用IPC Footprint Wizard創(chuàng)建元器件PCB封裝
 
9.3.2使用Footprint Wizard創(chuàng)建元器件PCB封裝
 
9.3.3使用IPC Footprints Batch Generator創(chuàng)建元器件PCB封裝
 
9.3.4不規(guī)則焊盤和PCB封裝的繪制
 
9.3.5添加3D封裝描述
 
9.3.6檢査元器件PCB封裝
 
9.4PCB設(shè)計(jì)規(guī)則
 
9.4.1添加設(shè)計(jì)規(guī)則
 
9.4.2如何檢查規(guī)則
 
9.4.3AD軟件中相關(guān)規(guī)則
 
9.5PCB布局設(shè)計(jì)
 
9.5.1PCB形狀和尺寸設(shè)置
 
9.5.2PCB布局規(guī)則的設(shè)置
 
9.5.3PCB布局原則
 
9.5.4PCB布局中的其他操作
 
9.6PCB布線設(shè)計(jì)
 
9.6.1交互布線線寬和過孔大小設(shè)置
 
9.6.2交互布線線寬和過孔大小規(guī)則設(shè)置
 
9.6.3處理交互布線沖突
 
9.6.4其他交互布線選項(xiàng)
 
9.6.5交互多布線
 
9.6.6交互差分對布線
 
9.6.7交互布線長度對齊
 
9.6.8自動(dòng)布線
 
9.6.9布線中淚滴的處理
 
9.6.10設(shè)計(jì)中關(guān)鍵布線策略
 
9.7PCB覆銅設(shè)計(jì)
 
9.8PCB設(shè)計(jì)檢查
 
第三部分信號(hào)完整性分析與設(shè)計(jì)
 
第10章信號(hào)完整性設(shè)計(jì)
 
10.1信號(hào)完整性
 
10.1.1信號(hào)時(shí)序完整性
 
10.1.2信號(hào)波形完整性
 
10.1.3元器件及PCB分布參數(shù)
 
10.2電源分配系統(tǒng)及影響
 
10.2.1理想的電源不存在
 
10.2.2電源總線和電源層
 
10.2.3印制電路板的去耦電容配置
 
10.2.4信號(hào)線路及其信號(hào)回路
 
10.2.5電源分配方面考慮的電路板設(shè)計(jì)規(guī)則
 
10.3信號(hào)反射及其消除
 
10.3.1信號(hào)傳輸線定義
 
10.3.2信號(hào)傳輸線分類
 
10.3.3信號(hào)反射的定義
 
10.3.4信號(hào)反射的計(jì)算
 
10.3.5消除信號(hào)反射
 
10.3.6傳輸線的布線規(guī)則
 
10.4信號(hào)串?dāng)_及其消除
 
10.4.1信號(hào)串?dāng)_的產(chǎn)生
 
10.4.2信號(hào)串?dāng)_的類型
 
10.4.3抑制串?dāng)_的方法
 
10.5電磁干擾及其消除
 
10.5.1濾波
 
10.5.2磁性元器件
 
10.5.3器件的速度
 
10.6差分信號(hào)原理及設(shè)計(jì)規(guī)則
 
10.6.1差分線的阻抗匹配
 
10.6.2差分線的端接
 
10.6.3差分線的一些設(shè)計(jì)規(guī)則
 
第11章電路板仿真和輸出
 
11.1IBIS模型原理及功能
 
11.1.1IBIS模型生成
 
11.1.2IBIS輸出模型
 
11.1.3IBIS輸入模型
 
11.1.4IBIS其他參數(shù)
 
11.1.5IBIS文件格式
 
11.1.6IBIS模型驗(yàn)證
 
11.2信號(hào)完整性仿真
 
11.2.1SI仿真操作流程
 
11.2.2檢查原理圖和PCB圖之間的元器件連接
 
11.2.3疊層參數(shù)的設(shè)置
 
11.2.4信號(hào)完整性規(guī)則設(shè)置
 
11.2.5為元器件分配IBIS模型
 
11.2.6執(zhí)行信號(hào)完整性分析
 
11.2.7觀察信號(hào)完整性分析結(jié)果
 
11.3電源完整性仿真
 
11.3.1PDN分析器接口及設(shè)置
 
11.3.2在PCB編輯器中進(jìn)行可視化渲染
 
11.3.3顯示控制和選項(xiàng)
 
11.3.4負(fù)載下仿真
 
11.3.5仿真設(shè)置
 
11.3.6通過串聯(lián)器件擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)
 
11.3.7電壓調(diào)節(jié)器模型
 
11.3.8定位電源完整性問題
 
11.4生成加工PCB相關(guān)文件
 
11.4.1生成輸出工作文件
 
11.4.2設(shè)置打印工作選項(xiàng)
 
11.4.3生成CAM文件
 
11.4.4生成料單文件
 
11.4.5生成光繪文件
 
11.4.6生成鉆孔文件
 
11.4.7生成貼片機(jī)文件
 
11.4.8生成PDF格式文件
 
11.4.9CAM編輯器
 
11.4.10生成3D視圖
 
附錄AAltium Designer 23.0快捷鍵
 
A.1通用環(huán)境快捷鍵
 
A.2通用編輯器快捷鍵
 
A.3SCH/SCHLIB編輯器快捷鍵
 
A.4PCB/PCBLIB編輯器快捷鍵
 
附錄B設(shè)計(jì)實(shí)例原理圖
 
附錄C元器件及PCB絲印識(shí)別