內容簡介
     《Altium Designer 15原理圖與PCB設計教程》從工程的角度齣發,介紹瞭AltiumDesigner軟件開發電子産品應具備的基礎知識,包括AltiumDesigner概述、電路原理圖設計、原理圖元器件庫的管理、電路原理圖設計進階、工程編譯與報錶生成、印製電路闆設計基礎知識、印製電路闆的布局設計、印製電路闆的布綫設計、印製電路闆的後續製作、信號完整性分析和兩個綜閤實例——U盤電路的設計和FPGA硬件電路的設計,詳細介紹瞭AltiumDesigner的開發方法和設計過程。
  《Altium Designer 15原理圖與PCB設計教程》由淺入深,從易到難,各章節既相對獨立又前後關聯,其特點就是打破瞭傳統書籍的講解方法,以圖解的方式講解瞭基本功能的應用與操作,並通過提示、技巧和注意的方式指導讀者對重點注意事項的理解,從而能夠真正運用到實際産品的設計生産中。
  《Altium Designer 15原理圖與PCB設計教程》每章配有習題,以指導讀者深入地進行學習。
  《Altium Designer 15原理圖與PCB設計教程》既可作為高等院校電子係統設計課程的教材,又可作為電路設計及相關行業工程技術人員的技術參考書。     
內頁插圖
          目錄
   前言
第1章 Altium Designer概述
1.1 Altium Designer發展曆史
1.2 Altium Designer的優勢及特點
1.3 Altium Designer軟件安裝與啓動
1.3.1 Altium Designer的安裝
1.3.2 Altium Designer的啓動
1.4 熟悉Altium Designer 15 的操作環境
1.4.1 Altium Designer 15的係統基本參數設置
1.4.2 設置個性化用戶界麵
1.4.3 Altium Designer 15的設計工作區
1.5 Altium Designer 15的工程及文件管理
1.5.1 工程及工程文件的創建
1.5.2 常用文件及導入
1.5.3 文件的隱藏與顯示
1.5.4 文件的管理
1.6 思考與練習
第2章 電路原理圖設計
2.1 電路原理圖的設計步驟
2.2 原理圖編輯環境
2.2.1 創建原理圖文件
2.2.2 原理圖編輯界麵
2.2.3 原理圖編輯畫麵管理
2.2.4 原理圖紙的設置
2.2.5 原理圖工作區參數設置
2.2.6 元器件庫的操作
2.3 元器件的放置
2.3.1 使用實用工具欄或菜單命令放置元器件
2.3.2 使用元器件庫管理器放置元器件
2.4 編輯及調整元器件的屬性
2.4.1 元器件屬性的編輯
2.4.2 元器件自動標號
2.4.3 快速自動標號與恢復
2.5 調整元器件
2.5.1 元器件位置的調整
2.5.2 元器件的簡單復製與粘貼
2.5.3 元器件的智能粘貼
2.5.4 元器件的陣列粘貼
2.6 繪製電路原理圖
2.6.1 原理圖連接方法
2.6.2 繪製導綫
2.6.3 放置電源和地端口
2.6.4 繪製總綫
2.6.5 放置總綫入口
2.6.6 放置網絡標號
2.6.7 放置輸入/輸齣端口
2.6.8 放置綫束
2.6.9 放置電氣節點
2.6.10 放置“沒有ERC標誌”
2.7 思考與練習
第3章 原理圖元器件庫的管理
3.1 原理圖庫文件編輯器
3.1.1 原理圖庫文件編輯器的啓動
3.1.2 原理圖庫文件編輯環境
3.1.3 原理圖庫實用工具欄
3.1.4 “SCH Library”麵闆
3.2 原理圖庫元器件的創建
3.2.1 設置工作區參數
3.2.2 庫元器件的創建
3.3 原理圖庫元器件的編輯
3.3.1 原理圖庫元器件菜單命令
3.3.2 原理圖庫文件添加模型
3.3.3 創建含有子部件的庫元器件
3.3.4 復製庫元器件
3.4 製作工程原理圖庫
3.5 報錶輸齣及庫報告生成
3.5.1 輸齣報錶
3.5.2 生成庫報告
3.6 思考與練習
第4章 電路原理圖設計進階
4.1 特色工作麵闆
4.2 “SCH Inspector”麵闆
4.3 “SCH Filter”麵闆
4.3.1 “SCH Filter”麵闆簡介
4.3.2 “Query Helper”對話框
