protel DXP典型电路设计及实例分析 朱凤芝,王凤桐 9787122009869 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

朱凤芝，王凤桐 著

图书标签:

• Protel DXP
• 电路设计
• 实例分析
• 电子技术
• PCB设计
• 电路原理
• 仿真
• EDA
• 朱凤芝
• 王凤桐

店铺： 天乐图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122009869

商品编码：29227625321

包装：平装

出版时间：2007-09-01

基本信息

书名：protel DXP典型电路设计及实例分析

定价：25元

作者：朱凤芝,王凤桐

出版社：化学工业出版社

出版日期：2007-09-01

ISBN：9787122009869

字数：293000

页码：183

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.300kg

编辑推荐

---

内容提要

---

本书介绍了Protel DXP的电路原理图和PCB设计的基本方法，介绍了原理图库、PCB封装库的创建、编辑方法，以及集成的生成。书中以大量实例详细介绍了Protel DXP在电路设计过程中各种不同功能的使用方法与技巧，便于读者尽快掌握Protel DXP的使用方法，书中的大部分实例均为电子技术、单片机技术应用中经常使用的实例。具有实用价值。
　　本书可作为大院校电子、自动化等专业类的教学参考书，也可作为广大电路设计者的参考用书。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

电路设计的基石：PCB布局与信号完整性 在现代电子产品日益复杂精密的时代，电路设计的质量直接决定了产品的性能、稳定性和可靠性。尤其是在高速数字电路和射频电路领域，PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）的布局布线以及信号完整性（Signal Integrity, SI）的分析和优化，已成为决定产品成败的关键因素。本书将深入探讨PCB布局布线和信号完整性分析的核心理论、实用技巧与前沿发展，旨在为广大电子工程师、技术爱好者以及相关专业学生提供一份详尽且实用的参考指南。 第一章：PCB布局布线的艺术与科学 PCB布局布线，看似简单，实则蕴含着深刻的工程学原理和设计哲学。它不仅仅是将元器件摆放到位、连接导线，更是对电路性能、电磁兼容性（EMC）、热管理以及可制造性进行综合考量的艺术与科学的结合。 1.1 基础理论回顾与深入理解 1.1.1 PCB结构与层叠设计： 从基础的单层板到复杂的多层板，我们将深入剖析不同层叠结构的设计原则，包括信号层、电源层、地平面、绝缘介质等的作用，以及如何根据电路特性选择最优的层叠方案。理解阻抗匹配、串扰抑制等关键技术离不开对介质厚度、介电常数、铜箔厚度等参数的精确控制。 1.1.2 关键术语与概念： 详细解释诸如走线宽度、间距、过孔（via）、焊盘、阻抗控制、差分走线、蛇形线、电源完整性（Power Integrity, PI）等基本概念，并阐述它们在实际设计中的重要性。 1.1.3 EMC/EMI基础： 简述电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）的来源、传播机制以及抑制方法。PCB布局布线是控制EMI/EMC最直接、最有效的手段之一。 1.2 布局原则与技巧 1.2.1 模块化与功能分区： 讲解如何根据电路的功能模块进行合理的区域划分，将相关的元器件集中布置，减少信号的交叉和长距离传输，提高设计的条理性和可维护性。 1.2.2 关键元器件的放置： 重点阐述电源、时钟、射频、高速接口等关键元器件的优先放置策略。例如，旁路电容的摆放、晶振的靠近驱动芯片、射频器件的隔离等。 1.2.3 元器件摆放的考量： 探讨元器件的方向、密度、热效应等因素对布局的影响。如何避免热点区域的形成，如何为测试和维修预留空间。 1.2.4 信号流向与路径优化： 强调根据电路的工作流程，规划信号的合理流向，尽量缩短信号路径，避免不必要的弯折，减少信号的延迟和失真。 1.3 布线策略与优化 1.3.1 阻抗控制布线： 详细介绍微带线、带状线等传输线的阻抗计算模型，以及如何通过精确控制走线宽度、间距、层叠结构来实现目标阻抗。这是高速信号传输的关键。 