Altium Designer 15.0电路仿真、设计、验证与工艺实现权威指南

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第一篇Altium Designer软件基本知识

第1章Altium Designer 15．0的设计方法和安装流程

1．1Altium Designer“一体化”设计理念

1．1．1传统电子设计方法的局限性

1．1．2电子设计的发展趋势

1．1．3生态系统对电子设计的重要性

1．1．4电子设计一体化

1．2Altium Designer 15．0的安装和配置

1．2．1Altium Designer 15．0的安装文件

1．2．2Altium Designer 15．0的安装流程

1．2．3Altium Designer 15．0的配置和插件

第2章Altium Designer 15．0的设计环境

2．1Altium Designer 15．0的功能

2．1．1原理图捕获工具

2．1．2印刷电路板设计工具

2．1．3FPGA和嵌入式软件工具

2．1．4发布/数据管理

2．2Altium Designer 15．0的工程及相关文件

2．3Altium Designer 15．0的界面组成

2．3．1Altium Designer 15．0的主界面

2．3．2Altium Designer 15．0的工作区面板

2．3．3Altium Designer 15．0的文件编辑空间

2．3．4Altium Designer 15．0工具栏和状态栏

第3章Altium Designer单页原理图绘制

3．1放置元器件

3．1．1生成新的设计

3．1．2在原理图中添加元器件

3．1．3重新分配原件标识符

3．2添加信号线连接

3．3添加总线连接

3．3．1添加总线

3．3．2添加总线入口

3．4添加网络标号

3．5添加端口连接

3．6添加信号束系统

3．6．1添加信号束连接器

3．6．2添加信号束入口

3．6．3查看信号束定义文件

3．7添加No ERC标识

3．7．1设置阻止所有冲突标识

3．7．2设置阻止指定冲突标识

第4章Altium Designer多页原理图绘制

4．1多页原理图绘制方法

4．1．1层次化和平坦式原理图设计结构

4．1．2多页原理图中的网络标识符

4．1．3网络标号范围

4．2平坦式方式绘制原理图

4．2．1建立新的平坦式原理图设计工程

4．2．2绘制平坦式设计中第一个放大电路原理图

4．2．3绘制平坦式设计中第二个放大电路原理图

4．2．4绘制平坦式设计中其他单元的原理图

4．3层次化方式绘制原理图

4．3．1建立新的层次化原理图设计工程

4．3．2绘制层次化设计中第一个放大电路原理图

4．3．3绘制层次化设计中第二个放大电路原理图

4．3．4绘制层次化设计中顶层放大电路原理图

第二篇Altium Designer混合电路仿真

第5章SPICE混合电路仿真

5．1Altium Designer软件SPICE仿真导论

5．1．1Altium Designer软件SPICE构成

5．1．2Altium Designer的SPICE仿真功能

5．1．3Altium Designer的SPICE仿真流程

5．2电子线路SPICE描述

5．2．1电子线路构成

5．2．2SPICE程序结构

5．2．3SPICE程序相关命令

第6章电子线路元件及SPICE模型

6．1基本元件

6．1．1电阻

6．1．2半导体电阻

6．1．3电容

6．1．4半导体电容

6．1．5电感

6．1．6耦合(互感)电感

6．1．7开关

6．2电压和电流源

6．2．1独立源

6．2．2线性受控源

6．2．3非线性独立源

6．3传输线

6．3．1无损传输线

6．3．2有损传输线

6．3．3均匀分布的RC线

6．4晶体管和二极管

6．4．1结型二极管

6．4．2双极结型晶体管

6．4．3结型场效应管

6．4．4金属氧化物半导体场效应管

6．4．5金属半导体场效应管

6．4．6不同晶体管的特性比较与应用范围

6．5从用户数据中创建SPICE模型

6．5．1SPICE模型的建立方法

6．5．2运行SPICE模型向导

第7章模拟电路仿真实现

