Cadence 16 6高速电路板设计与仿真 机械工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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左昉李刚 著

图书标签:

• 高速电路板设计
• PCB设计
• Cadence 16
• 信号完整性
• 电源完整性
• 电磁兼容性
• 仿真
• 机械工业出版社
• 电子工程
• 电路设计

店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111547327

商品编码：29483491402

包装：平装-胶订

出版时间：2016-09-01

基本信息

书名：Cadence 16 6高速电路板设计与仿真

定价：69.00元

作者：左昉李刚

出版社：机械工业出版社

出版日期：2016-09-01

ISBN：9787111547327

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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1）本书采用以实例跟随理论的方式进行讲解，从小处着手，层层递进，结构明晰。2）本书配套【全程视频讲解及演示】，手把手教会读者从基本的项目文件的创建、打开，到原理图的设计，安装板的设计等完整的电路设计流程容。视频环节15-20课时。方便电子电路设计爱好者及电路设计的工程技术人员自学。3）本书在每章中都安排了“操作实例”环节，系统地将点点相连的知识构架成网，理顺设计思路，极大方便读者进行自学和软件实际操作。

内容提要

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本书以Cadence 16.6为平台，介绍了电路的设计与仿真的相关知识。全书共分12章，内容包括Cadence基础入门、原理图库、原理图基础、原理图环境设置、元件操作、原理图的电气连接、原理图的后续处理、仿真电路、创建PCB封装库、印制电路板设计、布局和布线。本书在介绍的过程中，作者根据自己多年的经验及学习的心得，及时给出了章节总结和相关提示，帮助读者及时快捷地掌握所学知识。全书介绍详实、图文并茂、语言简洁、思路清晰。本书可以作为大院校电子相关专业课程教材，也可以作为各种培训机构培训教材，同时也适合电子设计爱好者作为自学辅导书。随书配送的多功能学习光盘包含全书实例的源文件素材和实例同步讲解动画，同时为方便老师备课精心制作了多媒体电子教案。

