Altium Designer 15.0电路仿真 设计 验证与工艺实现权威指南PDF电子书下载

第一篇 Altium Designer软件基本知识 3

第1章 Altium Designer 15.0的设计方法和安装流程 3

1.1 Altium Designer“一体化”设计理念 3

1.1.1 传统电子设计方法的局限性 3

1.1.2 电子设计的发展趋势 4

1.1.3 生态系统对电子设计的重要性 4

1.1.4 电子设计一体化 5

1.2 Altium Designer 15.0的安装和配置 5

1.2.1 Altium Designer 15.0的安装文件 5

1.2.2 Altium Designer 15.0的安装流程 6

1.2.3 Altium Designer 15.0的配置和插件 8

第2章 Altium Designer 15.0的设计环境 12

2.1 Altium Designer 15.0的功能 12

2.1.1 原理图捕获工具 12

2.1.2 印刷电路板设计工具 12

2.1.3 FPGA和嵌入式软件工具 13

2.1.4 发布／数据管理 13

2.2 Altium Designer 15.0的工程及相关文件 13

2.3 Altium Designer 15.0的界面组成 14

2.3.1 Altium Designer 15.0的主界面 14

2.3.2 Altium Designer 15.0的工作区面板 15

2.3.3 Altium Designer 15.0的文件编辑空间 18

2.3.4 Altium Designer 15.0工具栏和状态栏 19

第3章 Altium Designer单页原理图绘制 30

3.1 放置元器件 30

3.1.1 生成新的设计 30

3.1.2 在原理图中添加元器件 31

3.1.3 重新分配原件标识符 33

3.2 添加信号线连接 36

3.3 添加总线连接 38

3.3.1 添加总线 38

3.3.2 添加总线入口 39

3.4 添加网络标号 40

3.5 添加端口连接 42

3.6 添加信号束系统 44

3.6.1 添加信号束连接器 44

3.6.2 添加信号束入口 46

3.6.3 查看信号束定义文件 48

3.7 添加No ERC标识 48

3.7.1 设置阻止所有冲突标识 49

3.7.2 设置阻止指定冲突标识 50

第4章 Altium Designer多页原理图绘制 53

4.1 多页原理图绘制方法 53

4.1.1 层次化和平坦式原理图设计结构 53

4.1.2 多页原理图中的网络标识符 55

4.1.3 网络标号范围 56

4.2 平坦式方式绘制原理图 57

4.2.1 建立新的平坦式原理图设计工程 57

4.2.2 绘制平坦式设计中第一个放大电路原理图 57

4.2.3 绘制平坦式设计中第二个放大电路原理图 59

4.2.4 绘制平坦式设计中其他单元的原理图 61

4.3 层次化方式绘制原理图 64

4.3.1 建立新的层次化原理图设计工程 64

4.3.2 绘制层次化设计中第一个放大电路原理图 64

4.3.3 绘制层次化设计中第二个放大电路原理图 65

4.3.4 绘制层次化设计中顶层放大电路原理图 67

第二篇 Altium Designer混合电路仿真 75

第5章 SPICE混合电路仿真 75

5.1 Altium Designer软件SPICE仿真导论 75

5.1.1 Altium Designer软件SPICE构成 75

5.1.2 Altium Designer的SPICE仿真功能 77

5.1.3 Altium Designer的SPICE仿真流程 84

5.2 电子线路SPICE描述 84

5.2.1 电子线路构成 84

5.2.2 SPICE程序结构 85

5.2.3 SPICE程序相关命令 90

第6章 电子线路元件及SPICE模型 95

6.1 基本元件 95

6.1.1 电阻 95

6.1.2 半导体电阻 95

6.1.3 电容 96

6.1.4 半导体电容 96

6.1.5 电感 97

6.1.6 耦合（互感）电感 97

6.1.7 开关 97