4.3.3 “SCH Filter”麵闆的使用
4.4 “SCH List”麵闆
4.5 “選擇內存”麵闆
4.5.1 “選擇內存”麵闆介紹
4.5.2 “選擇內存”使用
4.6 聯閤與片段
4.7 層次式原理圖設計
4.8 層次式原理圖的具體實現
4.8.1 自下而上的層次設計
4.8.2 自上而下的層次設計
4.9 層次式原理圖的層次切換
4.10 層次式原理圖中的連通性
4.11 多通道設計
4.12 思考與練習
第5章 工程編譯與報錶生成
5.1 工程編譯
5.1.1 工程編譯設置
5.1.2 編譯工程
5.1.3 “Navigator”麵闆
5.2 報錶生成
5.2.1 網絡錶生成
5.2.2 元器件報錶生成
5.2.3 層次設計報錶生成
5.3 工作文件輸齣
5.4 工程管理
5.5 智能PDF文件生成
5.6 思考與練習
第6章 印製電路闆設計基礎知識
6.1 印製電路闆的基礎知識
6.1.1 印製電路闆的結構和種類
6.1.2 印製電路闆設計流程
6.2 新建PCB文件
6.3 PCB設計環境
6.4 將原理圖信息同步到PCB
6.5 網絡錶的編輯
6.6 思考與練習
第7章 印製電路闆的布局設計
7.1 布局規則設置
7.1.1 打開規則設置
7.1.2 “Room Definition”規則設置
7.1.3 “Component Clearance”規則設置
7.1.4 “Component Orientations”規則設置
7.1.5 “Permitted Layers”規則設置
7.1.6 “Nets To Ignore”規則設置
7.1.7 “Height”規則設置
7.2 電路闆元器件布局
7.3 3D效果圖
7.4 網絡密度分析
7.5 思考與練習
第8章 印製電路闆的布綫設計
8.1 放置布綫工具
8.1.1 放置焊盤
8.1.2 放置導綫
8.1.3 放置圓及圓弧導綫
8.1.4 放置過孔
8.1.5 放置矩形填充
8.1.6 放置敷銅
8.1.7 放置直綫
8.1.8 放置字符串
8.1.9 放置位置坐標
8.1.10 放置尺寸標注
8.1.11 放置元器件封裝
8.2 自動布綫規則設置
8.2.1 電氣規則設置
8.2.2 布綫規則設置
8.2.3 導綫寬度規則及優先級的設置
8.2.4 布綫拓撲子規則設置
8.2.5 布綫優先級子規則設置
8.2.6 布綫層子規則設置
8.2.7 布綫拐角子規則設置
8.2.8 過孔子規則設置
8.2.9 扇齣布綫子規則設置
8.2.10 差分對布綫子規則設置
8.2.11 規則設置嚮導
8.3 自動布綫策略設置
8.4 PCB自動布綫
8.5 手動調整布綫
8.6 補淚滴
8.7 思考與練習
第9章 印製電路闆的後續製作
9.1 原理圖與PCB圖之間交互驗證
9.1.1 PCB設計變化反映在原理圖上
9.1.2 原理圖設計變化反映在PCB圖上
9.2 PCB驗證與檢查報告生成
9.2.1 PCB設計規則檢查
9.2.2 生成檢查報告
9.3 生成PCB報錶
9.3.1 生成電路闆信息報錶
9.3.2 生成網絡狀態報錶
9.3.3 生成元器件報錶
9.3.4 測量距離
9.3.5 生成Gerber光繪報錶
9.3.6 生成NC鑽孔報錶
9.4 打印輸齣PCB圖
9.5 智能建立PDF文檔
9.6 思考與練習
第10章 信號完整性分析
10.1 信號完整性簡介
10.2 信號完整性模型
10.3 信號完整性分析的環境設定
10.4 信號完整性的設計規則
10.5 進行信號完整性的分析
10.5.1 信號完整性分析器
10.5.2 狀態窗口介紹
10.5.3 串擾分析
10.5.4 反射分析
10.6 思考與練習
第11章 綜閤實例-U盤電路的設計
11.1 電路工作原理說明
11.2 創建項目文件
11.3 製作元器件
11.3.1 製作K9F0U0B元器件
11.3.2 製作IC1元器件
11.3.3 製作AT1201元器件
11.4 繪製原理圖
11.4.1 U盤接口電路模塊設計
11.4.2 濾波電容電路模塊設計
11.4.3 Flash電路模塊設計
11.4.4 供電模塊設計
11.4.5 連接器及開關設計
11.5 設計PCB
11.5.1 創建PCB文件
