Altium Designer原理圖與PCB設(shè)計(jì)

第1章　Altium Designer 15操作基礎(chǔ)　1
1．1　Altium Designer 15簡(jiǎn)介　1
1．2　Altium Designer 15的運(yùn)行環(huán)境要求　2
1．3　Altium Designer 15軟件的安裝和卸載　3
1．3．1　Altium Designer 15的安裝　3
1．3．2　Altium Designer 15的漢化　6
1．3．3　Altium Designer 15的卸載　6
1．4　Altium Designer 15的主窗口　6
1．5　Altium Designer 15的菜單欄和工具欄　7
1．5．1　用戶配置按鈕　7
1．5．2　“文件”菜單　9
1．5．3　“視圖”菜單　10
1．5．4　“工程”菜單　11
1．5．5　“窗口”和“幫助”菜單　12
1．5．6　工具欄　12
1．6　工作區(qū)面板　12
1．7　Altium Designer 15的文件管理系統(tǒng)　13
1．7．1　項(xiàng)目文件　13
1．7．2　自由文件　13
1．7．3　存盤(pán)文件　13
1．8　Altium Designer 15的開(kāi)發(fā)環(huán)境　13
1．8．1　Altium Designer 15原理圖開(kāi)發(fā)環(huán)境　14
1．8．2　Altium Designer 15 PCB開(kāi)發(fā)環(huán)境　14
1．8．3　Altium Designer 15仿真編輯環(huán)境　14
1．8．4　Altium Designer 15 VHDL編輯環(huán)境　15
1．9　編輯器的啟動(dòng)　15
1．9．1　創(chuàng)建新的項(xiàng)目文件　16
1．9．2　原理圖編輯器的啟動(dòng)　17
1．9．3　PCB編輯器的啟動(dòng)　17
1．9．4　不同編輯器之間的切換　18
第2章　原理圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　19
2．1　原理圖簡(jiǎn)介　19
2．1．1　原理圖的組成　19
2．1．2　原理圖設(shè)計(jì)的一般流程　20
2．2　原理圖編輯器　21
2．2．1　打開(kāi)原理圖編輯器　21
2．2．2　原理圖編輯器主菜單　21
2．2．3　原理圖編輯器工具欄　22
2．2．4　工作窗口和工作面板　23
2．3　原理圖的圖紙參數(shù)設(shè)置　24
2．4　繪圖工具的使用　27
2．4．1　繪圖工具命令和按鈕　27
2．4．2　繪制直線　27
2．4．3　繪制貝塞爾曲線　28
2．4．4　繪制橢圓弧線　29
2．4．5　繪制多邊形　29
2．4．6　繪制矩形　30
2．4．7　繪制圓角矩形　30
2．4．8　繪制橢圓　31
2．4．9　繪制餅形圖（扇形圖）　32
2．4．10　添加說(shuō)明文字　32
2．4．11　添加圖像　34
2．5　原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)設(shè)置　35
2．5．1　“General”參數(shù)設(shè)置　35
2．5．2　“Graphical Editing”參數(shù)設(shè)置　37
2．5．3　“Mouse Wheel Configuration”參數(shù)設(shè)置　40
2．5．4　“Compiler”參數(shù)設(shè)置　41
2．5．5　“AutoFocus”參數(shù)設(shè)置　42
2．5．6　“Library AutoZoom”參數(shù)設(shè)置　43
2．5．7　“Grids”參數(shù)設(shè)置　43
2．5．8　“Break Wire”參數(shù)設(shè)置　44
2．5．9　“Default Units”參數(shù)設(shè)置　45
2．5．10　“Default Primitives”參數(shù)設(shè)置　46
2．5．11　“Orcad（tm）”參數(shù)設(shè)置　48
第3章　原理圖的繪制　49
3．1　元器件庫(kù)的操作　49
3．1．1　Altium Designer 15的元器件庫(kù)　49
3．1．2　查找元器件　49
3．1．3　元器件庫(kù)的加載與卸載　50
3．2　元器件的操作　52
3．2．1　放置元器件　52
3．2．2　編輯元器件屬性　52
3．2．3　元器件的刪除　54
3．2．4　元器件的編號(hào)　54
3．3　元器件的位置調(diào)整　55
3．3．1　元器件的選取和取消選取　55
3．3．2　元器件的移動(dòng)　56
3．3．3　元器件的旋轉(zhuǎn)　56
3．3．4　元器件的復(fù)制與粘貼　57
3．3．5　元器件的排列與對(duì)齊　59
3．4　繪制電路原理圖　60