6.2 电压和电流源 98

6.2.1 独立源 98

6.2.2 线性受控源 102

6.2.3 非线性独立源 105

6.3 传输线 105

6.3.1 无损传输线 106

6.3.2 有损传输线 106

6.3.3 均匀分布的RC线 107

6.4 晶体管和二极管 108

6.4.1 结型二极管 108

6.4.2 双极结型晶体管 110

6.4.3 结型场效应管 112

6.4.4 金属氧化物半导体场效应管 114

6.4.5 金属半导体场效应管 117

6.4.6 不同晶体管的特性比较与应用范围 118

6.5 从用户数据中创建SPICE模型 120

6.5.1 SPICE模型的建立方法 120

6.5.2 运行SPICE模型向导 121

第7章 模拟电路仿真实现 129

7.1 直流工作点分析 129

7.1.1 建立新的直流工作点分析工程 129

7.1.2 添加新的仿真库 129

7.1.3 构建直流分析电路 131

7.1.4 设置直流工作点分析参数 132

7.1.5 直流工作点仿真结果的分析 133

7.2 直流扫描分析 135

7.2.1 打开分析电路 135

7.2.2 设置直流扫描分析参数 135

7.2.3 直流扫描仿真结果的分析 136

7.3 传输函数分析 139

7.3.1 建立新的传输函数分析工程 139

7.3.2 构建传输函数分析电路 139

7.3.3 设置传输函数分析参数 140

7.3.4 传输函数仿真结果的分析 141

7.4 交流小信号分析 143

7.4.1 建立新的交流小信号分析工程 143

7.4.2 构建交流小信号分析电路 143

7.4.3 设置交流小信号分析参数 147

7.4.4 交流小信号仿真结果的分析 148

7.5 瞬态分析 150

7.5.1 建立新的瞬态分析工程 150

7.5.2 构建瞬态分析电路 150

7.5.3 设置瞬态分析参数 152

7.5.4 瞬态仿真结果的分析 153

7.6 参数扫描分析 154

7.6.1 打开前面的设计 154

7.6.2 设置参数扫描分析参数 154

7.6.3 参数扫描结果的分析 155

7.7 零极点分析 157

7.7.1 建立新的零极点分析工程 157

7.7.2 构建零极点分析电路 157

7.7.3 设置零极点分析参数 159

7.7.4 零极点仿真结果的分析 160

7.8 傅里叶分析 161

7.8.1 建立新的傅里叶分析工程 161

7.8.2 构建傅里叶分析电路 162

7.8.3 设置傅里叶分析参数 164

7.8.4 傅里叶仿真结果分析 165

7.8.5 修改电路参数重新执行傅里叶分析 166

7.9 噪声分析 168

7.9.1 建立新的噪声分析工程 170

7.9.2 构建噪声分析电路 170

7.9.3 设置噪声分析参数 173

7.9.4 噪声仿真结果分析 174

7.10 温度分析 174

7.10.1 建立新的温度分析工程 175

7.10.2 构建温度分析电路 175

7.10.3 设置温度分析参数 177

7.10.4 温度仿真结果分析 178

7.11 蒙特卡罗分析 179

7.11.1 建立新的蒙特卡罗分析工程 179

7.11.2 构建蒙特卡罗分析电路 179

7.11.3 设置蒙特卡罗分析参数 182

7.11.4 蒙特卡罗仿真结果分析 184

第8章 模拟行为仿真实现 185

8.1 模拟行为仿真概念 185

8.2 基于行为模型的增益控制实现 186

8.2.1 建立新的行为模型增益控制工程 186

8.2.2 构建增益控制行为模型 186

8.2.3 设置增益控制行为仿真参数 188

8.2.4 分析增益控制行为仿真结果 189

8.3 基于行为模型的调幅实现 190

8.3.1 建立新的行为模型AM工程 190

8.3.2 构建AM行为模型 190

8.3.3 设置AM行为仿真参数 191

8.3.4 分析AM行为仿真结果 192

8.4 基于行为模型的滤波器实现 193

8.4.1 建立新的滤波器行为模型工程 193

8.4.2 构建滤波器行为模型 193

8.4.3 设置滤波器行为仿真参数 196