11.5.2 編輯元器件封裝
11.5.3 繪製PCB
11.6 思考與練習
第12章 綜閤實例-FPGA硬件電路的設計
12.1 FPGA最小係統
12.1.1 FPGA芯片引腳介紹
12.1.2 電源電路的設計
12.1.3 濾波電容電路模塊的設計
12.1.4 JTAG調試與AS下載電路的設計
12.1.5 時鍾電路的設計
12.1.6 復位電路的設計
12.1.7 鎖相環外圍電路的設計
12.1.8 LED電路的設計
12.1.9 高速SDRAM存儲器接口電路的設計
12.1.10 Flash存儲器接口電路的設計
12.1.11 FPGA最小係統擴展接口電路的設計
12.2 FPGA硬件係統的設計技巧
12.3 FPGA最小硬件係統的設計
12.4 思考與練習      
前言/序言
     電子工業的飛速發展和電子計算機技術的廣泛應用,促進瞭電子設計自動化技術日新月異。AltiumDesi~er作為新一代的計算機輔助設計軟件,其DXP技術集成平颱為設計係統提供瞭所有工具和編輯器的兼容環境,被廣泛應用於航空、航天、汽車、造船、通用機械和電子等工業領域。
  AltiumDesigner是目前流行的電子設計領域的前端開發工具,它是由Protel發展而來的。與以前的Protel版本相比,AltiumDesigner的功能得到瞭進一步增強。本書以AltiumDesigner15開發環境為背景,介紹電子産品開發的完整解決方案。
  ‘
  為瞭使讀者迅速掌握使用AltiumDesigner軟件入門的要點與難點,本書每個知識點都通過一個典型的例題來說明其功能和用法,並給齣重要的設置選項含義。本書根據作者多年使用AltiumDesigner進行印製電路闆設計的實踐經驗和相應的教學經驗,按照案例式教學的寫作模式,由淺入深、圖文並茂、全麵剖析AltiumDesigner軟件的功能及其在電子設計領域的應用方法。
  本書共分12章,分彆從電路原理圖設計、印製電路闆設計、信號完整性分析和綜閤實例四個方麵進行闡述,主要內容包括AltiumDesigner概述、電路原理圖設計、原理圖元器件庫的管理、電路原理圖設計進階、工程編譯與報錶生成、印製電路闆設計基礎知識、印製電路闆的布局設計、印製電路闆的布綫設計、印製電路闆的後續製作、信號完整性分析等。最後兩章給齣兩個完整的實例,以幫助讀者順利地理解完成開發任務的整個過程,從原理圖的設計到印製電路闆的製作,讀者都可以按照書中所講內容進行實際操作。
  本書由試驗物理與計算數學重點實驗室組織編寫。第1~4章由劉佳琪編寫,第5~10章由高敬鵬編寫,第11章由王上月編寫,第12章由管殿柱、宋一兵、劉洪艷、江誌燁、高路、白錦良、徐鋒、李虎、陳姝媛、秦鵬編寫。
  本書在編寫過程中得到瞭北京航天長徵飛行器研究所的大力支持,在此錶示衷心的感謝。
  感謝您選擇瞭本書,希望我們的努力對您的工作和學習有所幫助,也希望您把對本書的意見和建議告訴我們,以便改進。    
				
 
				
				
					深入解析Altium Designer 15:從原理圖到PCB的完整設計流程  這是一本麵嚮廣大電子工程師、愛好者以及在校學生的實用性技術書籍,它將帶領讀者係統性地掌握Altium Designer 15這款強大的EDA(Electronic Design Automation)軟件,並深入理解從概念設計到最終PCB(Printed Circuit Board)製造的完整流程。本書旨在提供一套紮實的設計理論基礎與實踐操作指南,幫助讀者高效、高質量地完成各類電子産品的原理圖繪製與PCB布局布綫工作。  本書的核心價值在於其係統性、實踐性與前瞻性。 不同於零散的技巧分享,本書從最基礎的軟件環境搭建與界麵熟悉開始,逐步深入到原理圖設計的高級功能、PCB設計的精細化控製,以及最終的輸齣與生産準備。每一個環節都緊密結閤實際項目需求,通過大量的實例演示和操作練習,確保讀者能夠真正地“學會”並“用好”Altium Designer 15。  全書結構清晰,內容循序漸進:  第一部分:Altium Designer 15入門與原理圖設計基礎     軟件環境搭建與基礎配置:        詳細介紹Altium Designer 15的安裝步驟、許可配置與個性化設置,幫助讀者快速搭建起屬於自己的高效設計工作颱。        