Altium Designer实用教程 原理图、PCB设计和信号完整性分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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谷树忠，耿晓中，王秀艳 著

图书标签:

• Altium Designer
• PCB设计
• 原理图设计
• 信号完整性
• 电子工程
• 电路设计
• SMT
• EDA
• 设计教程
• 实用指南

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121273506

版次：1

商品编码：11793126

包装：平装

丛书名： 电子信息科学与工程类专业规划教材

开本：16开

出版时间：2015-10-01

用纸：胶版纸

页数：264

字数：442000

正文语种：中文

内容简介

　　《Altium Designer实用教程 原理图、PCB设计和信号完整性分析》详细地介绍AltiumDesigner软件中原理图设计、印制电路板设计和信号完整性分析3大部分。其中，原理图设计含有：原理图设计、层次原理图设计、原理图元件符号设计与修改等；印制电路板设计含有：双面PCB设计、单面PCB设计、多层PCB设计、元件封装设计等；信号完整性分析含有：信号完整性分析模型的建立、信号完整性分析的步骤、典型电路信号完整性分析实例。《Altium Designer实用教程 原理图、PCB设计和信号完整性分析》结构合理、入门简单、层次清楚、内容详实，并附有习题。
　　《Altium Designer实用教程 原理图、PCB设计和信号完整性分析》可作为高等院校电子类、电气类、计算机类、自动化类及机电一体化类专业的EDA教材，也可作为广大电子产品设计工程技术人员和电子制作爱好者的参考用书。

目录

本书以典型的应用实例为主线，介绍了Altium公司最新推出的一套Altium Designer电子设计自动化（EDA）软件使用方法。
本书详细地介绍Altium Designer软件中原理图设计、印制电路板设计和信号完整性分析3大部分。其中，原理图设计含有：原理图设计、层次原理图设计、原理图元件符号设计与修改等；印制电路板设计含有：双面PCB设计、单面PCB设计、多层PCB设计、元件封装设计等；信号完整性分析含有：信号完整性分析模型的建立、信号完整性分析的步骤、典型电路信号完整性分析实例。本书结构合理、入门简单、层次清楚、内容翔实，并附有习题。
本书可作为高等院校电子类、电气类、计算机类、自动化类及机电一体化类专业的EDA教材，也可作为广大电子产品设计工程技术人员和电子制作爱好者的参考用书。

