印制电路板工程设计

前言

第1章 基础知识

1.1 PCB的发展历史

1.2 PCB的基本构成元素

1.3 PCB的分类

1.4 PCB的设计流程

1.4.1 PCB设计的技术要求

1.4.2 PCB设计的原则

1.4.3 PCB的总体设计流程

1.4.4 原理图的绘制流程

1.4.5 PCB的绘制流程

1.4.6 PCB的叠层方案

1.4.7 PCB的工厂加工流程

1.4.8 PCB设计的基板选择

1.4.9 PCB设计的基本工艺

1.5 PCB设计的常用EDA软件

1.5.1 Protel软件

1.5.2 Cadence软件

1.5.3 Mentor软件

第2章 基本元件

2.1 电阻

2.1.1 常见的电阻

2.1.2 电阻的主要参数

2.2 电容

2.2.1 常见的电容

2.2.2 电容的主要参数

2.2.3 电容的物理特性

2.2.4 电容的选择

2.3 电感

2.3.1 电感的主要参数

2.3.2 铁氧体和铁氧体磁珠

第3章 PCB的设计原则和方法

3.1 PCB的基本设计原则

3.1.1 抗干扰设计原则

3.1.2 热设计原则

3.1.3 抗振设计原则

3.1.4 可测试性设计原则

3.2 PCB的可制造性

3.2.1 通孔插装元器件的可制造性设计规范

3.2.2 表面贴装元器件的可制造性设计规范

3.2.3 PCB的设计检查

3.3 PCB的可测试性

3.3.1 PCB的可测试性设计

3.3.2 PCB可测试性的条件

3.3.3 PCB的测试方法

3.3.4 可测试性设计技术

第4章 PCB设计软件——Protel2004

4.1 Protel2004基础

4.1.1 Protel2004的发展历史

4.1.2 Prntel2004的组成模块和新增特点

4.1.3 Protel2004的安装和卸载

4.2 Protel2004的基本设计环境

4.2.1 Protel2004的系统参数设置

4.2.2 菜单栏

4.2.3 工具栏、状态栏、命令行和标签栏

4.2.4 工作窗口面板

4.2.5 Protel2004的文件管理

4.3 Protel2004的原理图设计

4.3.1 新建项目文件和原理图文件

4.3.2 菜单栏、工具栏和视图管理

4.3.3 原理图的图纸设置

4.3.4 加载和卸载元件库

4.3.5 原理图中元器件的放置

4.3.6 原理图中元器件的布局

4.3.7 原理图的布线

4.3.8 原理图的修饰说明

4.3.9 原理图的电气规则检查、编译和修正

4.3.10 原理图的报表生成

4.3.11 原理图设计中的常见问题

4.4 Protel2004的PcB设计

4.4.1 新建PCB文件

4.4.2 PCB编辑器的工作界面

4.4.3 电路板的规划

4.4.4 加载和卸载元器件封装库

4.4.5 加载元器件封装和网络

4.4.6 PCB中元器件的布局

4.4.7 PCB的布线

4.4.8 PCB设计的后期处理

4.4.9 PCB的设计规则检查

4.4.10 PCB的报表生成

4.4.11 PcB设计中的常见问题

第5章 电磁兼容基础

5.1 电磁兼容的相关概念

5.1.1 电磁兼容

5.1.2 电磁骚扰和电磁干扰

5.1.3 传导耦合

5.1.4 辐射耦合

5.1.5 电磁兼容的重要性

5.2 电磁兼容术语

5.2.1 基本概念术语

5.2.2 骚扰波形术语

5.2.3 干扰控制术语

5.2.4 测量术语

5.2.5 设备分类术语

5.2.6 接收机与发射机术语

5.2.7 功率控制及供电网络阻抗术语

5.2.8 电压变化与闪烁术语

5.3 电磁兼容的标准化

5.3.1 电磁兼容标准化组织

5.3.2 电磁兼容标准体系

5.3.3 国际电磁兼容标准

5.3.4 我国电磁兼容标准

第6章 PCB的电磁兼容设计

6.1 电磁干扰的解决措施——接地

6.1.1 地的定义和分类

6.1.2 接地方式

6.1.3 地环路干扰及抑制措施

6.1.4 模拟地和数字地的分割问题

6.1.5 PcB的接地设计规则

6.1.6 搭接技术

6.2 PCB的元器件选择规则

6.2.1 电路元件

6.2.2 集成电路

6.3 PCB的元器件布局规则

6.3.1 特殊元器件的布局规则

6.3.2 功能单元的布局规则

6.3.3 元器件的通用布局规则

6.4 PCB的布线规则

6.4.1 PcB走线的基本特性

6.4.2 PCB走线的阻抗特性

6.4.3 PCB布线的通用规则

6.4.4 PCB的高频信号布线规则

6.4.5 多层PCB的布线

6.5 多层PCB的设计规则

6.5.1 5／5规则

6.5.2 2OH规则

6.5.3 Rent规则

6.6 旁路与去耦

6.6.1 电容的选择计算

6.6.2 旁路电容

6.6.3 去耦电容

6.6.4 去耦电容的布局

6.7 PCB设计时的电路措施

第7章 PCB的信号完整性问题

7.1 信号完整性问题

7.1.1 信号完整性的定义

7.1.2 信号完整性问题的表现形式

