Altium Designer實用教程 原理圖、PCB設計和信號完整性分析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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榖樹忠，耿曉中，王秀艷 著

圖書標籤:

• Altium Designer
• PCB設計
• 原理圖設計
• 信號完整性
• 電子工程
• 電路設計
• SMT
• EDA
• 設計教程
• 實用指南

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121273506

版次：1

商品編碼：11793126

包裝：平裝

叢書名： 電子信息科學與工程類專業規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-10-01

用紙：膠版紙

頁數：264

字數：442000

正文語種：中文

內容簡介

　　《Altium Designer實用教程 原理圖、PCB設計和信號完整性分析》詳細地介紹AltiumDesigner軟件中原理圖設計、印製電路闆設計和信號完整性分析3大部分。其中，原理圖設計含有：原理圖設計、層次原理圖設計、原理圖元件符號設計與修改等；印製電路闆設計含有：雙麵PCB設計、單麵PCB設計、多層PCB設計、元件封裝設計等；信號完整性分析含有：信號完整性分析模型的建立、信號完整性分析的步驟、典型電路信號完整性分析實例。《Altium Designer實用教程 原理圖、PCB設計和信號完整性分析》結構閤理、入門簡單、層次清楚、內容詳實，並附有習題。
　　《Altium Designer實用教程 原理圖、PCB設計和信號完整性分析》可作為高等院校電子類、電氣類、計算機類、自動化類及機電一體化類專業的EDA教材，也可作為廣大電子産品設計工程技術人員和電子製作愛好者的參考用書。

目錄

本書以典型的應用實例為主綫，介紹瞭Altium公司最新推齣的一套Altium Designer電子設計自動化（EDA）軟件使用方法。
本書詳細地介紹Altium Designer軟件中原理圖設計、印製電路闆設計和信號完整性分析3大部分。其中，原理圖設計含有：原理圖設計、層次原理圖設計、原理圖元件符號設計與修改等；印製電路闆設計含有：雙麵PCB設計、單麵PCB設計、多層PCB設計、元件封裝設計等；信號完整性分析含有：信號完整性分析模型的建立、信號完整性分析的步驟、典型電路信號完整性分析實例。本書結構閤理、入門簡單、層次清楚、內容翔實，並附有習題。
本書可作為高等院校電子類、電氣類、計算機類、自動化類及機電一體化類專業的EDA教材，也可作為廣大電子産品設計工程技術人員和電子製作愛好者的參考用書。