深入講解軟件界麵的組成部分,包括菜單欄、工具欄、麵闆(項目麵闆、庫麵闆、屬性麵闆、導航器等)的功能與使用技巧,讓讀者對軟件操作感到得心應手。        演示如何創建和管理項目,理解項目文件(.PrjPcb)的重要性,以及如何設置項目相關的全局屬性,為後續的設計奠定基礎。        介紹Altium Designer 15中常用的快捷鍵與自定義快捷鍵的方法,顯著提升設計效率。     原理圖設計入門:        元器件庫的管理與使用: 詳細講解Altium Designer 15內置元器件庫的結構與檢索方法。重點演示如何創建、編輯與管理自定義元器件庫(包括原理圖符號、PCB封裝)。這部分內容至關重要,因為高質量的庫是高效設計的前提。讀者將學會如何從零開始繪製一個符閤標準的原理圖符號,並為其關聯正確的PCB封裝。        原理圖繪製的核心操作: 深入講解在原理圖編輯器(Schematic Editor)中的各種繪製工具,包括放置元器件、繪製導綫、添加網絡標簽、使用總綫、放置端口(Port)、使用連接點(Junction)等。        導航與組織原理圖: 介紹如何有效地組織大型復雜原理圖,使用多張原理圖錶(Sheet Symbol)、端口(Port)與連接綫(Wire)實現模塊化設計。講解使用LED、文本標簽(Text Label)、說明框(Comment)等元素來提高原理圖的可讀性和信息量。        設計規則檢查(DRC): 詳細講解原理圖設計規則檢查(Schematic DRC)的設置與應用。指導讀者如何配置規則(例如:短路檢查、未連接端口檢查、重復命名檢查等),並理解DRC報告的解讀,從而在設計早期發現並修正潛在錯誤。        參數管理與屬性設置: 學習如何為元器件、導綫、網絡等添加和編輯各種屬性(Parameters),如器件型號、製造商、成本、位號(Designator)、封裝名稱(Footprint)等。理解這些參數在後續PCB設計、物料清單(BOM)生成中的重要作用。        總綫與差分對的繪製: 講解如何高效地繪製和管理多根信號綫組成的“總綫”(Bus),以及如何為高速信號綫設置“差分對”(Differential Pair)的原理圖錶示。        電源網絡與接地係統: 詳細講解如何正確地錶示和管理電源(VCC, VDD等)和地(GND)網絡,使用電源端口(Power Port)、去耦電容的擺放技巧,以及理解接地係統的設計原則。  第二部分:PCB設計實戰與高級技巧     PCB設計環境與基礎操作:        PCB編輯器(PCB Editor)的界麵與工具: 熟悉PCB編輯器的布局、工具欄和常用麵闆,瞭解如何導入原理圖信息,生成PCB文檔。        PCB封裝的創建與管理: 深入講解PCB封裝(Footprint)的設計原則與創建方法。包括PCB焊盤(Pad)、敷銅(Copper Pour)、阻焊層(Solder Mask)、絲印層(Silkscreen)的繪製與設置。重點演示如何從原理圖封裝映射(Footprint Assignment)到實際的PCB封裝。        PCB布局(Placement)策略: 介紹影響PCB布局的關鍵因素,如信號完整性、散熱、電磁兼容性(EMC)、機械結構限製等。指導讀者如何進行閤理高效的元器件布局,包括單闆布局、模塊布局、高頻器件布局、電源器件布局等。        PCB布綫(Routing)技巧:            手動布綫: 詳細講解多種手動布綫模式(如:推擠模式、避讓模式),以及如何使用推拉(Push & Shove)功能高效地進行布綫。            自動布綫: 介紹Altium Designer 15的自動布綫器(Auto Router)功能,指導讀者如何進行閤理的設置以獲得較好的布綫結果,並理解自動布綫後的手動優化。            差分對與高速信號布綫: 重點講解差分信號的布綫規則(等長、等距、阻抗匹配等),以及如何使用工具確保信號的完整性。            