前言/序言

《Altium Designer实用教程：原理图、PCB设计与信号完整性分析》内容简介 本书是一本面向电子工程师、嵌入式系统开发者、硬件设计爱好者以及相关专业学生的实践性教程，旨在帮助读者深入理解并熟练掌握Altium Designer这一业界领先的电子设计自动化（EDA）软件。通过系统性的讲解和大量的实战案例，本书将带领读者从零开始，一步步构建专业级的电路原理图，完成高质量的PCB布局布线，并掌握至关重要的信号完整性分析技术，最终确保设计的高性能与高可靠性。 第一部分：Altium Designer基础与原理图设计 本部分将为读者打下坚实的Altium Designer操作基础。我们将从软件的安装与界面介绍入手，让读者熟悉工作空间、菜单栏、工具栏以及各面板的功能。 Altium Designer工作环境概览：详细介绍Altium Designer的主界面布局，包括工程管理（Projects）、库管理（Libraries）、输出窗口（Output Jobs）、文档编辑器（Schematic, PCB, etc.）等核心区域。讲解如何创建、导入和管理项目文件，理解工程文件（.PrjPcb）与原理图文件（.SchDoc）、PCB文件（.PcbDoc）之间的关系。 元器件库的创建与管理：深入讲解元器件库（Libraries）的重要性，以及如何高效地创建、编辑和管理自己的元器件库。内容涵盖： 创建原理图符号：教授如何绘制符合行业标准的原理图符号，包括引脚的定义、属性的设置（如Name, Designator, Description等），以及符号的对齐和命名规范。 创建PCB封装：讲解如何根据元器件的实际尺寸和引脚布局，创建精确的PCB封装（Footprints）。重点在于理解封装的各个组成部分，如焊盘（Pads）、丝印层（Silkscreen）、阻焊层（Solder Mask）、助焊膏层（Solder Paste）以及文档层（Mechanical Layer）的绘制和设置。 创建3D模型：介绍如何为元器件添加3D模型，这不仅能提高PCB设计的可视化程度，在后续的装配检查中也至关重要。 配置元器件属性：讲解如何将原理图符号、PCB封装、3D模型以及电气属性（如Part Number, Manufacturer, Description, Electrical Type等）关联起来，形成一个完整的元器件。 使用Altium Designer内置库：指导读者如何利用Altium Designer丰富的内置元器件库，并介绍搜索、筛选和导入元器件的方法。 原理图编辑与绘制：本节是核心内容，将系统讲解如何绘制规范、清晰、易于理解的原理图。 放置与连接元器件：教授如何从库中选择并放置元器件，以及使用导线（Wires）进行连接。重点在于理解连接线的连接规则，以及避免交叉和杂乱。 导线、总线与信号类型：讲解导线的不同类型（如Single Net, Power Net, Differential Pair等），以及总线（Buses）的创建和使用，如何有效地管理多根同类信号。 端口、全局标签与局部标签：详细介绍端口（Ports）、全局标签（Global Labels）和局部标签（Local Labels）在多页原理图设计中的作用，如何实现信号的跨页传递和模块化设计。 总线端口与差分对：深入讲解如何使用总线端口（Bus Ports）和差分对（Differential Pairs）来简化复杂总线信号和高速差分信号的绘制。 电源与接地：重点讲解电源符号（Power Symbols）和接地符号（Ground Symbols）的放置与连接，以及如何处理复杂的电源分配网络（PDN）。 参数与属性设置：教授如何为元器件、导线、端口等设置自定义参数（Parameters），这些参数将在后续的PCB设计和物料清单（BOM）生成中发挥重要作用。 设计规则检查（DRC）：讲解如何配置和运行原理图设计规则检查，及时发现并修复潜在的设计错误，确保原理图的电气连接正确性。 层次化原理图设计：介绍如何利用Altium Designer的层次化设计功能，将复杂的系统分解为多个独立的模块，提高设计效率和可维护性。 生成物料清单（BOM）：指导读者如何根据原理图生成物料清单，并进行编辑和导出，为采购和生产提供准确信息。 第二部分：PCB设计与布局布线 在完成原理图设计后，本部分将带领读者进入PCB设计阶段，将原理图转化为实际的电路板。 PCB文档的创建与设置：讲解如何从原理图生成PCB文档，并进行基本的PCB设置，如单位（Units）、精度（Precision）、网格（Grids）等。 PCB编辑环境与工具：介绍PCB编辑器中的各项工具，包括元器件放置、走线、填充、覆铜、测量等。 PCB布局（Placement）： 自动布局与手动调整：讲解Altium Designer的自动布局功能，以及如何进行精细的手动调整，以优化元器件的摆放位置。 考虑信号流向和电气连接：指导读者如何根据原理图中的信号流向，合理安排元器件的位置，尽量缩短关键信号的走线长度，减少信号干扰。 电源与接地考虑：讲解如何在PCB上规划电源和接地平面，以实现良好的电源分配和信号返回路径。 散热与机械尺寸考虑：强调在布局时考虑元器件的发热情况，预留散热空间，并根据实际的机械外壳尺寸和安装孔位进行布局。 差分对与高速信号布局：指导读者如何对差分对和高速信号进行优先布局，确保其走线等长匹配和良好的屏蔽。 PCB布线（Routing）： 手动布线技巧：教授各种手动布线技巧，包括单根布线、多根布线、跟随布线等，以及如何使用“推挤”（Push and Shove）功能。 