前言/序言

《Altium Designer實用教程：原理圖、PCB設計與信號完整性分析》內容簡介 本書是一本麵嚮電子工程師、嵌入式係統開發者、硬件設計愛好者以及相關專業學生的實踐性教程，旨在幫助讀者深入理解並熟練掌握Altium Designer這一業界領先的電子設計自動化（EDA）軟件。通過係統性的講解和大量的實戰案例，本書將帶領讀者從零開始，一步步構建專業級的電路原理圖，完成高質量的PCB布局布綫，並掌握至關重要的信號完整性分析技術，最終確保設計的高性能與高可靠性。 第一部分：Altium Designer基礎與原理圖設計 本部分將為讀者打下堅實的Altium Designer操作基礎。我們將從軟件的安裝與界麵介紹入手，讓讀者熟悉工作空間、菜單欄、工具欄以及各麵闆的功能。 Altium Designer工作環境概覽：詳細介紹Altium Designer的主界麵布局，包括工程管理（Projects）、庫管理（Libraries）、輸齣窗口（Output Jobs）、文檔編輯器（Schematic, PCB, etc.）等核心區域。講解如何創建、導入和管理項目文件，理解工程文件（.PrjPcb）與原理圖文件（.SchDoc）、PCB文件（.PcbDoc）之間的關係。 元器件庫的創建與管理：深入講解元器件庫（Libraries）的重要性，以及如何高效地創建、編輯和管理自己的元器件庫。內容涵蓋： 創建原理圖符號：教授如何繪製符閤行業標準的原理圖符號，包括引腳的定義、屬性的設置（如Name, Designator, Description等），以及符號的對齊和命名規範。 創建PCB封裝：講解如何根據元器件的實際尺寸和引腳布局，創建精確的PCB封裝（Footprints）。重點在於理解封裝的各個組成部分，如焊盤（Pads）、絲印層（Silkscreen）、阻焊層（Solder Mask）、助焊膏層（Solder Paste）以及文檔層（Mechanical Layer）的繪製和設置。 創建3D模型：介紹如何為元器件添加3D模型，這不僅能提高PCB設計的可視化程度，在後續的裝配檢查中也至關重要。 配置元器件屬性：講解如何將原理圖符號、PCB封裝、3D模型以及電氣屬性（如Part Number, Manufacturer, Description, Electrical Type等）關聯起來，形成一個完整的元器件。 使用Altium Designer內置庫：指導讀者如何利用Altium Designer豐富的內置元器件庫，並介紹搜索、篩選和導入元器件的方法。 原理圖編輯與繪製：本節是核心內容，將係統講解如何繪製規範、清晰、易於理解的原理圖。 放置與連接元器件：教授如何從庫中選擇並放置元器件，以及使用導綫（Wires）進行連接。重點在於理解連接綫的連接規則，以及避免交叉和雜亂。 導綫、總綫與信號類型：講解導綫的不同類型（如Single Net, Power Net, Differential Pair等），以及總綫（Buses）的創建和使用，如何有效地管理多根同類信號。 端口、全局標簽與局部標簽：詳細介紹端口（Ports）、全局標簽（Global Labels）和局部標簽（Local Labels）在多頁原理圖設計中的作用，如何實現信號的跨頁傳遞和模塊化設計。 總綫端口與差分對：深入講解如何使用總綫端口（Bus Ports）和差分對（Differential Pairs）來簡化復雜總綫信號和高速差分信號的繪製。 電源與接地：重點講解電源符號（Power Symbols）和接地符號（Ground Symbols）的放置與連接，以及如何處理復雜的電源分配網絡（PDN）。 參數與屬性設置：教授如何為元器件、導綫、端口等設置自定義參數（Parameters），這些參數將在後續的PCB設計和物料清單（BOM）生成中發揮重要作用。 設計規則檢查（DRC）：講解如何配置和運行原理圖設計規則檢查，及時發現並修復潛在的設計錯誤，確保原理圖的電氣連接正確性。 層次化原理圖設計：介紹如何利用Altium Designer的層次化設計功能，將復雜的係統分解為多個獨立的模塊，提高設計效率和可維護性。 生成物料清單（BOM）：指導讀者如何根據原理圖生成物料清單，並進行編輯和導齣，為采購和生産提供準確信息。 第二部分：PCB設計與布局布綫 在完成原理圖設計後，本部分將帶領讀者進入PCB設計階段，將原理圖轉化為實際的電路闆。 PCB文檔的創建與設置：講解如何從原理圖生成PCB文檔，並進行基本的PCB設置，如單位（Units）、精度（Precision）、網格（Grids）等。 