8.4.4 分析滤波器行为仿真结果 197

8.5 基于行为模型的压控振荡器实现 197

8.5.1 建立新的压控振荡器行为模型工程 198

8.5.2 构建压控振荡器行为模型 198

8.5.3 设置压控振荡器行为仿真参数 201

8.5.4 分析压控振荡器行为仿真结果 202

第9章 数字电路仿真实现 203

9.1 数字逻辑仿真库的构建 203

9.1.1 导入与数字逻辑仿真相关的原理图库 203

9.1.2 构建相关的mdl文件 204

9.2 时序逻辑电路的门级仿真 205

9.2.1 有限自动状态机的实现原理 205

9.2.2 三位八进制计数器实现原理 206

9.2.3 建立新的三位计数器电路仿真工程 207

9.2.4 构建三位计数器仿真电路 208

9.2.5 设置三位计数器电路的仿真参数 209

9.2.6 分析三位计数器电路的仿真结果 211

9.3 基于HDL语言的数字系统仿真及验证 212

9.3.1 HDL功能及特点 212

9.3.2 建立新的IP核设计工程 213

9.3.3 建立新的FPGA设计工程 221

第10章 数模混合电路仿真实现 229

10.1 建立数模混合电路仿真工程 229

10.2 构建数模混合仿真电路 229

10.3 分析数模混合电路实现原理 231

10.4 设置数模混合仿真参数 232

10.5 遇到仿真不收敛时的处理方法 233

10.5.1 修改误差容限 234

10.5.2 直流分析帮助收敛策略 234

10.5.3 瞬态分析帮助收敛策略 235

10.6 分析数模混合仿真结果 235

第三篇 Altium Designer的WEBENCH设计工具 239

第11章 WEBENCH电源设计与实现 239

11.1 激活WEBENCH工具包 239

11.2 WEBENCH设计工具介绍 241

11.3 电源设计工具 242

11.3.1 电源设计背景 242

11.3.2 电源选型 242

11.3.3 单电源设计 244

11.3.4 电源结构设计 247

11.3.5 FPGA或处理器电源结构设计 250

11.3.6 LED电源结构设计 251

11.3.7 电源仿真 253

11.3.8 原理图导出 260

11.4 开关电源参数之间的关系 262

11.4.1 开关频率和电感 262

11.4.2 开关频率和MOS管 263

11.5 BUCK开关电源设计实现 265

11.5.1 芯片选择优化 265

11.5.2 外围元件优化选择 268

11.5.3 三种优化方案对比 268

11.5.4 方案的仿真分析 269

11.6 BOOST开关电源设计实现 286

11.6.1 BOOST电路电流路径分析 287

11.6.2 开关电源波特图仿真 288

11.6.3 BOOST开关电源效率仿真 289

11.7 FPGA电源设计实现 290

11.7.1 FPGA芯片选择 291

11.7.2 供电芯片电源树设计 292

11.7.3 电源树优化设计 292

11.7.4 电源芯片优化选型 293

11.7.5 电源芯片外围电路优化 295

11.7.6 原理图输出 296

第12章 WEBENCH电源高级分析 297

12.1 引言 297

12.2 Vin与占空比的关系 297

12.3 △I随Vin变化规律 299

12.4 △I和D变化关系 301

12.4.1 BUCK电源中△I和D关系 301

12.4.2 BOOST电源中△I和D关系 302

12.4.3 BUCK-BOOST电源中△I和D关系 304

12.5 电流直流分量IDC分析 304

12.5.1 LM22677电路结构分析 305

12.5.2 LM2585电路结构分析 307

12.6 开关电源中的功率分析 310

第13章 WEBENCH有源滤波器设计与实现 311

13.1 有源滤波器的设计理论 311

13.2 有源滤波器设计 312

13.2.1 设计要求 312

13.2.2 设计过程 313

13.2.3 设计仿真 317

13.2.4 运放选择 317