3．4．1　繪制原理圖的工具　60
3．4．2　繪制導(dǎo)線　60
3．4．3　繪制總線　63
3．4．4　放置電路結(jié)點(diǎn)　65
3．4．5　設(shè)置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)　66
3．4．6　放置電源和接地符號(hào)　68
3．4．7　放置輸入/輸出端口　70
3．4．8　放置忽略ERC檢查測(cè)試點(diǎn)　72
3．4．9　電路原理圖繪制示例　72
第4章　原理圖的高級(jí)編輯　79
4．1　工作窗口的操作　79
4．1．1　工作窗口的縮小和放大　79
4．1．2　原理圖的刷新　80
4．1．3　打開(kāi)/關(guān)閉工具欄和工作面板　80
4．1．4　打開(kāi)/關(guān)閉狀態(tài)信息顯示欄　80
4．2　對(duì)象的復(fù)制、剪切和粘貼　81
4．3　查找與替換操作　83
4．3．1　文本的查找與替換　83
4．3．2　相似對(duì)象的查找　84
4．4　元器件的編號(hào)管理　86
4．4．1　元器件的重新編號(hào)　86
4．4．2　元器件編號(hào)的反向標(biāo)注　89
4．5　元器件的過(guò)濾　89
4．6　添加和放置PCB設(shè)計(jì)規(guī)則和標(biāo)志　91
4．6．1　添加PCB設(shè)計(jì)規(guī)則　91
4．6．2　放置PCB Layout標(biāo)志　92
4．7　原理圖的快速瀏覽　94
4．7．1　利用“Navigator”面板瀏覽　94
4．7．2　利用“SCH Filter”面板瀏覽　95
4．8　原理圖的查錯(cuò)、編譯和修正　96
4．8．1　原理圖的查錯(cuò)　96
4．8．2　原理圖的編譯　101
4．8．3　原理圖的修正　102
4．9　電路原理圖設(shè)計(jì)示例　103
第5章　層次化原理圖設(shè)計(jì)　110
5．1　層次化原理圖設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介　110
5．1．1　層次化原理圖設(shè)計(jì)的基本概念　110
5．1．2　頂層原理圖的基本組成　111
5．2　“自上而下”的層次化原理圖設(shè)計(jì)　111
5．2．1　繪制頂層原理圖　112
5．2．2　繪制子原理圖　115
5．3　“自下而上”的層次化原理圖設(shè)計(jì)　116
5．4　層次原理圖之間的切換　117
5．4．1　利用“Projects”面板切換　117
5．4．2　利用命令方式切換　117
5．5　原理圖的報(bào)表輸出　119
5．5．1　原理圖的網(wǎng)絡(luò)表　120
5．5．2　原理圖的元器件報(bào)表　123
5．5．3　層次設(shè)計(jì)表　128
5．6　打印輸出　128
5．6．1　打印電路圖　128
5．6．2　輸出PDF文檔　129
5．7　綜合示例　133
5．7．1　“自上而下”層次電路設(shè)計(jì)示例　133
5．7．2　“自下而上”層次電路設(shè)計(jì)示例　140
第6章　PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　144
6．1　元器件在PCB上的安裝形式　144
6．1．1　元器件單面安裝形式　144
6．1．2　元器件雙面安裝形式　144
6．1．3　元器件之間的間距　144
6．1．4　元器件布局形式　146
6．1．5　測(cè)試探針觸點(diǎn)/通孔尺寸　148
6．2　焊盤(pán)設(shè)計(jì)　148
6．2．1　焊盤(pán)類(lèi)型　148
6．2．2　焊盤(pán)尺寸　149
6．3　過(guò)孔設(shè)計(jì)　149
6．3．1　過(guò)孔類(lèi)型　149
6．3．2　過(guò)孔的電流模型　150
6．3．3　過(guò)孔焊盤(pán)與孔徑尺寸設(shè)置　150
6．3．4　過(guò)孔與SMT焊盤(pán)的連接　151
6．3．5　過(guò)孔到金手指的距離　152
6．3．6　PCB的過(guò)孔電容　152
6．3．7　PCB的過(guò)孔電感　153
6．3．8　典型過(guò)孔的RLC參數(shù)　154
6．4　PCB的疊層設(shè)計(jì)　154
6．4．1　PCB的疊層設(shè)計(jì)一般原則　154
6．4．2　四層板設(shè)計(jì)　156
6．4．3　六層板設(shè)計(jì)　156
6．4．4　八層板設(shè)計(jì)　157
6．4．5　十層板設(shè)計(jì)　158
6．5　PCB的RLC　159
6．5．1　PCB的導(dǎo)線電阻　159
6．5．2　PCB的導(dǎo)線電感　160
6．5．3　PCB導(dǎo)線的阻抗　160
6．5．4　PCB導(dǎo)線的互感　162