1.3.2 串扰抑制： 深入分析相邻走线之间的容性、感性耦合如何导致串扰，并提供多种抑制方法，如增加间距、交叉布线、地线屏蔽、使用差分对等。 1.3.3 差分走线的设计： 重点讲解差分信号的原理，以及差分走线的匹配设计，包括线宽、间距、长度匹配等，以实现共模抑制和提高信号质量。 1.3.4 过孔的使用与优化： 探讨过孔的寄生参数（电感、电容）如何影响信号完整性，以及如何通过选择合适的过孔类型（例如，盲埋孔、微孔）、优化过孔位置和数量来降低其不利影响。 1.3.5 地平面和电源层的设计： 强调完整、连续的低阻抗地平面和电源层对于信号完整性和电源完整性的重要性。讲解如何避免地弹（ground bounce）、电源跌落（power drop）。 1.3.6 避免敏感信号的干扰： 如何将时钟、高速数据线、模拟信号等与低速数字信号、噪声较大的电源线分开，并采取相应的屏蔽措施。 第二章：信号完整性（SI）分析与仿真 随着信号传输速率的不断攀升，信号完整性问题日益突出。它关乎信号是否能在接收端被正确识别，是否会产生不可接受的误差。信号完整性分析是确保高速电路正常工作的必要环节。 2.1 信号完整性的基本概念 2.1.1 信号失真： 探讨信号在传输过程中可能出现的各种失真现象，如反射、振铃（ringing）、过冲（overshoot）、欠冲（undershoot）、时序抖动（jitter）等。 2.1.2 传输线理论： 深入讲解传输线的基本模型（RLCG模型），以及波的传播、反射、驻波等现象。理解史密斯圆图在阻抗匹配中的应用。 2.1.3 关键参数： 解释上升时间、下降时间、传播延迟、阻抗、衰减等与信号质量相关的关键参数。 2.2 信号完整性分析的仿真工具与方法 2.2.1 S参数（Scattering Parameters）： 介绍S参数在描述传输线和互连结构频率域特性的重要性，以及如何通过S参数分析信号的损耗和反射。 2.2.2 时域反射（TDR）与时域传输（TDT）： 讲解TDR和TDT在测量和分析传输线阻抗、损耗和时序特性方面的应用。 2.2.3 信号仿真软件介绍： 介绍市面上主流的SI仿真软件（例如，HyperLynx, Ansys SIWave, Sigrity PowerSI/Speed SI等）的功能和工作流程。 2.2.4 建立仿真模型： 讲解如何从PCB设计文件中提取几何信息，建立准确的仿真模型，包括互连模型（走线、过孔）、元器件模型（S参数模型、IBIS模型）以及PCB堆叠模型。 2.3 常见的信号完整性问题分析与解决 2.3.1 反射分析与匹配： 如何通过分析TDR曲线识别阻抗不匹配点，以及如何通过调整走线宽度、增加终端匹配电阻（端接）来消除反射。 2.3.2 串扰分析与抑制： 如何利用仿真工具量化串扰的强度，并评估其对接收端信号的影响，以及如何通过优化布线规则来降低串扰。 2.3.3 振铃与过冲/欠冲的分析： 分析振铃产生的原因（阻抗不匹配、过长走线、不良的过孔设计等），以及如何通过改进匹配、缩短走线、优化过孔设计来抑制。 2.3.4 时序抖动（Jitter）的产生与控制： 探讨抖动的来源（串扰、电源噪声、反射、内部噪声等），以及如何通过优化设计和仿真来降低抖动，满足接收端的时序要求。 2.3.5 损耗分析： 分析信号在传输过程中因介质损耗和导体损耗而产生的衰减，以及如何通过选择低损耗材料、优化走线设计来降低损耗。 第三章：电源完整性（PI）在PCB设计中的重要性 高速电路的稳定运行离不开稳定可靠的电源供应。电源完整性（Power Integrity, PI）研究的就是如何在PCB上为芯片提供干净、稳定的电压，以满足其工作的瞬态电流需求。 3.1 电源完整性基础 3.1.1 电源分配网络（PDN）： 讲解PDN的概念，包括电源层、地层、去耦电容、电源滤波等组成部分。 3.1.2 瞬态电流需求： 分析芯片在高频工作时瞬态电流需求的特点，以及其对PDN的挑战。 3.1.3 电源噪声的来源： 探讨开关噪声、地弹、电源跌落、共模噪声等常见的电源噪声来源。 3.2 电源完整性分析与仿真 3.2.1 PDN的阻抗特性： 讲解PDN的阻抗在不同频率下的变化，以及低阻抗PDN的重要性。 3.2.2 去耦电容的选型与布局： 深入分析不同类型电容（陶瓷电容、钽电容等）的频率响应特性，以及如何根据芯片的瞬态电流需求选择合适的电容值、ESR（等效串联电阻）、ESL（等效串联电感），并进行最优布局。 3.2.3 电源/地平面分析： 探讨电源和地平面如何影响PDN的性能，以及如何设计大面积、低阻抗的电源和地平面。 