13.3 过采样简化模拟滤波器设计 318

13.4 多阶滤波器改善过渡带 324

第四篇 Altium Designer元器件封装设计 329

第14章 常用电子元器件的物理封装 329

14.1 电阻元件特性及封装 329

14.1.1 电阻元件的分类 329

14.1.2 电阻值标示方法 331

14.1.3 电阻元件物理封装的表示 333

14.2 电容元件特性及封装 334

14.2.1 电容元件的作用 335

14.2.2 电容元件的分类 336

14.2.3 电容值标示方法 338

14.2.4 电容元件的主要参数 338

14.2.5 电容元件正负极判断 340

14.2.6 电容元件PCB封装的标示 340

14.3 电感元件特性及封装 342

14.3.1 电感元件的分类 342

14.3.2 电感元件电感值标示方法 343

14.3.3 电感元件的主要参数 344

14.3.4 电感元件PCB封装的标示 344

14.4 二极管元件特性及封装 345

14.4.1 二极管元件的分类 345

14.4.2 二极管元件的识别和检测 349

14.4.3 二极管元件的主要参数 349

14.4.4 二极管元件PCB封装的标示 350

14.5 三极管元件特性及封装 352

14.5.1 三极管元件的分类 352

14.5.2 三极管元件的识别和检测 353

14.5.3 三极管元件的主要参数 354

14.5.4 三极管元件的PCB封装的标示 354

14.6 集成电路芯片特性及封装 356

第15章 Altium Designer 15.0自定义元件设计 364

15.1 自定义元件设计流程 364

15.2 打开和浏览PCB封装库 366

15.3 打开和浏览集成封装库 367

15.4 创建元器件PCB封装 369

15.4.1 使用IPC Footprint Wizard创建元器件PCB封装 369

15.4.2 使用Component Wizard创建元器件PCB封装 376

15.4.3 使用IPC Footprints Batch Generator创建元器件PCB封装 379

15.4.4 不规则焊盘和PCB封装的绘制 382

15.4.5 检查元器件PCB封装 390

15.5 创建元器件原理图符号封装 391

15.5.1 元器件原理图符号术语 391

15.5.2 为LM324器件创建原理图符号封装 392

15.5.3 为XC3S100E-CP132器件创建原理图符号封装 395

15.6 分配模型和参数 400

15.6.1 分配器件模型 400

15.6.2 元器件主要参数功能 404

15.6.3 使用供应商数据分配元器件参数 405

第五篇 Altium Designer电路原理图设计 411

第16章 电子线路信号完整性设计规则 411

16.1 信号完整性问题的产生 411

16.2 电源分配系统及其影响 411

16.2.1 理想的电源不存在 412

16.2.2 电源总线和电源层 412

16.2.3 印制电路板的去耦电容配置 413

16.2.4 电源分配方面考虑的电路板设计规则 417

16.3 信号反射及其消除方法 419

16.3.1 信号传输线定义 419

16.3.2 信号传输线分类 420

16.3.3 信号反射的定义 421

16.3.4 信号反射的计算 423

16.3.5 消除信号反射 424

16.3.6 传输线的布线规则 426

16.4 信号串扰及其消除方法 428

16.4.1 信号串扰的产生 428

16.4.2 信号串扰的类型 428

16.4.3 抑制串扰的方法 430

16.5 电磁干扰及解决 431

16.5.1 滤波 431

16.5.2 磁性元件 432

16.5.3 器件的速度 432

16.6 差分信号原理及设计规则 432

16.6.1 差分线的阻抗匹配 433

16.6.2 差分线的端接 433

16.6.3 差分线的一些设计规则 435

第17章 原理图参数设置与绘制 436

17.1 原理图绘制流程 436

17.2 原理图设计规划 437

17.3 原理图绘制环境参数设置 438