7．1直流工作点分析

7．1．1建立新的直流工作点分析工程

7．1．2添加新的仿真库

7．1．3构建直流分析电路

7．1．4设置直流工作点分析参数

7．1．5直流工作点仿真结果的分析

7．2直流扫描分析

7．2．1打开分析电路

7．2．2设置直流扫描分析参数

7．2．3直流扫描仿真结果的分析

7．3传输函数分析

7．3．1建立新的传输函数分析工程

7．3．2构建传输函数分析电路

7．3．3设置传输函数分析参数

7．3．4传输函数仿真结果的分析

7．4交流小信号分析

7．4．1建立新的交流小信号分析工程

7．4．2构建交流小信号分析电路

7．4．3设置交流小信号分析参数

7．4．4交流小信号仿真结果的分析

7．5瞬态分析

7．5．1建立新的瞬态分析工程

7．5．2构建瞬态分析电路

7．5．3设置瞬态分析参数

7．5．4瞬态仿真结果的分析

7．6参数扫描分析

7．6．1打开前面的设计

7．6．2设置参数扫描分析参数

7．6．3参数扫描结果的分析

7．7零极点分析

7．7．1建立新的零极点分析工程

7．7．2构建零极点分析电路

7．7．3设置零极点分析参数

7．7．4零极点仿真结果的分析

7．8傅里叶分析

7．8．1建立新的傅里叶分析工程

7．8．2构建傅里叶分析电路

7．8．3设置傅里叶分析参数

7．8．4傅里叶仿真结果分析

7．8．5修改电路参数重新执行傅里叶分析

7．9噪声分析

7．9．1建立新的噪声分析工程

7．9．2构建噪声分析电路

7．9．3设置噪声分析参数

7．9．4噪声仿真结果分析

7．10温度分析

7．10．1建立新的温度分析工程

7．10．2构建温度分析电路

7．10．3设置温度分析参数

7．10．4温度仿真结果分析

7．11蒙特卡罗分析

7．11．1建立新的蒙特卡罗分析工程

7．11．2构建蒙特卡罗分析电路

7．11．3设置蒙特卡罗分析参数

7．11．4蒙特卡罗仿真结果分析

第8章模拟行为仿真实现

8．1模拟行为仿真概念

8．2基于行为模型的增益控制实现

8．2．1建立新的行为模型增益控制工程

8．2．2构建增益控制行为模型

8．2．3设置增益控制行为仿真参数

8．2．4分析增益控制行为仿真结果

8．3基于行为模型的调幅实现

8．3．1建立新的行为模型AM工程

8．3．2构建AM行为模型

8．3．3设置AM行为仿真参数

8．3．4分析AM行为仿真结果

8．4基于行为模型的滤波器实现

8．4．1建立新的滤波器行为模型工程

8．4．2构建滤波器行为模型

8．4．3设置滤波器行为仿真参数

8．4．4分析滤波器行为仿真结果

8．5基于行为模型的压控振荡器实现

8．5．1建立新的压控振荡器行为模型工程

8．5．2构建压控振荡器行为模型

8．5．3设置压控振荡器行为仿真参数

8．5．4分析压控振荡器行为仿真结果

第9章数字电路仿真实现

...

第10章数模混合电路仿真实现

...

第三篇Altium Designer的WEBENCH设计工具

第11章WEBENCH电源设计与实现

11.1激活WEBENCH工具包

11.2WEBENCH设计工具介绍

11.3电源设计工具

11.3.1电源设计背景

11.3.2电源选型

11.3.3单电源设计

11.3.4电源结构设计

11.3.5FPGA或处理器电源结构设计

11.3.6LED电源结构设计

11.3.7电源仿真

11.3.8原理图导出

11.4开关电源参数之间的关系

11.4.1开关频率和电感

11.4.2开关频率和MOS管

11.5BUCK开关电源设计实现

11.5.1芯片选择优化

11.5.2外围元件优化选择

11.5.3三种优化方案对比

11.5.4方案的仿真分析

11.6BOOST开关电源设计实现

11.6.1BOOST电路电流路径分析

11.6.2开关电源波特图仿真

11.6.3BOOST开关电源效率仿真

11.7FPGA电源设计实现

11.7.1FPGA芯片选择

11.7.2供电芯片电源树设计

11.7.3电源树优化设计

11.7.4电源芯片优化选型

11.7.5电源芯片外围电路优化

11.7.6原理图输出

第12章WEBENCH电源高级分析

...

第13章WEBENCH有源滤波器设计与实现

...