PCB編輯環境與工具：介紹PCB編輯器中的各項工具，包括元器件放置、走綫、填充、覆銅、測量等。 PCB布局（Placement）： 自動布局與手動調整：講解Altium Designer的自動布局功能，以及如何進行精細的手動調整，以優化元器件的擺放位置。 考慮信號流嚮和電氣連接：指導讀者如何根據原理圖中的信號流嚮，閤理安排元器件的位置，盡量縮短關鍵信號的走綫長度，減少信號乾擾。 電源與接地考慮：講解如何在PCB上規劃電源和接地平麵，以實現良好的電源分配和信號返迴路徑。 散熱與機械尺寸考慮：強調在布局時考慮元器件的發熱情況，預留散熱空間，並根據實際的機械外殼尺寸和安裝孔位進行布局。 差分對與高速信號布局：指導讀者如何對差分對和高速信號進行優先布局，確保其走綫等長匹配和良好的屏蔽。 PCB布綫（Routing）： 手動布綫技巧：教授各種手動布綫技巧，包括單根布綫、多根布綫、跟隨布綫等，以及如何使用“推擠”（Push and Shove）功能。 自動布綫（Autorouter）：介紹Altium Designer的自動布綫器，講解如何設置布綫規則，並指導讀者如何使用自動布綫器，以及後續的手動優化。 覆銅（Copper Pour）與網絡填充：講解如何使用覆銅功能創建接地層、電源層或信號屏蔽層，以及如何進行網絡填充，以降低阻抗、改善EMI/EMC性能。 過孔（Vias）的使用：詳細講解過孔的類型（如Through-hole, Blind, Buried Vias），以及在多層闆設計中的使用策略，包括過孔的尺寸、間距和連接規則。 差分對布綫：重點講解差分對的布綫方法，包括如何設置差分對的間距、寬度、長度匹配，以及如何確保良好的屏蔽。 高密度互連（HDI）與微過孔：介紹HDI技術和微過孔在實現高密度PCB設計中的應用。 布綫規則檢查（DRC）：講解如何配置和運行PCB設計規則檢查，以發現並修復走綫、間距、過孔等方麵的設計錯誤。 PCB層的管理與設置：深入講解PCB設計中的多層結構，包括信號層、電源層、接地層、阻焊層、絲印層、鑽孔層等。教授如何設置各層的顔色、可見性、屬性，以及如何理解和使用層疊加（Layer Stackup）。 3D視圖與機械集成：展示如何利用Altium Designer的3D視圖功能，直觀地查看PCB的整體效果，並與機械模型進行集成，檢查是否存在乾涉。 PCB輸齣與製造準備： 生成Gerber文件：詳細講解Gerber文件的生成過程，包括各層文件的選擇、單位、精度設置，以及如何檢查Gerber文件。 生成鑽孔文件（Excellon）：講解鑽孔文件的生成和設置。 生成裝配圖和拾取與放置文件（Pick and Place）：介紹這些用於指導SMT貼片機生産的文件。 生成報告：如PCB報告、開孔報告等。 PCB製造工藝流程概述：簡要介紹PCB的製造過程，幫助讀者理解設計規則對製造的影響。 第三部分：信號完整性分析（SI） 隨著電子設備速度的不斷提升，信號完整性問題變得日益重要。本部分將聚焦於Altium Designer中的信號完整性分析工具，幫助讀者設計齣高性能、高可靠性的高速電路。 信號完整性概述： 什麼是信號完整性？ 解釋信號完整性在高速數字電路中的重要性，以及可能齣現的信號失真問題，如反射、串擾、過衝、欠衝、振鈴等。 影響信號完整性的關鍵因素：分析傳輸綫理論、阻抗匹配、終端匹配、串擾、迴流路徑等概念。 Altium Designer信號完整性分析工具： SI Explorer（早期版本）/Signal Integrity Tools（新版本）：介紹Altium Designer提供的專業信號完整性分析工具，包括其功能和使用流程。 設置分析模型：講解如何為分析場景選擇閤適的模型，如傳輸綫模型、連接器模型、負載模型等。 分析參數配置：指導讀者如何設置分析所需的參數，如驅動端和接收端的S參數、端口阻抗、傳輸綫阻抗、反射係數、串擾係數等。 反射分析： 理解反射的産生原因：講解阻抗不匹配是如何導緻信號反射的。 進行反射仿真：教授如何使用工具進行反射仿真，並分析仿真結果，如TDR（Time Domain Reflectometry）麯綫。 優化匹配策略：指導讀者如何根據仿真結果，調整終端匹配（Series Termination, Parallel Termination等）或走綫阻抗，以消除或減小反射。 串擾分析： 理解串擾的産生原因：講解相鄰信號綫之間的耦閤如何導緻串擾。 進行串擾仿真：教授如何設置和運行串擾仿真，分析相鄰信號綫的耦閤程度。 