17.3.1 设置图纸选项标签栏 439

17.3.2 设置参数标签栏 440

17.3.3 设置单位标签栏 442

17.4 所需元器件库的安装 443

17.5 绘制原理图 444

17.5.1 添加剩余的图纸 445

17.5.2 放置原理图符号 446

17.5.3 连接原理图符号 450

17.5.4 检查原理图设计 451

17.6 导出原理图设计到PCB中 455

17.6.1 设置导入PCB编辑器工程选项 455

17.6.2 使用同步器将设计导入到PCB编辑器 456

17.6.3 使用网表实现设计间数据交换 457

第六篇 Altium Designer电子线路PCB设计 463

第18章 PCB绘制基础知识 463

18.1 PCB设计流程 463

18.2 PCB层标签 463

18.3 PCB视图查看命令 464

18.3.1 自动平移 465

18.3.2 显示连接线 466

18.4 PCB绘图对象 467

18.4.1 电气连接线（Track） 468

18.4.2 普通线（Line） 470

18.4.3 焊盘（Pad） 471

18.4.4 过孔（Via） 471

18.4.5 弧线（Arcs） 472

18.4.6 字符串（Strings） 473

18.4.7 原点（Origin） 475

18.4.8 尺寸（Dimension） 476

18.4.9 坐标（Coordinate） 476

18.4.10 填充（Fill） 476

18.4.11 固体区（Solid Region） 477

18.4.12 多边形灌铜（Polygon Pour） 478

18.4.13 禁止布线对象（Keepout object） 481

18.4.14 捕获向导（Snap Guide） 482

18.5 PCB绘图环境参数设置 482

18.5.1 板选项对话框参数设置 482

18.5.2 栅格尺寸设置 483

18.5.3 视图配置 485

18.5.4 PCB坐标系统的设置 487

18.5.5 设置选项快捷键 488

18.6 PCB形状和边界设置 488

18.6.1 通过板规划模式定义板形状 488

18.6.2 通过2D模式定义板形状 491

18.6.3 通过3D模式定义板形状 491

18.6.4 PCB板中间掏空的设计 492

18.7 PCB叠层设置 492

18.7.1 柔性电路制造技术的发展 493

18.7.2 打开叠层管理器 494

18.7.3 添加／删除多个层堆叠 494

18.7.4 添加／删除叠层 496

18.7.5 更改叠层顺序 497

18.7.6 编辑叠层属性 498

18.7.7 层设置 498

18.7.8 钻孔对 499

18.7.9 内部电源层 499

18.8 PCB面板的使用 501

18.8.1 PCB面板 501

18.8.2 PCB的规则和冲突 502

18.9 PCB设计规则 502

18.9.1 添加设计规则 503

18.9.2 如何检查规则 505

18.9.3 规则应用场合 507

18.10 PCB高级绘图对象 509

18.10.1 对象类 509

18.10.2 房间 511

18.11 运行设计规则检查 515

18.11.1 设计规则检查报告 515

18.11.2 定位设计规则冲突 515

第19章 PCB绘制实例操作 518

19.1 PCB板形状和尺寸设置 518

19.1.1 定义PCB形状 518

19.1.2 定义PCB板的边界 519

19.2 PCB布局设计 520

19.2.1 PCB布局规则的设置 520

19.2.2 PCB布局原则 520

19.2.3 PCB布局中的其他操作 521

19.3 PCB布线设计 522

19.3.1 交互布线线宽和过孔大小的设置 522

19.3.2 交互布线线宽和过孔大小规则设置 523

19.3.3 处理交互布线冲突 524

19.3.4 其他交互布线选项 525

19.3.5 交互多布线 526

19.3.6 交互差分对布线 527

19.3.7 交互布线长度对齐 529

19.3.8 自动布线 531