目录

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前言章Cadence基础入门1.1电路总体设计流程1.2Cadence软件平台介绍1.2.1OrCAD Capture CIS工作平台1.2.2Design Entry HDL工作平台1.2.3Library Exploer工作平台1.2.4Allegro Package工作平台1.2.5SigXplorer工作平台1.2.6Allegro PCB工作平台1.3Cadence功能模块1.4Cadence软件新功能1.5电路设计分类第2章原理图库2.1元件库概述2.2元件库管理2.2.1打开“Place Part（放置元件）”面板2.2.2加载元件库2.2.3卸载元件库2.2.4新建元件库2.3库元件的绘制2.3.1新建库元件2.3.2绘制库元件外形2.3.3添加引脚2.3.4编辑引脚2.3.5绘制含有子部件的库元件2.4库文件管理器2.4.1库管理工具2.4.2按照菜单命令创建库文件2.4.3按照向导创建库文件2.4.4手动创建库文件2.4.5Library Explorer图形窗口2.4.6添加元件2.5元件库编辑器2.5.1启动元件编辑器2.5.2编辑器窗口2.5.3环境设置2.6库元件的创建2.6.1新建元件2.6.2复制元件2.6.3添加元件引脚2.6.4创建元件轮廓2.6.5编译库元件2.6.6查找元件2.7操作实例第3章原理图基础3.1原理图功能简介3.2项目管理器3.3原理图分类3.3.1平坦式电路3.3.2层次电路3.3.3仿真电路3.4创建原理图3.4.1创建平坦式电路3.4.2创建层次电路3.4.3创建仿真电路3.4.4更改文件类型3.4.5原理图基本操作3.5电路原理图的设计步骤第4章原理图环境设置4.1原理图图纸设置4.2配置系统属性4.2.1颜色设置4.2.2格点属性4.2.3设置缩放窗口4.3设计向导设置第5章元件操作5.1放置元件5.1.1搜索元件5.1.2放置元件5.2对象的操作5.2.1调整元件位置5.2.2元件的复制和删除5.2.3元件的固定5.3元件的属性设置5.3.1属性设置5.3.2参数设置5.3.3外观设置5.3.4自动编号5.3.5反向标注第6章原理图的电气连接6.1原理图连接工具6.2元件的电气连接6.2.1导线的绘制6.2.2总线的绘制6.2.3总线分支线的绘制6.2.4自动连线6.2.5放置手动连接6.2.6放置电路端口6.2.7放置页间连接符6.2.8放置图表符6.2.9放置图样入口6.2.10放置电源符号6.2.11放置接地符号6.2.12放置网络标签6.2.13放置不连接符号6.3绘图工具6.3.1绘制直线6.3.2绘制多段线6.3.3绘制矩形6.3.4绘制椭圆6.3.5绘制椭圆弧6.3.6绘制圆弧6.3.7绘制贝塞尔曲线6.3.8放置文本6.3.9放置图片6.4操作实例6.4.1抽水机电路6.4.2监控器电路6.4.3电源开关电路设计6.4.4串行显示驱动器PS7219及单片机的SPI接口6.4.5存储器接口电路6.4.6声控变频器电路6.4.7扫描特性电路第7章原理图的后续处理7.1设计规则检查7.2报表输出7.2.1生成网络表7.2.2元器件报表7.2.3交叉引用元件报表7.2.4属性参数文件7.3打印输出7.3.1设置打印属性7.3.2打印区域7.3.3打印预览7.3.4打印7.4操作实例第8章仿真电路8.1电路仿真的基本概念8.2电路仿真的基本方法8.2.1仿真电路步骤8.2.2仿真原理图电路8.3仿真分析参数设置8.3.1直流分析（DC Sweep）8.3.2交流分析（AC Sweep/Noise）8.3.3噪声分析（Noise Analysis）8.3.4瞬态分析(Time Domain(Transient))8.3.5傅里叶分析(Time Domain(Transient))8.3.6静态工作点分析（Bias Point）8.3.7蒙特卡罗分析（Monte Carlo Analysis）8.3.8坏情况分析（Worst-Case/Sensitive）8.3.9参数分析（Parameter Sweep）8.3.10温度分析（Temperature（Sweep））8.4仿真信号第9章创建PCB封装库9.1封装的基本概念9.1.1常用封装介绍9.1.2封装文件9.2焊盘设计9.2.1焊盘分类9.2.2焊盘设计原则9.2.3焊盘编辑器9.3封装设计9.3.1设置工作环境9.3.2使用向导建立封装零件9.3.3手动建立零件封装9.4操作实例0章印制电路板设计10.1印制电路板概述10.1.1印制电路板的概念10.1.2PCB设计流程10.2设计参数设置10.3建立电路板文件10.3.1使用向导创建电路板10.3.2手动创建电路板10.4电路板物理结构10.4.1图样参数设置10.4.2电路板的物理边界10.4.3编辑物理边界10.4.4放置定位孔10.5环境参数设置10.5.1设定层面10.5.2设置栅格10.5.3颜色设置10.5.4板约束区域10.6在PCB文件中导入原理图网络表信息1章布局11.1添加Room属性11.2摆放封装元件11.2.1元件的手工摆放11.2.2元件的快速摆放11.3基本原则11.4自动布局11.53D效果图11.6覆铜11.6.1覆铜分类11.6.2覆铜区域11.6.3覆铜参数设置11.7PCB设计规则2章布线12.1基本原则12.2布线命令12.2.1设置栅格12.2.2手动布线12.2.3设置自动布线的规则12.2.4自动布线12.2.5PCB