第四篇Altium Designer元器件封装设计

第14章常用电子元器件的物理封装

...

第15章Altium Designer 15.0自定义元件设计

...

第五篇Altium Designer电路原理图设计

第16章电子线路信号完整性设计规则

...

第17章原理图参数设置与绘制

...

第六篇Altium Designer电子线路PCB设计

第18章PCB绘制基础知识

18.1PCB设计流程

18.2PCB层标签

18.3PCB视图查看命令

18.3.1自动平移

18.3.2显示连接线

18.4PCB绘图对象

18.4.1电气连接线(Track)

18.4.2普通线(Line)

18.4.3焊盘(Pad)

18.4.4过孔(Via)

18.4.5弧线(Arcs)

18.4.6字符串(Strings)

18.4.7原点(Origin)

18.4.8尺寸(Dimension)

18.4.9坐标(Coordinate)

18.4.10填充(Fill)

18.4.11固体区(Solid Region)

18.4.12多边形灌铜(Polygon Pour)

18.4.13禁止布线对象(Keepout object)

18.4.14捕获向导(Snap Guide)

18.5PCB绘图环境参数设置

18.5.1板选项对话框参数设置

18.5.2栅格尺寸设置

18.5.3视图配置

18.5.4PCB坐标系统的设置

18.5.5设置选项快捷键

18.6PCB形状和边界设置

18.6.1通过板规划模式定义板形状

18.6.2通过2D模式定义板形状

18.6.3通过3D模式定义板形状

18.6.4PCB板中间掏空的设计

18.7PCB叠层设置

18.7.1柔性电路制造技术的发展

18.7.2打开叠层管理器

18.7.3添加/删除多个层堆叠

18.7.4添加/删除叠层

18.7.5更改叠层顺序

18.7.6编辑叠层属性

18.7.7层设置

18.7.8钻孔对

18.7.9内部电源层

18.8PCB面板的使用

18.8.1PCB面板

18.8.2PCB的规则和冲突

18.9PCB设计规则

18.9.1添加设计规则

18.9.2如何检查规则

18.9.3规则应用场合

18.10PCB高级绘图对象

18.10.1对象类

18.10.2房间

18.11运行设计规则检查

18.11.1设计规则检查报告

18.11.2定位设计规则冲突

第19章PCB绘制实例操作

19.1PCB板形状和尺寸设置

19.1.1定义PCB形状

19.1.2定义PCB板的边界

19.2PCB布局设计

19.2.1PCB布局规则的设置

19.2.2PCB布局原则

19.2.3PCB布局中的其他操作

19.3PCB布线设计

19.3.1交互布线线宽和过孔大小的设置

19.3.2交互布线线宽和过孔大小规则设置

19.3.3处理交互布线冲突

19.3.4其他交互布线选项

19.3.5交互多布线

19.3.6交互差分对布线

19.3.7交互布线长度对齐

19.3.8自动布线

19.3.9布线中泪滴的处理

19.3.10布线阻抗控制

19.3.11设计中关键布线策略

19.4测试点系统设计

19.4.1测试点策略的考虑

19.4.2焊盘和过孔测试点支持

19.4.3测试点设计规则设置

19.4.4测试点管理

19.4.5检查测试点的有效性

19.4.6测试点相关查询字段

19.4.7生成测试点报告

19.5PCB覆铜设计

19.6PCB设计检查

19.7DDR3接口的设计

19.7.1原理图设计

19.7.2PCB图设计

第七篇Altium Designer的PCB仿真和验证

第20章IBIS模型原理和功能

20.1IBIS模型定义

20.2IBIS发展历史

20.3IBIS模型生成

20.4IBIS模型所需数据

20.4.1输出模型

20.4.2输入模型

20.4.3其他参数

20.5IBIS文件格式

20.6IBIS模型验证

20.7IBIS模型编辑器

20.7.1下载IBIS模型

20.7.2安装TI元件库

20.7.3IBIS模型映射

第21章电子线路板级仿真实现

21.1Altium Designer信号完整性分析原理和功能