19.3.9 布线中泪滴的处理 534

19.3.10 布线阻抗控制 535

19.3.11 设计中关键布线策略 536

19.4 测试点系统设计 541

19.4.1 测试点策略的考虑 542

19.4.2 焊盘和过孔测试点支持 542

19.4.3 测试点设计规则设置 543

19.4.4 测试点管理 545

19.4.5 检查测试点的有效性 546

19.4.6 测试点相关查询字段 546

19.4.7 生成测试点报告 547

19.5 PCB覆铜设计 549

19.6 PCB设计检查 552

19.7 DDR3接口的设计 555

19.7.1 原理图设计 556

19.7.2 PCB图设计 560

第七篇 Altium Designer的PCB仿真和验证 565

第20章 IBIS模型原理和功能 565

20.1 IBIS模型定义 565

20.2 IBIS发展历史 566

20.3 IBIS模型生成 566

20.4 IBIS模型所需数据 567

20.4.1 输出模型 567

20.4.2 输入模型 569

20.4.3 其他参数 570

20.5 IBIS文件格式 570

20.6 IBIS模型验证 572

20.7 IBIS模型编辑器 573

20.7.1 下载IBIS模型 573

20.7.2 安装TI元件库 574

20.7.3 IBIS模型映射 574

第21章 电子线路板级仿真实现 578

21.1 Altium Designer信号完整性分析原理和功能 578

21.1.1 信号完整性分析原理 579

21.1.2 分析设置需求 579

21.1.3 操作流程 580

21.2 设计实例信号完整性分析 580

21.2.1 检查原理图和PCB图之间的元件连接 580

21.2.2 叠层参数的设置 581

21.2.3 信号完整性规则设置 582

21.2.4 为元器件分配IBIS模型 584

21.2.5 执行信号完整性分析 586

21.2.6 观察信号完整性分析结果 586

第22章 生成加工PCB的相关文件 591

22.1 生成和配置输出工作文件 591

22.1.1 生成输出工作文件 591

22.1.2 设置打印工作选项 592

22.2 生成CAM文件 594

22.2.1 生成料单文件 595

22.2.2 生成光绘文件 596

22.2.3 生成钻孔文件 599

22.2.4 生成贴片机文件 600

22.3 生成PDF格式文件 600

22.4 CAM编辑器 601

22.4.1 导入数据设置 601

22.4.2 导入／导出CAM文件 603

22.5 生成和打印3D视图 606

22.5.1 生成3D视图 606

22.5.2 打印3D视图 607

第八篇 PCB制造工艺流程详解 613

第23章 PCB板生产工艺及流程 613

23.1 工程文件制作 613

23.2 PCB板制造工艺流程概述 620

23.3 L3-L4层（内层）制造工艺流程 620

23.3.1 内层基材裁切 620

23.3.2 内层线路处理流程 621

23.4 L2-L5层制造工艺流程 623

23.4.1 L2-L5层压合工艺流程 623

23.4.2 L2-L5层钻孔工艺流程 624

23.4.3 L2-L5层线路制作流程 624

23.5 L1-L6层制造工艺流程 627

23.5.1 第二次压合L1-L6层工艺流程 627

23.5.2 棕化减铜工艺流程 627

23.5.3 激光钻孔工艺流程 628

23.5.4 机械钻孔工艺流程 628

23.5.5 L1-L6层线路制作流程 628

23.5.6 绿油工序制作流程 631

23.5.7 表面处理工艺流程 632

23.5.8 成型工艺流程 632

23.5.9 电测工艺流程 633

23.5.10 FQC＆FQA工艺流程 633

23.5.11 包装工艺流程 633

23.6 1+4+1盲／埋孔板结构说明 634

附录A 第17章设计的原理图 635

附录B 第19章设计的PCB图 642

附录C PCB生产工艺参数 643

附录D 数据驱动设计 648