優化布綫以降低串擾：指導讀者如何通過調整信號綫間距、增加屏蔽層、優化返迴路徑等方式，降低串擾。 損耗分析： 理解信號損耗的原因：講解導綫損耗、介質損耗等對信號衰減的影響。 進行損耗仿真：教授如何分析信號在傳輸過程中的損耗。 優化傳輸綫設計：指導讀者如何選擇閤適的傳輸綫結構和材料，以減小信號損耗。 時序分析與抖動分析： 理解時序參數：介紹建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）、時鍾邊沿等概念。 進行時序仿真：指導讀者如何分析時序裕度，識彆潛在的時序問題。 抖動（Jitter）的概念與影響：講解抖動對高速信號精度的影響，以及如何在設計中考慮抖動。 差分對的信號完整性分析： 差分阻抗與模式轉換：分析差分對的特性阻抗和模式轉換問題。 差分對等長與差分阻抗匹配：強調差分對布綫中的長度匹配和阻抗匹配的重要性。 差分對的串擾與共模噪聲：分析差分對在高速傳輸中可能遇到的串擾和共模噪聲問題。 PDN（Power Delivery Network）分析基礎： 什麼是PDN？ 講解電源分配網絡在保證信號質量中的作用。 PDN中的阻抗與去耦：分析PDN阻抗和去耦電容的選擇與布局對信號完整性的影響。 實際案例分析與綜閤應用：通過分析一些典型的高速電路設計案例，將本書所學的原理圖設計、PCB布局布綫和信號完整性分析知識融會貫通，讓讀者能夠獨立解決實際設計中遇到的信號完整性問題。 本書特色： 實戰導嚮：本書理論與實踐相結閤，通過豐富的實例，講解Altium Designer的各項功能，讓讀者能夠快速上手並解決實際問題。 係統全麵：涵蓋瞭從原理圖設計到PCB布局布綫，再到信號完整性分析的整個設計流程，為讀者提供一個完整的學習路徑。 深入淺齣：對於復雜的概念，如信號完整性，本書力求用通俗易懂的語言進行講解，並結閤工具進行演示。 注重細節：在講解過程中，會特彆強調一些容易被忽視但卻至關重要的設計細節和技巧。 緊跟技術發展：本書內容緊跟Altium Designer的最新版本特性，並涵蓋當前電子設計領域的熱點技術。 通過學習本書，讀者將能夠自信地使用Altium Designer完成高質量的電子産品設計，並深入理解高速信號設計的關鍵技術，從而在激烈的市場競爭中脫穎而齣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題雖然提到瞭“Altium Designer”，但我對它實際內容的預期，更多的是圍繞著整個電子産品設計流程中的“思維方式”和“方法論”，而不僅僅是軟件操作的堆砌。例如，我希望能深入探討如何在項目初期就建立一個清晰、高效的原理圖設計框架，不僅僅是導綫連接，而是如何通過模塊化、層次化設計來管理復雜性。我設想書中會詳細闡述原理圖設計的“哲學”，比如如何命名節點、如何組織組件庫、如何預留調試接口等，這些細節看似微不足道，卻能在後續的PCB布局和信號完整性分析中起到事半功倍的效果。我特彆期待書中能提供一些“最佳實踐”的案例分析，展示同一個功能，在不同的設計理念下，如何導緻截然不同的工程實現難度和最終産品性能。此外，我也希望它能觸及一些更宏觀的設計考量，比如如何根據成本、功耗、可靠性等因素，在原理圖設計階段就做齣明智的權衡，而不僅僅是滿足功能性要求。這本書如果能提供這樣的深度和廣度，那它就不僅僅是一本工具書，更是一本能夠提升設計師“內功”的寶典，讓我從“會用軟件”提升到“懂設計”。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書的初衷，是希望它能作為一本“實戰演練”的指南，讓我能夠快速上手，並在實際的項目中找到可藉鑒的經驗。我特彆關注PCB設計的部分，期望它能不僅僅是“拖拉拽”式的布局布綫，而是能深入講解如何根據信號的特性、電源的分布、散熱的要求來優化PCB的物理結構。例如，關於布綫策略，我希望它能詳細介紹等長、差分對、關鍵信號的阻抗匹配等技術細節，並給齣具體的實踐建議，例如如何選擇閤適的過孔數量和位置，如何處理高頻信號的屏蔽等。我也期待書中能有關於電源完整性和EMC設計的章節，講解如何在PCB層麵就預先規避潛在的EMI問題，並保證電源的穩定性和純淨度。如果書中能包含一些復雜PCB的設計案例，比如高密度互連（HDI）闆、射頻PCB等，並分析其設計思路和遇到的挑戰，那將極大地拓寬我的視野。我希望這本書能讓我真正理解“PCB不隻是電路圖的物理實現，更是決定産品性能和穩定性的關鍵因素”，並讓我掌握解決實際PCB設計難題的有效方法。

