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電路設計、仿真與PCB設計——從模擬電路、數字電路、射頻電路、控制電路到信號完整性分析（第2版）
( 簡體 字)
作者：崔巖松類別：1. -> 電子工程 -> 電路設計 -> 其它
出版社：清華大學出版社電路設計、仿真與PCB設計——從模擬電路、數字電路、射頻電路、控制電路到信號完整性分析（第2版） 3dWoo書號： 56340
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NT售價： 595 元
出版日：1/1/2024
頁數：476
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印刷：黑白印刷語系： ( 簡體 字 )
ISBN：9787302643449 加入購物車 │加到我的最愛 (請先登入會員)
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第一部分電路設計與仿真
第1章電路設計與仿真簡介
1.1緒論
1.2模擬電路設計及仿真工具
1.2.1NIMultisim
1.2.2CadencePSpice
1.2.3SynopsysHSpice
1.2.4華大九天Empyrean
1.3數字電路設計及仿真工具
1.3.1ModelSim
1.3.2QuartusPrime
1.3.3Vivado
1.3.4RobeiEDA
1.4射頻電路設計及仿真工具
1.4.1ADS
1.4.2HFSS
1.4.3CST
1.4.4中望電磁仿真
1.5控制電路設計及仿真工具
1.6電路板設計及仿真工具
1.6.1AltiumDesigner
1.6.2AllegroPCBDesigner
1.6.3PADS
1.6.4嘉立創EDA
1.6.5KiCadEDA

第2章Spice仿真描述與模型
2.1電子電路Spice描述
2.1.1Spice模型及程序結構
2.1.2Spice程序相關命令
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從用戶數據中創建Spice模型
2.3.1Spice模型的建立方法
2.3.2運行Spice模型向導
第3章電子電路設計與仿真
3.1直流工作點分析
3.1.1建立新的直流工作點分析工程
3.1.2添加新的仿真庫
3.1.3構建直流分析電路
3.1.4設置直流工作點分析參數
3.1.5直流工作點仿真結果分析
3.2直流掃描分析
3.2.1打開前面的設計
3.2.2設置直流掃描分析參數
3.2.3直流掃描仿真結果分析
3.3瞬態分析
3.3.1建立新的瞬態分析工程
3.3.2構建瞬態分析電路
3.3.3設置瞬態分析參數
3.3.4瞬態仿真結果分析
3.4傅里葉分析
3.4.1建立新的傅里葉分析工程
3.4.2構建傅里葉分析電路
3.4.3設置傅里葉分析參數
3.4.4傅里葉仿真結果分析
3.4.5修改電路參數重新執行傅里葉分析
3.5交流小信號分析
3.5.1建立新的交流小信號分析工程
3.5.2構建交流小信號分析電路
3.5.3設置交流小信號分析參數
3.5.4交流小信號仿真結果分析
3.6噪聲分析
3.6.1建立新的噪聲分析工程
3.6.2構建噪聲分析電路
3.6.3設置噪聲分析參數
3.6.4噪聲仿真結果分析
3.7參數掃描分析
3.7.1打開前面的設計
3.7.2設置參數掃描分析參數
3.7.3參數掃描結果分析
3.8溫度分析
3.8.1建立新的溫度分析工程
3.8.2構建溫度分析電路
3.8.3設置溫度分析參數
3.8.4溫度仿真結果分析
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構建蒙特卡洛分析電路
3.9.3設置蒙特卡洛分析參數
3.9.4蒙特卡洛仿真結果分析
第4章射頻電路設計與仿真
4.1S參數仿真
4.1.1S參數的概念
4.1.2S參數在電路仿真中的應用
4.1.3S參數仿真面板與仿真控制器
4.1.4S參數仿真過程
4.1.5基本S參數仿真
4.1.6匹配電路設計
4.1.7參數優化
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HB仿真
4.2.5參數掃描
4.3功率分配器的設計與仿真
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計實例
4.3.4比例型功率分配器設計
4.3.5Wilkinson功率分配器
4.3.6Wilkinson功率分配器設計實例
4.3.7電路仿真與優化
4.3.8版圖仿真
4.4印刷偶極子天線的設計與仿真
4.4.1印刷偶極子天線
4.4.2偶極子天線設計
4.4.3優化仿真
第5章數字電路設計與仿真
5.1數字電路設計及仿真流程
5.1.1數字電路設計流程
5.1.2ModelSim工程仿真流程
5.2仿真激勵及文件
5.2.1利用波形編輯器產生激勵
5.2.2采用描述語言生成激勵
5.3VHDL仿真
5.3.1VHDL文件編譯
5.3.2VHDL設計優化
5.3.3VHDL設計仿真
5.4Verilog仿真
5.4.1Verilog文件編譯
5.4.2Verilog設計優化
5.4.3Verilog設計仿真
5.4.4單元庫
5.5針對不同器件的時序仿真
5.5.1ModelSim對Altera器件的時序仿真
5.5.2ModelSim對Xilinx器件的時序仿真
第6章控制電路設計與仿真
6.1Proteus系統仿真基礎
6.2Proteus中的單片機模型
6.351系列單片機系統仿真
6.3.151系列單片機基礎
6.3.2在Proteus中進行源程序設計與編譯
6.3.3在KeilμVision中進行源程序設計與編譯
6.3.4Proteus和KeilμVision聯合調試
6.4用51單片機實現電子秒表設計實例
6.5AVR系列單片機仿真
6.5.1AVR系列單片機基礎
6.5.2Proteus和IAREWBforAVR聯合開發
6.6用AVR單片機實現數字電壓表設計實例
第二部分電路原理圖及PCB設計