3.2.4 PI仿真工具与方法： 介绍PI仿真软件（通常与SI仿真软件集成），以及如何进行PDN阻抗仿真、瞬态响应分析、去耦电容有效性评估等。 3.3 优化电源完整性的设计实践 3.3.1 合理的电源/地层设计： 强调使用大面积、连续的电源和地平面，并避免分割。 3.3.2 优化去耦电容的布局： 将去耦电容放置在靠近芯片电源引脚的位置，并采用短、宽的走线连接。 3.3.3 采用多级去耦策略： 针对不同频率范围的噪声，采用不同特性的去耦电容组合。 3.3.4 考虑电源滤波： 在必要时，使用额外的电源滤波器来抑制外部电源噪声。 第四章：高速PCB设计实例分析与最佳实践 理论结合实践，本书将通过一系列典型的高速PCB设计实例，深入剖析在实际设计中遇到的各种挑战，并展示如何运用前面章节介绍的理论和技巧来解决问题。 4.1 典型高速接口设计（如DDR, PCIe, USB3.x, HDMI等） 4.1.1 接口特性分析： 深入解读不同高速接口的电气特性、时序要求、阻抗匹配规范等。 4.1.2 布局布线挑战： 针对不同接口的特点，分析其在PCB布局布线过程中可能遇到的具体问题，如差分走线长度匹配、串扰控制、拓扑结构选择（星型、点对点）等。 4.1.3 SI/PI仿真策略： 演示如何针对这些高速接口设计特定的SI/PI仿真流程，以及如何根据仿真结果进行优化。 4.2 射频（RF）PCB设计中的挑战 4.2.1 RF传输线设计： 讲解微带线、带状线、共面波导等RF传输线的特点和设计要求。 4.2.2 RF器件的布局与屏蔽： 探讨RF功放、LNA、振荡器等敏感器件的布局原则，以及如何进行有效的屏蔽来防止信号泄露和外部干扰。 4.2.3 RF电路的阻抗匹配： 重点介绍RF电路中阻抗匹配的重要性，以及常用的匹配网络设计技巧。 4.3 嵌入式系统的高速设计考量 4.3.1 FPGA/SoC的PCB设计： 探讨FPGA/SoC等复杂器件的引脚密度、高速I/O接口、电源分配等设计难点。 4.3.2 时钟网络的设计与优化： 讲解如何设计低抖动、低偏斜的时钟网络，以确保系统整体的时序同步。 4.4 设计中的可制造性（DFM）与可测试性（DFT） 4.4.1 布局布线对可制造性的影响： 讨论走线间距、焊盘大小、过孔类型等如何影响PCB的制造成本和良率。 4.4.2 预留测试点： 强调在设计中预留足够的测试点，以便于后续的调试和生产测试。 第五章：前沿技术与未来发展趋势 随着电子技术的飞速发展，PCB设计和信号完整性分析也在不断演进。本书将展望未来的发展方向，为读者提供前瞻性的视野。 5.1 更高速度、更高密度带来的挑战： 探讨Terahertz时代、Advanced Packaging（如SiP, Chiplets）等对PCB设计提出的更高要求。 5.2 智能化设计与自动化仿真： 展望AI在PCB布局布线优化、SI/PI分析预测等方面的应用前景。 5.3 新型材料与制造工艺： 介绍低损耗材料、柔性PCB、3D打印PCB等新兴技术在高性能电子产品中的潜力。 5.4 机器学习在信号完整性预测中的应用： 探讨如何利用机器学习模型来加速SI/PI问题的识别和解决。 结语 PCB布局布线和信号完整性分析是一项系统工程，它需要扎实的理论基础、丰富的实践经验以及对细节的极致追求。本书力求从原理到实践，从基础到前沿，为读者提供一个全面、深入的学习平台。希望通过本书的学习，读者能够掌握先进的PCB设计理念和方法，应对日益复杂的高速电路设计挑战，设计出更优、更可靠的电子产品。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界，尤其是在探索新一代的PCB设计理念方面。我一直在寻找能够深入理解复杂模拟电路布局和信号完整性处理技巧的书籍，而这本书恰好填补了我在这方面的知识空白。作者在讲解过程中，并没有止步于基础概念的陈述，而是花了大量的篇幅去剖析一些实际项目中遇到的棘手问题，比如如何有效地进行阻抗匹配，如何在高频电路中抑制串扰，以及如何优化电源完整性以应对快速变化的信号。我特别喜欢其中关于差分信号布线的那几个案例，通过具体的图示和参数分析，让我对如何在高密度PCB上实现高质量的信号传输有了更直观的认识。而且，书中对元器件选型和封装处理的建议也非常实用，对于新手来说，能够避免很多常见的陷阱。总的来说，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，手把手地教会我如何运用Protel DXP这个强大的工具来解决实际设计中的难题，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