6．5．5　PCB電源和接地平面電感　162
6．5．6　PCB的導(dǎo)線電容　163
6．5．7　PCB的平行板電容　163
6．6　PCB布線的一般原則　164
6．6．1　控制走線方向　164
6．6．2　檢查走線的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)　164
6．6．3　控制走線的長(zhǎng)度　165
6．6．4　控制走線分支的長(zhǎng)度　165
6．6．5　拐角設(shè)計(jì)　165
6．6．6　差分對(duì)走線　166
6．6．7　控制PCB導(dǎo)線的阻抗　167
6．6．8　設(shè)計(jì)接地保護(hù)走線　168
6．6．9　防止走線諧振　169
6．6．10　布線的一些工藝要求　169
6．7　PCB的地線設(shè)計(jì)　171
6．7．1　接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)則　171
6．7．2　參考面　172
6．7．3　避免接地平面開(kāi)槽　172
6．7．4　接地點(diǎn)的相互距離　174
6．7．5　地線網(wǎng)絡(luò)　175
6．7．6　電源線和地線的柵格　177
6．7．7　電源線和地線的指狀布局　178
6．7．8　最小化環(huán)面積　179
6．7．9　局部接地面　181
6．7．10　參考層的重疊　182
6．7．11　20H原則　183
6．8　去耦濾波器電路的PCB設(shè)計(jì)　184
6．8．1　去耦電容器的安裝位置　184
6．8．2　與電源引腳端共用一個(gè)
焊盤(pán)　186
6．8．3　采用小面積的電源平面　187
6．8．4　連接在每個(gè)電源引腳端上　187
6．8．5　抑制電容器并聯(lián)的反諧振　188
6．8．6　降低去耦電容器的ESL　190
6．8．7　靠近IC放置的允許距離　190
6．9　電源電路的PCB設(shè)計(jì)　191
6．9．1　開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的PCB設(shè)計(jì)　191
6．9．2　開(kāi)關(guān)電源的PCB設(shè)計(jì)　196
6．10　模數(shù)混合系統(tǒng)的PCB設(shè)計(jì)　201
6．10．1　模數(shù)混合電路PCB的分區(qū)　201
6．10．2　PCB分割的隔離與互連　201
6．10．3　模擬地和數(shù)字地分割　202
6．10．4　按電路功能分割接地面　203
6．10．5　采用“統(tǒng)一地平面”形式　203
6．10．6　模數(shù)電源平面的分割　205
6．10．7　導(dǎo)線環(huán)的面積最小化　205
6．10．8　提供電流的返回路徑　206
6．10．9　改進(jìn)ADC的接地設(shè)計(jì)　206
6．10．10　模數(shù)混合系統(tǒng)的電源和接地布局示例　209
6．11　放大器電路的PCB設(shè)計(jì)　210
6．11．1　放大器輸入端保護(hù)環(huán)設(shè)計(jì)　210
6．11．2　放大器PCB的對(duì)稱設(shè)計(jì)　211
6．11．3　差分電路的PCB設(shè)計(jì)　211
6．12　射頻電路的PCB設(shè)計(jì)　214
6．12．1　“零阻抗”接地　214
6．12．2　“無(wú)窮大阻抗”輔助接地　216
6．12．3　復(fù)雜射頻系統(tǒng)的接地　216
6．12．4　半波長(zhǎng)PCB連接線接地　217
6．12．5　1/4波長(zhǎng)PCB連接線接地　217
6．12．6　連線上的過(guò)孔數(shù)量與尺寸　217
6．12．7　端口的PCB連線設(shè)計(jì)　219
6．12．8　PCB保護(hù)環(huán)　220
6．12．9　接地平面的開(kāi)縫設(shè)計(jì)　220
6．12．10　PCB走線形式　222
6．13　PCB的散熱設(shè)計(jì)　223
6．13．1　PCB的熱性能分析　223
6．13．2　PCB基材選擇　224
6．13．3　PCB元器件的布局　225
6．13．4　PCB的布線　227
6．13．5　裸露焊盤(pán)的PCB設(shè)計(jì)　229
第7章　PCB設(shè)計(jì)環(huán)境和基本操作　233
7．1　Altium Designer 15 PCB編輯器簡(jiǎn)介　233
7．2　PCB編輯器的設(shè)計(jì)界面　234
7．2．1　菜單欄　235
7．2．2　工具欄　235
7．3　創(chuàng)建PCB文件　236
7．3．1　利用“PCB板向?qū)А眲?chuàng)建PCB文件　236
7．3．2　利用菜單命令創(chuàng)建PCB文件　239