第7章印制電路板設計基礎
7.1印制電路板基礎知識
7.1.1印制電路板的發展
7.1.2印制電路板的分類
7.2PCB材質及生產加工流程
7.2.1常用PCB結構及特點
7.2.2PCB生產加工流程
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自定義元器件設計流程
第8章電路原理圖設計
8.1原理圖繪制流程
8.1.1原理圖設計規劃
8.1.2原理圖繪制環境參數設置
8.2原理圖元器件庫設計
8.2.1元器件原理圖符號術語
8.2.2為LM324器件創建原理圖符號封裝
8.2.3為XC2S300E6PQ208C器件創建原理圖符號封裝
8.2.4分配器件模型
8.2.5元器件主要參數功能
8.3原理圖繪制及檢查
8.3.1繪制原理圖
8.3.2添加設計圖紙
8.3.3放置原理圖符號
8.3.4連接原理圖符號
8.3.5檢查原理圖設計
8.4導出原理圖至PCB
8.4.1設置導入PCB編輯器工程選項
8.4.2使用同步器將設計導入PCB編輯器
8.4.3使用網表實現設計間數據交換
第9章印制電路板PCB設計
9.1PCB設計流程及基本使用
9.1.1PCB層標簽
9.1.2PCB視圖查看命令
9.1.3自動平移
9.1.4顯示連接線
9.2PCB繪圖對象及繪圖環境參數
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
9.2.8尺寸
9.2.9填充
9.2.10固體區
9.2.11多邊形覆銅
9.2.12禁止布線對象
9.2.13捕獲向導
9.2.14PCB選項對話框參數設置
9.2.15柵格尺寸設置
9.2.16視圖配置
9.2.17PCB坐標系統的設置
9.2.18設置選項快捷鍵
9.3PCB元器件封裝庫設計
9.3.1使用IPCFootprintWizard創建元器件PCB封裝
9.3.2使用FootprintWizard創建元器件PCB封裝
9.3.3使用IPCFootprintsBatchGenerator創建元器件PCB封裝
9.3.4不規則焊盤和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設計規則
9.4.1添加設計規則
9.4.2如何檢查規則
9.4.3AD軟件中相關規則
9.5PCB布局設計
9.5.1PCB形狀和尺寸設置
9.5.2PCB布局規則的設置
9.5.3PCB布局原則
9.5.4PCB布局中的其他操作
9.6PCB布線設計
9.6.1交互布線線寬和過孔大小設置
9.6.2交互布線線寬和過孔大小規則設置
9.6.3處理交互布線沖突
9.6.4其他交互布線選項
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自動布線
9.6.9布線中淚滴的處理
9.6.10設計中關鍵布線策略
9.7PCB覆銅設計
9.8PCB設計檢查
第三部分信號完整性分析與設計
第10章信號完整性設計
10.1信號完整性
10.1.1信號時序完整性
10.1.2信號波形完整性
10.1.3元器件及PCB分布參數
10.2電源分配系統及影響
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信號線路及其信號回路