自动布线（Autorouter）：介绍Altium Designer的自动布线器，讲解如何设置布线规则，并指导读者如何使用自动布线器，以及后续的手动优化。 覆铜（Copper Pour）与网络填充：讲解如何使用覆铜功能创建接地层、电源层或信号屏蔽层，以及如何进行网络填充，以降低阻抗、改善EMI/EMC性能。 过孔（Vias）的使用：详细讲解过孔的类型（如Through-hole, Blind, Buried Vias），以及在多层板设计中的使用策略，包括过孔的尺寸、间距和连接规则。 差分对布线：重点讲解差分对的布线方法，包括如何设置差分对的间距、宽度、长度匹配，以及如何确保良好的屏蔽。 高密度互连（HDI）与微过孔：介绍HDI技术和微过孔在实现高密度PCB设计中的应用。 布线规则检查（DRC）：讲解如何配置和运行PCB设计规则检查，以发现并修复走线、间距、过孔等方面的设计错误。 PCB层的管理与设置：深入讲解PCB设计中的多层结构，包括信号层、电源层、接地层、阻焊层、丝印层、钻孔层等。教授如何设置各层的颜色、可见性、属性，以及如何理解和使用层叠加（Layer Stackup）。 3D视图与机械集成：展示如何利用Altium Designer的3D视图功能，直观地查看PCB的整体效果，并与机械模型进行集成，检查是否存在干涉。 PCB输出与制造准备： 生成Gerber文件：详细讲解Gerber文件的生成过程，包括各层文件的选择、单位、精度设置，以及如何检查Gerber文件。 生成钻孔文件（Excellon）：讲解钻孔文件的生成和设置。 生成装配图和拾取与放置文件（Pick and Place）：介绍这些用于指导SMT贴片机生产的文件。 生成报告：如PCB报告、开孔报告等。 PCB制造工艺流程概述：简要介绍PCB的制造过程，帮助读者理解设计规则对制造的影响。 第三部分：信号完整性分析（SI） 随着电子设备速度的不断提升，信号完整性问题变得日益重要。本部分将聚焦于Altium Designer中的信号完整性分析工具，帮助读者设计出高性能、高可靠性的高速电路。 信号完整性概述： 什么是信号完整性？ 解释信号完整性在高速数字电路中的重要性，以及可能出现的信号失真问题，如反射、串扰、过冲、欠冲、振铃等。 影响信号完整性的关键因素：分析传输线理论、阻抗匹配、终端匹配、串扰、回流路径等概念。 Altium Designer信号完整性分析工具： SI Explorer（早期版本）/Signal Integrity Tools（新版本）：介绍Altium Designer提供的专业信号完整性分析工具，包括其功能和使用流程。 设置分析模型：讲解如何为分析场景选择合适的模型，如传输线模型、连接器模型、负载模型等。 分析参数配置：指导读者如何设置分析所需的参数，如驱动端和接收端的S参数、端口阻抗、传输线阻抗、反射系数、串扰系数等。 反射分析： 理解反射的产生原因：讲解阻抗不匹配是如何导致信号反射的。 进行反射仿真：教授如何使用工具进行反射仿真，并分析仿真结果，如TDR（Time Domain Reflectometry）曲线。 优化匹配策略：指导读者如何根据仿真结果，调整终端匹配（Series Termination, Parallel Termination等）或走线阻抗，以消除或减小反射。 串扰分析： 理解串扰的产生原因：讲解相邻信号线之间的耦合如何导致串扰。 进行串扰仿真：教授如何设置和运行串扰仿真，分析相邻信号线的耦合程度。 优化布线以降低串扰：指导读者如何通过调整信号线间距、增加屏蔽层、优化返回路径等方式，降低串扰。 损耗分析： 理解信号损耗的原因：讲解导线损耗、介质损耗等对信号衰减的影响。 进行损耗仿真：教授如何分析信号在传输过程中的损耗。 优化传输线设计：指导读者如何选择合适的传输线结构和材料，以减小信号损耗。 时序分析与抖动分析： 理解时序参数：介绍建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟边沿等概念。 进行时序仿真：指导读者如何分析时序裕度，识别潜在的时序问题。 抖动（Jitter）的概念与影响：讲解抖动对高速信号精度的影响，以及如何在设计中考虑抖动。 差分对的信号完整性分析： 差分阻抗与模式转换：分析差分对的特性阻抗和模式转换问题。 差分对等长与差分阻抗匹配：强调差分对布线中的长度匹配和阻抗匹配的重要性。 差分对的串扰与共模噪声：分析差分对在高速传输中可能遇到的串扰和共模噪声问题。 PDN（Power Delivery Network）分析基础： 什么是PDN？ 讲解电源分配网络在保证信号质量中的作用。 PDN中的阻抗与去耦：分析PDN阻抗和去耦电容的选择与布局对信号完整性的影响。 实际案例分析与综合应用：通过分析一些典型的高速电路设计案例，将本书所学的原理图设计、PCB布局布线和信号完整性分析知识融会贯通，让读者能够独立解决实际设计中遇到的信号完整性问题。 本书特色： 实战导向：本书理论与实践相结合，通过丰富的实例，讲解Altium Designer的各项功能，让读者能够快速上手并解决实际问题。 系统全面：涵盖了从原理图设计到PCB布局布线，再到信号完整性分析的整个设计流程，为读者提供一个完整的学习路径。 深入浅出：对于复杂的概念，如信号完整性，本书力求用通俗易懂的语言进行讲解，并结合工具进行演示。 注重细节：在讲解过程中，会特别强调一些容易被忽视但却至关重要的设计细节和技巧。 紧跟技术发展：本书内容紧跟Altium Designer的最新版本特性，并涵盖当前电子设计领域的热点技术。 通过学习本书，读者将能够自信地使用Altium Designer完成高质量的电子产品设计，并深入理解高速信号设计的关键技术，从而在激烈的市场竞争中脱颖而出。