7.1.3 信号完整性分析中的几个基本概念

7.2 信号反射的解决方案

7.2.1 端接技术

7.2.2 走线拓扑结构

7.3 信号串扰的解决方案

7.3.1 串扰的形成原因

7.3.2 串扰的特性和抑制原则

7.3.3 保护走线和分流走线

7.3.4 分割技术

7.3.5 3形规则

7.4 电源完整性问题

7.4.1 电源完整性的定义

7.4.2 同步开关噪声的抑制

7.4.3 电源阻抗的设计

7.4.4 回流设计

第8章 ProteI2004的信号完整性分析

8.1 Protel2004的信号完整性分析概述

8.1.1 信号完整性分析的流程

8.1.2 信号完整性分析规则的设置

8.2 信号完整性分析器

8.2.1 信号完整性分析器的启动

8.2.2 信号完整性分析器的设置

8.3 信号完整性分析实例

8.3.1 层堆栈的设置

8.3.2 设置信号完整性分析规则

8.3.3 信号完整性分析的配置

8.3.4 信号完整性分析的波形显示

8.3.5 信号完整性分析的注意事项

第9章 PCB仿真分析软件——HyperLynx

9.1 HyperLynx基本概述

9.2 Linesim仿真

9.2.1 HyperLynx的启动

9.2.2 LineSim的仿真流程

9.2.3 时钟网络的S1分析

9.2.4 时钟网络的EMC分析

9.2.5 LineSim中的串扰仿真

9.3 Boardsim仿真

9.3.1 BoardSim的仿真流程

9.3.2 用批处理模式进行快速整板分析

9.3.3 用批处理模式进行详细分析

9.3.4 BoardSim的交互式仿真

9.3.5 BoardSim中的串扰仿真

9.4 多板仿真

9.4.1 创建一个多板项目文件

9.4.2 对多板文件进行s1分析

第10章 高速电路PcB的设计

10.1 高速电路中的基本概念

10.2 传输线理论

10.2.1 传输线方程的推导

10.2.2 传输线的特性参数

10.2.3 理想传输线及工作状态

10.2.4 传输线的集肤效应

10.2.5 传输线的常见形式及其计算

10.3 传输线效应及其解决措施

10.3.1 传输线效应

10.3.2 传输线效应的解决措施

10.4 高速PcB的设计技巧

10.4.1 高速.PCB的布线技巧

10.4.2 高速PcB的去耦设计

10.4.3 时钟电路设计

10.4.4 PCB传输线的特征阻抗分析

第11章 射频电路PCB的设计

11.1 射频基础知识

11.1.1 无源元件的高频特性

11.1.2 Smith圆图

11.1.3 二端口网络及性能参数

11.2 收发信机的系统设计

11.2.1 无线通信系统的基本组成

11.2.2 收发信机的性能指标要求

11.2.3 发射机的设计方案

11.2.4 接收机的设计方案

11.3 射频模块

11.3.1 低噪声放大器

11.3.2 功率放大器

11.3.3 滤波器

11.3.4 混频器

11.3.5 频率源

11.4 射频电路PcB的设计

11.4.1 材料选择

11.4.2 设计措施

11.4.3 分区技巧

11.4.4 射频模块的设计准则

第12章 PcB设计实例——锁相频率合成电路

12.1 项目的提出和设计方案

12.1.1 项目的提出

12.1.2 设计方案

12.2 项目元件库的创建

12.2.1 原理图符号库的添加

12.2.2 建立原理图符号库v

12.2.3 PCB封装库的添加

12.2.4 建立PCB封装库

12.3 锁相频率合成电路的原理图设计

12.3.1 新建原理图文件和工程

12.3.2 元器件的放置和布局

12.3.3 原理图的连接绘制

12.3.4 原理图的ERC

12.3.5 原理图中元器件的自动标识

12.3.6 原理图的报表生成

12.4 锁相频率合成电路的PCB设计

12.4.1 新建PCB文件

12.4.2 元器件封装的导入和工作层面设置

12.4.3 PCB的元器件布局

12.4.4 PCB的自动布线

12.4.5 PCB的手工布线

12.4.6 PCB的铺地

12.4.7 PCB的DRC

参考文献

《印制电路板工程设计：专业技能入门与精通》有效地将PCB基础知识、PCB设计软件和电磁兼容设计三者结合起来，全面系统地讨论了PCB工程设计的知识，主要包括基础知识、基本元器件、PCB的设计原则和方法、设计软件Protel 2004、电磁兼容基础、电磁兼容设计、信号完整性问题、Protel 2004的信号完整性分析、仿真分析软件HyperLynx、高速电路PCB的设计和射频电路PCB的设计，最后给出了一个锁相频率合成电路的PCB设计实例来加深和巩固所介绍的知识。
《印制电路板工程设计：专业技能入门与精通》的主要读者对象是从事PCB工程设计的相关技术人员和工程师，主要包括PCB的基础设计人员、软件设计人员和EMC分析人员等。《印制电路板工程设计：专业技能入门与精通》既可以作为高等学校电子电气相关专业的教材或者参考书，同时也可作为相关领域技术工程师的培训教材。