7．3．3　利用模板創(chuàng)建PCB文件　239
7．4　PCB結(jié)構(gòu)及環(huán)境參數(shù)設(shè)置　240
7．4．1　PCB板型設(shè)置　240
7．4．2　PCB圖紙?jiān)O(shè)置　243
7．4．3　PCB層面設(shè)置　246
7．4．4　PCB板層顏色設(shè)置　248
7．4．5　PCB布線框設(shè)置　250
7．4．6　“參數(shù)選擇”設(shè)置　250
7．5　PCB圖與原理圖的同步和更新　257
7．5．1　裝載元器件封裝庫(kù)　257
7．5．2　同步比較規(guī)則設(shè)置　257
7．5．3　導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表　258
7．5．4　原理圖與PCB圖的同步更新　260
7．6　PCB視圖操作　263
7．6．1　視圖的移動(dòng)　263
7．6．2　視圖的放大或縮小　263
7．6．3　視圖的整體顯示　263
7．7　元器件的手動(dòng)布局　264
7．7．1　手動(dòng)布局的菜單命令　264
7．7．2　元器件的對(duì)齊操作　265
7．7．3　元器件說(shuō)明文字的位置調(diào)整　265
7．7．4　元器件的間距調(diào)整　265
7．7．5　移動(dòng)元器件到柵格上　266
7．7．6　元器件的手動(dòng)布局操作示例　266
7．8　3D效果圖　267
7．9　網(wǎng)絡(luò)密度分析　268
7．10　PCB設(shè)計(jì)示例　268
第8章　PCB的高級(jí)編輯　273
8．1　PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則　273
8．1．1　PCB規(guī)則及約束編輯器　273
8．1．2　“Electrical”設(shè)計(jì)規(guī)則　274
8．1．3　“Routing”設(shè)計(jì)規(guī)則　275
8．1．4　“SMD”設(shè)計(jì)規(guī)則　279
8．1．5　“Mask”設(shè)計(jì)規(guī)則　280
8．1．6　“Plane”設(shè)計(jì)規(guī)則　281
8．1．7　“Test Point”設(shè)計(jì)規(guī)則　283
8．1．8　“Manufacturing”設(shè)計(jì)規(guī)則　284
8．1．9　“High Speed”設(shè)計(jì)規(guī)則　287
8．1．10　“Placement”設(shè)計(jì)規(guī)則　289
8．1．11　“Signal Integrity”設(shè)計(jì)規(guī)則　289
8．2　PCB的“自動(dòng)布線”策略　289
8．2．1　默認(rèn)的“自動(dòng)布線”策略　289
8．2．2　添加新的“自動(dòng)布線”策略　290
8．2．3　設(shè)置PCB“自動(dòng)布線”策略　292
8．3　PCB的“自動(dòng)布線”操作　292
8．3．1　“自動(dòng)布線”菜單命令的操作　292
8．3．2　“自動(dòng)布線”的手動(dòng)調(diào)整　296
8．4　PCB的“覆銅”　297
8．4．1　啟動(dòng)“覆銅”命令　297
8．4．2　設(shè)置“覆銅”屬性　298
8．4．3　放置“覆銅”的操作步驟　300
8．5　補(bǔ)“淚滴”　300
8．6　添加安裝孔　302
8．7　PCB的測(cè)量　303
8．7．1　測(cè)量工具菜單命令　303
8．7．2　測(cè)量距離　303
8．7．3　測(cè)量導(dǎo)線長(zhǎng)度　304
8．8　DRC（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）　304
8．8．1　DRC報(bào)告選項(xiàng)和規(guī)則　304
8．8．2　在線DRC和批處理DRC　306
8．8．3　對(duì)未布線的PCB進(jìn)行“批處理DRC”　307
8．8．4　對(duì)已布線的PCB進(jìn)行“批處理DRC”　308
8．9　PCB的報(bào)表輸出　308
8．9．1　PCB的網(wǎng)絡(luò)表　308
8．9．2　PCB的信息報(bào)表　310
8．9．3　元器件報(bào)表　311
8．9．4　簡(jiǎn)單元器件報(bào)表　312
8．9．5　網(wǎng)絡(luò)表狀態(tài)報(bào)表　313
8．10　PCB的打印輸出　314
8．10．1　打印PCB文件　314
8．10．2　打印報(bào)表文件　317
8．11　生成Gerber文件　317
第9章　電路仿真　321
9．1　電路仿真的基本概念　321
9．2　元件的仿真模式及參數(shù)　322