評分☆☆☆☆☆

在翻閱這本書之前，我腦海中已經勾勒齣我理想中的“Altium Designer教程”的模樣。我期待它能夠呈現齣一種“循序漸進”的學習路徑，從最基礎的概念講起，逐步引入更高級的功能和應用。比如，在原理圖設計部分，我希望它能從最簡單的元器件庫管理、原理圖繪製入手，然後逐步講解模塊化設計、層次化設計、參數化設計等高級技巧。在PCB設計方麵，同樣如此，從基礎的PCB編輯、元件布局，到高級的差分對布綫、阻抗控製、多層闆設計等。更重要的是，我希望書中能夠提供大量的“動手實踐”機會，通過一係列由淺入深的案例，引導讀者完成從原理圖到PCB，再到初步仿真的完整流程。這些案例最好能覆蓋一些常見的應用場景，例如電源模塊、通信接口、控製電路等，讓讀者能夠在實踐中鞏固所學知識，並逐步建立起解決實際問題的能力。如果書中還能提供一些“常見錯誤及規避方法”的總結，那就更加完美瞭，能幫助我少走彎路，提高學習效率。

評分☆☆☆☆☆

這本書的厚度和內容涵蓋範圍，讓我對它作為一本“全麵”的學習資料充滿瞭期待。除瞭軟件操作和技術細節，我更希望它能提供一些“跨學科”的視野，將電子設計與其他工程領域（如機械、熱學、材料）進行適當的關聯。例如，在PCB設計部分，我希望能看到關於散熱設計與PCB布局的協同考量，如何在保證電氣性能的同時，也兼顧到組件的散熱需求，從而提高産品的可靠性和壽命。我也期望在材料選擇和封裝層麵，能有相關的討論，例如不同PCB基材的性能差異，以及不同封裝形式對信號完整性和散熱的影響。此外，如果書中能提及一些與生産製造相關的考量，例如可製造性設計（DFM）原則，以及如何通過設計優化來降低生産成本和提高良品率，那將極大地提升這本書的實用價值。我希望它能讓我意識到，一個成功的電子産品設計，是多方麵因素綜閤考量的結果，而不僅僅是局限於某個單一的軟件工具的使用。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，一本優秀的電子設計教程，不應該僅僅停留在“畫圖”層麵，更需要觸及“信號的本質”。這本書標題中的“信號完整性分析”讓我看到瞭它的潛力。我希望它能深入淺齣地講解信號完整性這個復雜但至關重要的概念，從基礎的反射、振鈴、串擾等現象齣發，逐步深入到高速信號設計的具體考量。我期待書中能有章節詳細介紹如何利用Altium Designer自帶的仿真工具來分析信號質量，例如眼圖、時域反射（TDR）、S參數分析等。更重要的是，我希望它能提供一些實用的方法和技巧，指導我如何在原理圖和PCB設計階段就“預判”和“規避”信號完整性問題，而不是等到仿真或實際測試時纔發現。比如，如何通過閤理的終端匹配、減少不必要的連接器和過孔、優化PCB疊層和布綫規則等來改善信號傳輸質量。如果書中能結閤一些實際案例，展示如何通過信號完整性分析來診斷和解決産品中的性能問題，那就非常有價值瞭，能讓我真正理解“信號完整性是衡量高速數字電路設計水平的重要標尺”。