评分☆☆☆☆☆

这本书的厚度和内容涵盖范围，让我对它作为一本“全面”的学习资料充满了期待。除了软件操作和技术细节，我更希望它能提供一些“跨学科”的视野，将电子设计与其他工程领域（如机械、热学、材料）进行适当的关联。例如，在PCB设计部分，我希望能看到关于散热设计与PCB布局的协同考量，如何在保证电气性能的同时，也兼顾到组件的散热需求，从而提高产品的可靠性和寿命。我也期望在材料选择和封装层面，能有相关的讨论，例如不同PCB基材的性能差异，以及不同封装形式对信号完整性和散热的影响。此外，如果书中能提及一些与生产制造相关的考量，例如可制造性设计（DFM）原则，以及如何通过设计优化来降低生产成本和提高良品率，那将极大地提升这本书的实用价值。我希望它能让我意识到，一个成功的电子产品设计，是多方面因素综合考量的结果，而不仅仅是局限于某个单一的软件工具的使用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题虽然提到了“Altium Designer”，但我对它实际内容的预期，更多的是围绕着整个电子产品设计流程中的“思维方式”和“方法论”，而不仅仅是软件操作的堆砌。例如，我希望能深入探讨如何在项目初期就建立一个清晰、高效的原理图设计框架，不仅仅是导线连接，而是如何通过模块化、层次化设计来管理复杂性。我设想书中会详细阐述原理图设计的“哲学”，比如如何命名节点、如何组织组件库、如何预留调试接口等，这些细节看似微不足道，却能在后续的PCB布局和信号完整性分析中起到事半功倍的效果。我特别期待书中能提供一些“最佳实践”的案例分析，展示同一个功能，在不同的设计理念下，如何导致截然不同的工程实现难度和最终产品性能。此外，我也希望它能触及一些更宏观的设计考量，比如如何根据成本、功耗、可靠性等因素，在原理图设计阶段就做出明智的权衡，而不仅仅是满足功能性要求。这本书如果能提供这样的深度和广度，那它就不仅仅是一本工具书，更是一本能够提升设计师“内功”的宝典，让我从“会用软件”提升到“懂设计”。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本优秀的电子设计教程，不应该仅仅停留在“画图”层面，更需要触及“信号的本质”。这本书标题中的“信号完整性分析”让我看到了它的潜力。我希望它能深入浅出地讲解信号完整性这个复杂但至关重要的概念，从基础的反射、振铃、串扰等现象出发，逐步深入到高速信号设计的具体考量。我期待书中能有章节详细介绍如何利用Altium Designer自带的仿真工具来分析信号质量，例如眼图、时域反射（TDR）、S参数分析等。更重要的是，我希望它能提供一些实用的方法和技巧，指导我如何在原理图和PCB设计阶段就“预判”和“规避”信号完整性问题，而不是等到仿真或实际测试时才发现。比如，如何通过合理的终端匹配、减少不必要的连接器和过孔、优化PCB叠层和布线规则等来改善信号传输质量。如果书中能结合一些实际案例，展示如何通过信号完整性分析来诊断和解决产品中的性能问题，那就非常有价值了，能让我真正理解“信号完整性是衡量高速数字电路设计水平的重要标尺”。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷，是希望它能作为一本“实战演练”的指南，让我能够快速上手，并在实际的项目中找到可借鉴的经验。我特别关注PCB设计的部分，期望它能不仅仅是“拖拉拽”式的布局布线，而是能深入讲解如何根据信号的特性、电源的分布、散热的要求来优化PCB的物理结构。例如，关于布线策略，我希望它能详细介绍等长、差分对、关键信号的阻抗匹配等技术细节，并给出具体的实践建议，例如如何选择合适的过孔数量和位置，如何处理高频信号的屏蔽等。我也期待书中能有关于电源完整性和EMC设计的章节，讲解如何在PCB层面就预先规避潜在的EMI问题，并保证电源的稳定性和纯净度。如果书中能包含一些复杂PCB的设计案例，比如高密度互连（HDI）板、射频PCB等，并分析其设计思路和遇到的挑战，那将极大地拓宽我的视野。我希望这本书能让我真正理解“PCB不只是电路图的物理实现，更是决定产品性能和稳定性的关键因素”，并让我掌握解决实际PCB设计难题的有效方法。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅这本书之前，我脑海中已经勾勒出我理想中的“Altium Designer教程”的模样。我期待它能够呈现出一种“循序渐进”的学习路径，从最基础的概念讲起，逐步引入更高级的功能和应用。比如，在原理图设计部分，我希望它能从最简单的元器件库管理、原理图绘制入手，然后逐步讲解模块化设计、层次化设计、参数化设计等高级技巧。在PCB设计方面，同样如此，从基础的PCB编辑、元件布局，到高级的差分对布线、阻抗控制、多层板设计等。更重要的是，我希望书中能够提供大量的“动手实践”机会，通过一系列由浅入深的案例，引导读者完成从原理图到PCB，再到初步仿真的完整流程。这些案例最好能覆盖一些常见的应用场景，例如电源模块、通信接口、控制电路等，让读者能够在实践中巩固所学知识，并逐步建立起解决实际问题的能力。如果书中还能提供一些“常见错误及规避方法”的总结，那就更加完美了，能帮助我少走弯路，提高学习效率。