Router布线器12.3补泪滴12.4电路板的输出12.4.1报表输出12.4.2生成钻孔文件12.4.3制造数据的输出12.5操作实例12.5.1音乐闪光灯电路PCB设计12.5.2晶体管电路PCB设计附录Cadence软件的安装参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《高速电路板设计与仿真：原理、实践与前沿技术》 一、 导言：驾驭信号的艺术 在现代电子设备的飞速发展中，电路板设计早已不再是简单的元件堆叠。尤其是当信息传输速率达到GHz级别，电路板便从单纯的载体演变为至关重要的信号通路。设计并成功仿真一款高性能、高可靠性的高速电路板，是一项集理论、实践与创新于一体的复杂工程。本书旨在为读者提供一套全面、深入且极具操作性的高速电路板设计与仿真指南，涵盖从基础原理到前沿技术的各个方面，帮助工程师们在信号完整性（SI）、电源完整性（PI）、电磁兼容性（EMC）以及热设计等关键领域构建坚实的知识体系，从而在复杂的工程挑战中游刃有余，创造出性能卓越的电子产品。 二、 核心原理：理解信号的行为 高速信号的行为远非理想情况下的数学模型所能完全描述。信号在电路板上传播时，会受到诸如阻抗不匹配、串扰、反射、损耗、电源噪声等多种因素的影响，这些因素共同构成了信号完整性问题。因此，理解这些物理现象的根源是进行高速电路板设计的前提。 1. 传输线理论：本书将深入剖析微带线、带状线等常见传输线的特性阻抗、传播延迟、损耗（介质损耗和导体损耗）等关键参数的计算与影响。我们将详细讲解如何通过合理的PCB层叠设计、走线宽度、间距以及参考平面的选择来控制传输线的阻抗，从而最大限度地减少信号反射。 2. 信号反射与回流路径：反射是高速信号的“敌人”。本书将深入分析信号在端接不良、阻抗突变点处的反射现象，并重点阐述信号回流路径的重要性。我们将解释为何信号总会寻找最短的回流路径，以及不连续的回流路径如何导致EMI和信号失真，并提供有效的处理方案，如保持良好的参考平面连续性、避免过孔跨分割区域等。 3. 串扰（Crosstalk）：当相邻信号线之间的耦合强度过大时，就会产生串扰，导致信号电压波动，甚至引起误触发。本书将从电感和电容耦合的角度，详细讲解串扰的产生机制，并提供多种抑制串扰的策略，包括增加走线间距、改变走线方向、使用差分走线、合理布局以及考虑屏蔽等。 4. 损耗：在高频下，介质损耗和导体损耗都会显著衰减信号幅度。本书将分析不同PCB材料在高频下的介电常数和损耗因子，以及导体表面粗糙度对导体损耗的影响。我们将指导读者如何根据信号频率和传输距离选择合适的PCB基材，并优化走线设计以降低损耗。 5. 电源完整性（PI）：高速电路的正常工作离不开稳定可靠的电源。电源完整性是指电源分配网络（PDN）为芯片提供稳定电压的能力。本书将深入探讨PDN的寄生参数（电感、电阻、电容），以及它们如何影响电压纹波和瞬态响应。我们将讲解如何通过优化的去耦电容选型与布局、合理的电源/地平面设计、以及考虑片上封装的封装寄生参数来确保PDN的低阻抗特性，满足芯片的高速供电需求。 6. 电磁兼容性（EMC）：高速电路板往往是潜在的电磁干扰源和敏感体。本书将从辐射和传导两个方面，深入分析高速电路板产生EMI的机理，如环路面积效应、过孔辐射、封装辐射等，并探讨外部EMI如何影响电路的正常工作。我们将提供一系列的EMC设计原则和实践技巧，包括良好的接地设计、滤波技术、屏蔽设计、以及对PCB布局布线中EMI关键点的控制。 三、 实践技巧：从理论到工程 理论知识是基础，但只有将其转化为具体的工程实践，才能真正解决实际问题。本书将结合丰富的实例，详细阐述高速电路板设计的各个环节，提供可操作的解决方案。 1. PCB层叠设计：层叠结构是高速电路板设计的基石。本书将详细介绍不同类型的层叠方案，如2-4-2、4-4-4等，并分析不同层叠结构在阻抗控制、回流路径、信号隔离以及EMC性能上的优劣。我们将指导读者如何根据电路的性能需求、成本以及制造工艺来选择和优化层叠结构。 2. 阻抗匹配与控制：精确的阻抗匹配是保证信号完整性的关键。本书将详细讲解如何根据传输线类型、PCB材料特性以及PCB制造公差，利用PCB厂商提供的阻抗计算工具或软件进行阻抗计算和控制。