我一直对高速数字电路的设计以及信号完整性问题非常感兴趣，而这本书恰好满足了我的这种需求。作者在讲解高速信号布线的时候，不仅强调了等长、等阻抗的重要性，还深入分析了过孔、连接器等关键节点的阻抗突变问题，以及如何通过软件的优化功能来减小这些影响。我特别喜欢书中对差分信号和单端信号的布线规则对比分析，通过图示清晰地展示了它们的区别和各自的优势，以及在不同应用场景下的适用性。此外，书中对时钟信号和数据信号的隔离和处理方法也进行了详细的介绍，这对于降低时序抖动和提高数据传输的稳定性非常有帮助。这本书的专业性很强，但作者的讲解方式又十分通俗易懂，让我能够轻松地理解这些复杂的概念，并将其应用到我的实际设计工作中。

评分☆☆☆☆☆

这本关于Protel DXP的图书，在技术深度和广度上都给我留下了深刻的印象。我尤其关注的是书中关于电源完整性分析的部分，作者对不同类型的电源电路设计进行了详细的阐述，包括如何选择合适的去耦电容，如何进行电源网络的规划，以及如何利用Protel DXP的电源完整性分析工具来评估电压跌落和噪声耦合。这些知识对于设计高性能、高可靠性的电子设备至关重要，能够有效地减少由于电源问题导致的各种故障。另外，书中对EMI/EMC的设计原则和对策也进行了深入的探讨，通过实际案例展示了如何在PCB设计阶段就采取措施来满足电磁兼容性标准，这对于很多电子产品的合规性来说是必不可少的。这本书的案例分析非常贴合实际工程需求，让我能够学以致用，将理论知识转化为实际的设计能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我而言，简直就是一本 Protel DXP 的“葵花宝典”。我之前在使用 Protel DXP 进行 PCB 布局时，经常会遇到一些难以解决的难题，比如如何优化元器件的放置以减少信号线长度，如何处理散热问题，以及如何进行手工布线以达到更好的性能。这本书中的实例分析，恰好涵盖了这些方面，作者通过对几个典型电路板的拆解和重构，清晰地展示了设计思路和具体操作步骤。我印象最深刻的是其中关于电源模块的PCB设计，作者不仅考虑了电流的承载能力，还对热量的扩散进行了细致的规划，通过合理的布局和散热孔的设计，有效降低了工作温度。此外，书中关于一些特殊器件（如射频器件、大功率器件）的布局和布线建议，也非常具有参考价值。总的来说，这本书为我打开了 Protel DXP 设计的新视野，让我能够更自信地应对各种复杂的 PCB 设计挑战。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前对Protel这个软件的印象还停留在比较基础的层面上，以为它只是一个画原理图和PCB的工具。但阅读了这本书之后，我才意识到Protel DXP的强大之处远不止于此。作者通过对几个典型应用场景的深入分析，展示了如何利用Protel DXP进行高级的模拟混合信号设计，包括如何处理高精度ADC/DAC的布局，如何有效地进行数字和模拟地的分割，以及如何利用软件内置的仿真工具来预测和优化电路的性能。我印象最深刻的是书中关于射频电路设计的章节，作者详细讲解了如何在高频PCB上进行关键信号的布线，如何处理天线耦合，以及如何通过软件的分析功能来评估信号衰减和驻波比。这些内容对于我目前正在进行的一个无线通信项目来说，简直是雪中送炭。这本书的讲解方式非常系统化，从原理到实践，层层递进，让我能够扎实地掌握Protel DXP在复杂设计中的应用。