10.2.5電源分配方面考慮的電路板設計規則
10.3信號反射及其消除
10.3.1信號傳輸線定義
10.3.2信號傳輸線分類
10.3.3信號反射的定義
10.3.4信號反射的計算
10.3.5消除信號反射
10.3.6傳輸線的布線規則
10.4信號串擾及其消除
10.4.1信號串擾的產生
10.4.2信號串擾的類型
10.4.3抑制串擾的方法
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差分信號原理及設計規則
10.6.1差分線的阻抗匹配
10.6.2差分線的端接
10.6.3差分線的一些設計規則
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
11.1.5IBIS文件格式
11.1.6IBIS模型驗證
11.2信號完整性仿真
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疊層參數的設置
11.2.4信號完整性規則設置
11.2.5為元器件分配IBIS模型
11.2.6執行信號完整性分析
11.2.7觀察信號完整性分析結果
11.3電源完整性仿真
11.3.1PDN分析器接口及設置
11.3.2在PCB編輯器中進行可視化渲染
11.3.3顯示控制和選項
11.3.4負載下仿真
11.3.5仿真設置
11.3.6通過串聯器件擴展網絡
11.3.7電壓調節器模型
11.3.8定位電源完整性問題
11.4生成加工PCB相關文件
11.4.1生成輸出工作文件
11.4.2設置打印工作選項
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AAltiumDesigner23.0快捷鍵
A.1通用環境快捷鍵
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設計實例原理圖
附錄C元器件及PCB絲印識別
本書系統論述了電路的原理圖設計、電路仿真、印制電路板設計與信號完整性分析,涵蓋了模擬電路、數字電路、射
頻電路、控制電路等。全書包括三部分:第一部分(第1~6章)介紹電路設計與仿真,在介紹了常用的電路仿真軟件的基
礎上,詳細講解了 Altium Designer模擬電路仿真、ADS射頻電路仿真、ModelSim 數字電路仿真、Proteus單片機電路仿
真,舉例說明了基本單元電路的設計與仿真方法;第二部分(第7~9章)以 AltiumDesigner為設計工具,介紹了電路原理
圖和PCB設計流程、原則、方法及注意事項;第三部分(第10章和第11章)介紹了電路中的信號完整性規則及仿真方法。
本書以培養讀者具備一般電路設計、仿真和 PCB設計的能力為宗旨,可作為高等院校電子類專業“EDA 技術”課程
的教材,也可作為“電路分析”“模擬電路”“數字電路”等理論課程或相關實驗課程的輔助教材,還可作為相關工程技術人
員的參考用書。
第2版前言
本書第1版自2019年出版以來，先后5次印刷。作為
“電子信息科學與技術叢書”中的一本，本書既便于讀者學習并掌握電路設計、仿真分析及PCB設計制造的能力，也有助于電子信息類相關課程和實驗環節的教師授課使用。