我们将重点关注单端阻抗和差分阻抗的控制方法，以及在不同连接器、器件封装处的阻抗匹配处理。 3. 差分信号设计：随着数据速率的提高，差分信号因其抗干扰能力强、辐射低的优势被广泛应用。本书将深入分析差分信号的特性，包括差模信号、共模信号以及差模阻抗。我们将详细讲解差分走线的设计规则，如线宽、线距、长度匹配、对称性等，并提供在各种场景下（如PCIe、USB、HDMI等接口）的差分信号设计指南。 4. 高速器件的布局与布线：高速器件（如FPGA、CPU、高速SerDes等）的引脚密集、时序要求苛刻。本书将提供针对这些关键器件的布局布线策略，包括信号的输入/输出规划、时钟网络的布局、电源域的划分、以及高速信号的优先布线原则。我们将强调在布局时考虑信号长度、走线路径以及与关键器件的相对位置。 5. 过孔的设计与优化：过孔虽然是连接多层PCB的必要结构，但其寄生电感和电容却可能成为高速信号的“陷阱”。本书将分析过孔的寄生效应，并提供优化的过孔设计技术，如回流过孔、盲/埋孔的使用、以及对信号路径上过孔数量的控制。 6. 时钟和复位信号的设计：时钟信号是高速电路的“心脏”，其抖动和串扰直接影响系统的时序稳定性。本书将详细阐述时钟信号的布局布线原则，如短、直、隔离，以及如何处理时钟网络的终端匹配。复位信号虽然不属于高速信号，但其完整性对于系统启动和稳定运行至关重要，本书也将提供相关的设计建议。 7. 高速连接器和线缆的设计：高速信号的传输并非止于PCB。连接器和线缆的性能同样重要。本书将讨论高速连接器的选型、端接以及PCB上的连接设计，并简要介绍高速线缆的特性和设计考量。 四、 仿真工具与方法：预见并解决问题 仿真在高速电路板设计中扮演着至关重要的角色，它能够帮助工程师在实际制板前预测和解决潜在的问题，极大地降低了试错成本。 1. 常用仿真软件介绍：本书将介绍市场上主流的高速电路板仿真软件，如ANSYS SIwave、Altium Designer的仿真功能、Keysight ADS等。我们将简要介绍这些软件的特点、功能以及适用场景。 2. 信号完整性（SI）仿真：本书将详细讲解SI仿真的流程，包括模型提取、拓扑创建、激励设置、仿真设置以及结果分析。我们将重点关注阻抗分析、眼图分析、抖动分析、串扰分析等关键仿真任务，并提供如何解读仿真结果并进行设计优化的指导。 3. 电源完整性（PI）仿真：PI仿真的核心在于分析PDN的阻抗特性。本书将讲解如何进行PDN阻抗仿真，分析电压纹波，并提供基于仿真结果的去耦电容优化和布局调整方案。 4. 电磁兼容性（EMC）仿真：EMC仿真可以帮助工程师在设计早期识别潜在的EMI辐射源和敏感区域。本书将介绍EMC仿真的基本原理和常用分析方法，如近场和远场分析，并提供如何通过仿真结果优化PCB设计以满足EMC要求。 5. 热仿真：在高性能电子设备中，散热问题不容忽视。本书将简要介绍热仿真的原理和应用，并说明如何在仿真中评估关键器件和PCB的温度分布，以及如何基于热仿真结果进行散热设计。 6. 模型提取与准确性：仿真结果的准确性很大程度上依赖于输入模型的准确性。本书将讨论模型提取的各种方法，包括S参数、IBIS模型、以及PCB寄生参数的提取，并强调如何保证模型的质量。 五、 前沿技术与发展趋势 高速电路板设计领域不断涌现新的技术和挑战。本书将引导读者了解当前的发展趋势。 1. 更高的数据速率：随着5G、AI、自动驾驶等技术的快速发展，对数据传输速率的要求不断提高，推动着PCB材料、连接技术以及封装技术的发展。 2. 先进的封装技术：SIP（System in Package）、POP（Package on Package）等先进封装技术对PCB设计提出了新的挑战，需要考虑封装与PCB之间的互连性能。 3. AI在PCB设计中的应用：人工智能在PCB布局布线、优化设计等方面展现出巨大的潜力，本书将简要探讨AI在PCB设计流程中的未来应用。 4. 智能制造与可制造性设计（DFM）：随着PCB制造工艺的进步，可制造性设计变得愈发重要，如何在设计中充分考虑制造能力，是实现高性能和低成本的关键。 六、 结论：成为卓越的PCB设计者 《高速电路板设计与仿真：原理、实践与前沿技术》不仅仅是一本技术手册，更是一本赋能读者解决复杂工程问题的指南。通过本书的学习，读者将能够： 深刻理解高速信号在PCB上传播的物理原理。 掌握一套系统的高速电路板设计流程和关键技术。 熟练运用仿真工具进行设计验证和问题分析。 具备解决实际工程项目中信号完整性、电源完整性、EMC和热设计等挑战的能力。 紧跟行业前沿，为未来的技术发展做好准备。 本书适合所有从事高速电路板设计的工程师、技术人员，以及对相关领域感兴趣的在校学生和研究人员。愿本书成为您在驾驭信号的艺术道路上，一本不可或缺的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