電源層與地層(Plane Layer)的設計: 講解如何創建和管理電源層與地層,包括使用覆銅(Copper Pour)實現大麵積接地,以及如何處理挖空(Cutout)和連接點(Thermal Relief)。            過孔(Via)的應用與管理: 介紹不同類型的過孔(包括盲孔、埋孔),以及如何閤理地使用過孔連接不同層級的信號,並講解過孔的成本影響。     PCB設計規則(Design Rules)的深入應用:        理解PCB設計規則的層級與重要性: 詳細講解IPC(美國印刷電路協會)標準,以及Altium Designer 15如何實現這些標準。        常用PCB設計規則詳解: 重點講解綫寬(Width)、間距(Clearance)、過孔(Via)、覆銅(Polygon Connect)、差分對(Differential Pairs)等關鍵規則的設置。        高密度互連(HDI)設計規則: 簡要介紹一些先進的PCB設計規則,為讀者後續接觸更復雜的PCB設計打下基礎。        PCB設計規則檢查(PCB DRC): 詳細演示如何進行PCB DRC,分析DRC報告,並指導讀者如何根據報告信息進行修改,確保PCB的可製造性(DFM - Design For Manufacturability)。     PCB高級功能與可視化:        3D視圖與模型導入: 演示如何使用3D視圖查看PCB設計,以及如何導入3D模型以進行機械結構驗證,避免設計衝突。        CAM文件生成與輸齣: 詳細講解如何生成各種CAM(Computer-Aided Manufacturing)文件,如Gerber文件、Excellon鑽孔文件、ODB++等,這些是PCB製造的關鍵輸齣。        物料清單(BOM)生成與管理: 演示如何從原理圖或PCB中生成準確的物料清單,包含元器件信息、位號、數量、封裝等,為采購和生産提供依據。        裝配圖(Assembly Drawing)與鑽孔圖(Drill Drawing)的生成: 介紹如何生成用於PCB組裝的輔助圖紙。        PCB闆級功耗分析與散熱考慮: 結閤實際案例,講解如何在設計中考慮元器件的功耗與散熱問題,並可能涉及到一些基礎的分析工具或設計思路。        信號完整性(SI)與電源完整性(PI)的初步探討: 簡要介紹這些重要的概念,並指導讀者如何通過閤理的PCB布局布綫來滿足基本的需求,為進一步深入學習打下基礎。  第三部分:項目實踐與案例分析     完整的項目實戰演練:        本書將通過一個或多個實際項目(例如:一個簡單的數字電路闆、一個電源模塊等)貫穿整個設計流程。從項目需求分析、原理圖繪製、元器件選型、PCB布局布綫,到最終的輸齣檢查,一步一步帶領讀者完成。        在項目實戰中,會穿插講解更多實際應用中的技巧和注意事項。     常見設計問題分析與解決:        匯總在實際設計中可能遇到的各種疑難雜癥,如:信號乾擾、接地反彈、阻抗不匹配、EMC問題等,並提供相應的分析方法和解決方案。  本書的特色:     強調“為什麼”: 不僅僅教你“怎麼做”,更注重講解“為什麼這麼做”,幫助讀者理解設計背後的原理和依據。    注重實踐: 大量的實例、操作演示和練習題,讓讀者在實踐中鞏固所學知識。    內容全麵: 覆蓋瞭從軟件入門到高級應用的整個流程,滿足不同層次讀者的需求。    緊跟行業標準: 遵循IPC等行業規範,確保設計結果的專業性和可製造性。    語言通俗易懂: 避免過於晦澀的技術術語,用清晰易懂的語言解釋復雜概念。  目標讀者:     電子工程專業學生: 學習專業知識,為未來的職業生涯打下堅實基礎。    初級電子工程師: 快速掌握Altium Designer 15,提高設計效率和質量。    業餘電子愛好者: 將創意變成現實,製作齣自己的電子産品。    對PCB設計感興趣的技術人員: 拓展技能,提升自身競爭力。  通過本書的學習,讀者將能夠自信地使用Altium Designer 15完成各種復雜度的電子産品原理圖設計和PCB布局布綫工作,有效縮短産品研發周期,提高産品質量,並為進一步深入學習EDA技術奠定堅實的基礎。