21.1.1信号完整性分析原理

21.1.2分析设置需求

21.1.3操作流程

21.2设计实例信号完整性分析

21.2.1检查原理图和PCB图之间的元件连接

21.2.2叠层参数的设置

21.2.3信号完整性规则设置

21.2.4为元器件分配IBIS模型

21.2.5执行信号完整性分析

21.2.6观察信号完整性分析结果

第22章生成加工PCB的相关文件

22.1生成和配置输出工作文件

22.1.1生成输出工作文件

22.1.2设置打印工作选项

22.2生成CAM文件

22.2.1生成料单文件

22.2.2生成光绘文件

22.2.3生成钻孔文件

22.2.4生成贴片机文件

22.3生成PDF格式文件

22.4CAM编辑器

22.4.1导入数据设置

22.4.2导入/导出CAM文件

22.5生成和打印3D视图

22.5.1生成3D视图

22.5.2打印3D视图

第八篇PCB制造工艺流程详解

第23章PCB板生产工艺及流程

23.1工程文件制作

23.2PCB板制造工艺流程概述

23.3L3L4层(内层)制造工艺流程

23.3.1内层基材裁切

23.3.2内层线路处理流程

23.4L2L5层制造工艺流程

23.4.1L2L5层压合工艺流程

23.4.2L2L5层钻孔工艺流程

23.4.3L2L5层线路制作流程

23.5L1L6层制造工艺流程

23.5.1第二次压合L1L6层工艺流程

23.5.2棕化减铜工艺流程

23.5.3激光钻孔工艺流程

23.5.4机械钻孔工艺流程

23.5.5L1L6层线路制作流程

23.5.6绿油工序制作流程

23.5.7表面处理工艺流程

23.5.8成型工艺流程

23.5.9电测工艺流程

23.5.10FQC&FQA工艺流程

23.5.11包装工艺流程

23.61+4+1盲/埋孔板结构说明

附录A第17章设计的原理图

附录B第19章设计的PCB图

附录CPCB生产工艺参数

附录D数据驱动设计

本书全面系统地介绍了Altium Designer 15.0在电子线路仿真、设计和验证方面的应用，以及PCB制板工艺流程。本书分8篇，共23个章节，以电子线路的SPICE仿真、TI WEBENCH电源设计和仿真工具、电子元器件识别、电子线路信号完整性理论、电子元器件原理图封装和PCB封装、电子线路原理图设计、电子线路PCB设计、电子线路的板级仿真验证、生成PCB相关的加工文件和PCB板制造工艺为设计主线，将Altium Designer 15.0电子系统设计平台融入这个设计主线中。 通过对本书内容的学习，读者不但能熟练地掌握Altium Designer 15.0软件的设计流程和设计方法，还能系统地掌握电子系统设计的完整过程。本书可以作为高等学校电子线路设计自动化相关课程的教学用书，或者使用Altium Designer 15.0进行电子系统设计的工程技术人员的参考用书，还可作为相关培训机构进行Altium Designer 15.0相关技术培训的参考用书。

本书为国内首本系统介绍Altium Designer 15.0电路设计、电路仿真与功能验证的工具图书，国内由Altium全球教育和培训产品经理马蒂. 郝迈迪博士及中国区大学计划经理华文龙博士作序并列入“Atium大学计划认定教材”的电路设计经典图书，堪称Altium Designer的百科全书。作者为本书录制了超长高清学习视频，课程网址见书中“学习说明”。
　Altium Designer 15.0是Altium公司新推出的电子系统一体化设计工具，可以真正实现完整的电子系统设计流程。Altium Designer 15.0提供的设计功能包括：模拟电路仿真、数字电路仿真、数字和模拟混合电路仿真、WEBENCH模拟设计工具、可编程逻辑器件设计、单片机设计、原理图绘制、PCB绘制（含柔性电路板）、PCB信号完整性分析,等等。随着Altium Designer工具的不断完善和发展，它所体现出的“一体化”设计思想，必将成为未来电子系统设计发展的主流。
本书以电子系统设计流程为主线，将电子系统建模、原理图绘制、PCB绘制、PCB验证和PCB制造的全过程贯穿在这条主线上，“自顶向下”地完整介绍了电子系统的设计方法。读者可以通过对Altium Designer 15.0的系统学习，掌握其“一体化”设计思想的精髓。