我尤其欣赏这本书在维护和迭代知识方面的深度。高速设计领域发展迅猛，新标准和新材料层出不穷，但这本教材的结构设计非常稳健，它建立了一套核心的分析框架，这个框架可以很好地适应未来工具版本的升级。例如，它对于不同损耗模型（如导体损耗、介质损耗）在不同基材（FR4, Megtron, Rogers 等）上的影响对比分析，提供了非常详尽的对比表格和曲线图，这对于需要进行材料选型决策的项目组来说，是极具参考价值的“决策支持工具”。阅读时，我能够感受到作者并非只是简单地“翻译”了软件手册，而是基于多年工程实践的总结，提炼出了一套高效的设计哲学。这种哲学层面的引导，远比单纯的技术指导更有价值，它教会我们如何系统性地思考和解决那些看似棘手的问题，而不是仅仅依赖软件的自动功能。

评分☆☆☆☆☆

我刚入行那会儿，面对高速设计的各种规范和术语，感觉就像一头雾水，市面上很多参考书要么过于理论化，公式堆砌得让人望而却步，要么就是过于浅尝辄止，只停留在软件界面的介绍上。直到我接触到这本机械工业出版社的版本，才感觉找到了对症良药。它的语言风格非常注重工程实践的落地性，即便是对于像我这样背景略偏弱的工程师，也能通过大量的实战案例图文并茂地理解复杂的概念。比如，书中对差分对的阻抗控制和布线约束的描述，简直是教科书级别的范本，它清晰地展示了如何平衡层叠结构、介质损耗和线宽/间距之间的微妙关系。更值得称赞的是，它对 Cadence 16.6 版本的特定功能做了详尽的讲解，而不是泛泛而谈；对于 3D 场解算器（Allegro PCB Designer’s SI tools）的使用技巧、约束管理器的精细化设置，都有非常详尽的步骤分解，确保读者能够一步步将理论知识转化为可执行的设计方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于经验丰富的工程师来说，也有着不可替代的价值，主要体现在其对“边界条件”和“模型准确性”的强调上。在当前越来越先进的工艺节点下，哪怕是微小的设计偏差，都会在数十GHz的频率下被放大成灾难性的结果。这本书深入剖析了 IBIS-AMI 模型的正确导入和验证流程，特别是在处理高速串行接口如 PCIe 或 DDR 时，如何处理抖动（Jitter）和眼图的裕量分析。我发现它对不同封装类型（如 BGA、QFN）的封装寄生参数提取和建模方法有独到的见解，这直接关系到仿真结果与实际 PCB 性能的贴合程度。过去我们总是在仿真和实板测试之间来回拉扯，这本书提供的系统化方法论，帮助我们将仿真精度提升到了一个全新的高度，极大地缩短了产品开发周期，因为它有效降低了首件成功率的风险。

评分☆☆☆☆☆

从阅读体验上来说，这本书的编排逻辑非常清晰，章节之间的过渡自然流畅，使得学习过程像是在解决一个复杂的工程项目。它没有堆砌那些与核心高速设计无关的冗余内容，而是紧紧围绕着信号完整性（SI）、电源完整性（PI）以及电磁兼容性（EMC）三大支柱展开。特别是关于 EMC 预设计的部分，书中提出了许多前置的设计指导方针，比如地平面分割的最佳实践、敏感信号的屏蔽与隔离策略，这些在很多速成教程中往往被一带而过的内容，它却用了专门的篇幅进行详尽的阐述。这体现了作者的严谨态度——真正的“高速设计”绝不仅仅是跑通信号，更要确保整个系统在复杂电磁环境下能够稳定可靠地运行。对于希望将个人能力从“布线工程师”提升到“系统级高速架构师”的读者而言，这本书无疑是提供了一条坚实的路径。

评分☆☆☆☆☆

这本《Cadence 16.6 高速电路板设计与仿真》的书简直是高速设计领域的圣经，尤其是对于我们这些在PCB领域摸爬滚打多年的老兵来说，很多困惑和技术难点，它都给出了非常清晰和实用的解决方案。我记得有一次我们在处理一个超高密度、多层板的信号完整性问题时，仿真结果总是和实际测试对不上，搞得团队焦头烂额。翻阅这本书的章节，特别是关于电磁场耦合和串扰分析的那一部分，书中详细阐述了如何精确设置边界条件、选择合适的仿真模型以及如何解读那些复杂的S参数矩阵。它不仅仅是罗列了软件操作步骤，更深入地探讨了背后的物理原理，让你明白“为什么”要这么设置，而不是盲目跟随。那种从原理到实践的无缝衔接，对于提升设计鲁棒性有着立竿见影的效果。书中对 PDN（电源分配网络）的设计部分也极为透彻，讲解了去耦电容的选型、布局的黄金法则，以及如何通过仿真来验证其阻抗曲线是否符合设计规范，对于降低功耗噪声和确保芯片稳定运行至关重要。它真正做到了“授人以渔”，让读者在掌握工具的同时，也炼就了火眼金睛，能够预判设计中的潜在风险。