隨著信息技術和人工智能技術的快速發展，電子設計自動化技術和相關軟件快速發展，同時國內的電子設計自動化技術得到了大力發展。本書采用最新EDA軟件版本進行講解，主要修訂如下：


第1章在介紹電子設計自動化技術發展及現狀基礎上，增加了優秀國內電子設計自動化技術軟件的介紹。

第2章和第3章以Altium Designer 23.0軟件為例，更新了模擬電子電路設計及仿真技術。

第4章以ADS 2023軟件為例，更新射頻電子電路設計及仿真技術。

第5章以ModelSim 2020.4、Quartus Prime Lite 22.1、Vivado 2022.2軟件為例，更新數字電路設計及仿真技術。

第6章以Proteus 8.15軟件為例，更新單片機設計及程序仿真技術。

第7~9章以Altium Designer 23.0軟件為例，更新了電路原理圖設計、PCB布局和布線及繪制方法。

第10章和第11章以Altium Designer 23.0軟件為例，更新了PCB設計中信號完整性和電源完整性設計及仿真技術。

特別說明： 因書中有些電路圖是軟件自動生成的，故電路圖中元器件符號保持與軟件一致。

由于作者水平有限，書中難免存在不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。

作者
2023年11月
第1版前言

隨著計算機技術的發展，電子設計自動化技術(EDA)獲得了飛速的發展，在其推動下，現代電子產品幾乎滲透到社會的各個領域，有力地促進了社會生產力的發展和社會信息化程度的提高，同時也使現代電子產品性能進一步提高，產品更新換代的節奏也變得越來越快。

電子設計自動化技術的核心是電子電路、IC或系統設計及仿真、電子系統的制造及仿真。作者在多年從事電子電路設計及開發和講授“電路仿真與PCB設計”課程的基礎上，對電子電路設計、仿真與PCB設計方面的基礎知識、軟件使用、設計經驗等內容進行整理和總結后編寫完成此書。


本書分三部分共11章，其中第1章為電路設計與仿真概論； 第2~6章主要介紹電路設計與仿真技術； 第7~9章主要介紹電路原理圖及PCB設計； 第10章和第11章主要介紹PCB信號完整性設計及仿真。各章知識點如下：

第1章介紹電子設計自動化技術的發展及現狀，并對當前應用于電子電路設計與仿真的主流軟件進行介紹。

第2章和第3章介紹電子電路仿真的基本工具Spice，包括Spice仿真描述語言和基本的Spice模型，并以Altium Designer 18.0為例，講解電子電路設計及仿真過程。


第4章介紹射頻電路設計及仿真常用的工具，并以ADS 2017為例，講解射頻電路設計及其S參數仿真，并給出兩個射頻電路設計及仿真的實例。

第5章介紹數字電路設計及仿真常用的工具，并以ModelSim 10.5為例，講解數字電路的設計及其邏輯仿真和時序仿真的方法，給出與其他FPGA開發工具軟件聯合進行仿真的實例。

第6章介紹單片機控制電路設計及仿真常用的工具，并以Proteus VSM為例，講解單片機電路的設計及單片機程序仿真。

第7~9章介紹電路原理圖和PCB設計的流程，并以Altium Designer 18.0為例，講解原理圖和PCB繪制方法，以及PCB設計中的布局、布線的規則。

第10章和第11章介紹信號完整性和電源完整性問題，并以Altium Designer 18.0為例，講解信號與電源完整性的仿真方法。

附錄部分給出了Altium Designer 18.0快捷鍵、設計實例的原理圖和基本元器件識別及絲印等。

需要說明的是，本書采用的Altium Designer 18.0、ModelSim 10.5、Proteus VSM及ADS 2017軟件漢化不完整，所以由其生成的部分圖形存在中英文混用的情形，其中的電子元器件圖形符號也是軟件庫自帶，非我國國標符號。

在本書的編寫過程中得到了大量的幫助和支持。特別感謝清華大學出版社盛東亮編輯對本書出版工作的支持。特別感謝張建、陳鐵方、陳乾、王小燕等對本書的資料進行整理及校對。感謝Altium公司大中華區大學計劃經理華文龍，提供了本書中Altium軟件電源完整性部分的推薦和介紹。感謝何賓、馮新宇、于斌、王博等作者，他們編著的關于電子設計及仿真的相關教材為本書的撰寫提供了很大的幫助。


盡管作者在編寫本書的過程中傾盡全力，但是由于水平有限，書中難免存在不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。

作者
2019年6月
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