9．2．1　常用元件的仿真參數(shù)設(shè)置　322
9．2．2　特殊仿真元件的參數(shù)設(shè)置　323
9．2．3　仿真數(shù)學(xué)函數(shù)　326
9．2．4　仿真電源及激勵(lì)源　331
9．3　電路仿真分析方式選擇和參數(shù)設(shè)置　335
9．3．1　電路仿真分析方式　335
9．3．2　仿真通用參數(shù)設(shè)置　336
9．3．3　工作點(diǎn)分析　337
9．3．4　瞬態(tài)特性分析　338
9．3．5　直流掃描分析　339
9．3．6　交流小信號(hào)分析　340
9．3．7　噪聲分析　340
9．3．8　零-極點(diǎn)分析　341
9．3．9　傳遞函數(shù)分析　342
9．3．10　溫度掃描分析　343
9．3．11　參數(shù)掃描分析　343
9．3．12　蒙特卡羅分析　344
9．3．13　仿真波形管理　345
9．4　電路仿真示例　346
9．4．1　電路仿真方法和步驟　346
9．4．2　電路仿真示例　346
第10章　信號(hào)完整性分析　354
10．1　信號(hào)完整性分析基礎(chǔ)　354
10．1．1　上升時(shí)間與帶寬　354
10．1．2　傳播速度與材料介電常數(shù)　356
10．1．3　反射　356
10．1．4　串?dāng)_　358
10．1．5　同時(shí)開(kāi)關(guān)噪聲（SSN）　360
10．1．6　PDN與SI，PI和EMI　362
10．1．7　EMI噪聲與控制　364
10．1．8　利用PCB分層堆疊設(shè)計(jì)抑制EMI輻射　365
10．1．9　高速數(shù)字電路的差模輻射與控制　366
10．1．10　高速數(shù)字電路的共模輻射與控制　368
10．2　信號(hào)完整性分析工具簡(jiǎn)介　371
10．3　信號(hào)完整性分析規(guī)則參數(shù)設(shè)置　371
10．3．1　“Signal Integrity”規(guī)則選擇　371
10．3．2　“Signal Stimulus”規(guī)則　373
10．3．3　“Overshoot-Falling Edge”規(guī)則　374
10．3．4　“Overshoot-Rising Edge”規(guī)則　374
10．3．5　“Undershoot-Falling Edge”規(guī)則　374
10．3．6　“Undershoot-Rising Edge”規(guī)則　374
10．3．7　“Impedance”規(guī)則　375
10．3．8　“Signal Top Value”規(guī)則　375
10．3．9　“Signal Base Value”規(guī)則　375
10．3．10　“Flight Time-Rising Edge”規(guī)則　375
10．3．11　“Flight Time-Falling Edge”規(guī)則　375
10．3．12　“Slope-Rising Edge”規(guī)則　376
10．3．13　“Slope-Falling Edge”規(guī)則　376
10．3．14　“Supply Nets”規(guī)則　376
10．4　設(shè)定元件的信號(hào)完整性模型　376
10．4．1　在信號(hào)完整性分析之前設(shè)定元件的SI模型　377
10．4．2　在信號(hào)完整性分析過(guò)程中設(shè)定元件的SI模型　379
10．5　信號(hào)完整性分析器設(shè)置　381
10．6　信號(hào)完整性分析示例　385
10．6．1　PCB信號(hào)完整性分析示例　385
10．6．2　PCB信號(hào)串?dāng)_分析示例　391
第11章　繪制元器件　394
11．1　繪制原理圖庫(kù)元件　394
11．1．1　打開(kāi)原理圖庫(kù)文件編輯器　394
11．1．2　工具欄　394
11．1．3　“工具”菜單的庫(kù)元器件管理命令　397
11．1．4　設(shè)置庫(kù)編輯器工作區(qū)參數(shù)　398
11．1．5　“SCH Library”面板　399
11．1．6　繪制庫(kù)元件　400
11．1．7　繪制含有子部件的庫(kù)元件　404
11．1．8　元件報(bào)告　405
11．1．9　庫(kù)報(bào)告　406
11．1．10　元件規(guī)則檢查器　406
11．2　繪制PCB庫(kù)元器件封裝　407
11．2．1　PCB庫(kù)編輯器　407
11．2．2　PCB庫(kù)編輯器環(huán)境設(shè)置　409
11．2．3　利用PCB器件向?qū)?chuàng)建規(guī)則的PCB元件封裝　410
11．2．4　手工創(chuàng)建不規(guī)則的PCB元件封裝　412
11．2．5　元件封裝檢錯(cuò)和元件封裝
庫(kù)報(bào)表　415
參考文獻(xiàn)　417