編輯推薦
《EDA精品智匯館:PADS軟件基礎與應用實例》是一本真正由大學導師和一綫PCB設計師聯閤編寫的,立足於實踐,結閤實用案例並加以輔助分析,圖文並茂,實操性強,有助於讀者快速上手,可作為大中專院校電子技術應用、電子電器和機電技術應用、數控自動化等專業的教科書。同時也可以作為從事PCB設計的技術人員短訓班的教材。 《EDA精品智匯館:PADS軟件基礎與應用實例》從PCB設計師的角度齣發,係統地介紹瞭PAD SLogic、PAD SLayout、PAD SRouter三大功能模塊,全麵兼容9.x版本。 《EDA精品智匯館:PADS軟件基礎與應用實例》是一本有技術支持的EDA實戰書籍,有讀者論壇交流專區和讀者QQ群。
內容簡介
《EDA精品智匯館:PADS軟件基礎與應用實例》依據MentorGraphics最新推齣的PADS9。5中的PADSLogic、PADSLayout、PADSRouter為基礎,介紹瞭PADS9。5原理圖與PCB設計的方法和技巧。《EDA精品智匯館:PADS軟件基礎與應用實例》結閤設計實例,配閤大量的示意圖,以實用易懂的方式介紹原理圖設計和印製電路闆設計流程。《EDA精品智匯館:PADS軟件基礎與應用實例》適閤從事電路原理圖與PCB設計相關的技術人員閱讀,也可作為高等院校電子技術應用、電子電器和機電技術應用、數控自動化等相關專業的教學參考書。
作者簡介
黃傑勇,EDA365論壇榮譽版主,目前負責EDA365論壇PADS版塊的管理與維護。興森科技CAD事業部二部經理,十餘年高速PCB設計與EDA軟件培訓經驗;長期專注於軍用和民用産品的PCB設計及培訓工作,具備豐富的PCB設計實踐和工程經驗,擅長航空電子類,醫療工控類,數碼電子類的産品設計,曾在北京、上海、深圳等地主講多場關於高速PCB設計方法和印製闆設計技術的公益培訓和講座。
內頁插圖
目錄
項目 PADS軟件的概述和安裝 1
一、項目基本技能 1
任務一 認識PADS軟件 1
任務二 PADS軟件的安裝和模塊介紹 2
二、項目基本知識 9
知識點一 PADS軟件中英文界麵切換 9
知識點二 電子綫路設計流程 9
項目 PADS Logic認知一:繪製單級共射放大原理圖 11
一、項目基本技能 11
任務一 PADS Logic的啓動和操作界麵認知 11
任務二 原理圖標題欄製作 15
任務三 加載和卸載元件庫 15
任務四 放置原理圖元件 18
任務五 原理圖元件的連綫 26
二、項目基本知識 31
知識點一 項目文件管理 31
知識點二 原理圖的一般設計流程和基本原則 31
任務一 繪製多管放大電路原理圖 33
項目 PADS Logic認知二:元件庫管理 35
一、項目基本技能 35
任務一 PADS元件庫的結構 35
任務二 創建元件庫 36
任務三 加載已有的元件庫 38
任務四 創建元件類型和邏輯封裝 39
任務五 電源符號的創建和管理 55
二、項目基本技能 59
知識點一 創建新的邏輯符號(以電阻為例說明創建邏輯符號過程) 59
知識點二 創建新的元件類型 63
項目 PADS Layout認知一:元件庫管理 68
一、項目基本技能 68
任務一 認識PCB Decal 68
任務二 創建PCB封裝 69
二、項目基本技能 77
知識點一 一般PCB封裝的創建 77
知識點二 PCB封裝的編輯 89
知識點三 快速準確創建PCB封裝 92
知識點四 創建PADS封裝的注意事項 95
項目 PADS Layout認知二:單管放大電路PCB的設計 100
一、項目基本技能 100
任務一 單管放大電路PCB的設計 100
二、項目基本知識 102
知識點一 配置元件庫 102
知識點二 輸入設計數據 103
知識點三 設計前準備 105
知識點四 元器件的布局 114
知識點五 元器件的布綫 117
知識點六 灌銅處理 119
知識點七 設計後期處理 121
知識點八 設計驗證 125
項目 PADS Layout認知三:相關文件輸齣 131
一、項目基本技能 131
任務 PADS Layout輸齣相關生産文件 131
二、項目基本知識 146
知識點一 光繪文件輸齣 146
知識點二 IPC網錶輸齣 147
知識點三 ODB文件輸齣 147
知識點四 鋼網文件和貼片坐標文件輸齣 148
項目 開關電源轉換電路PCB的設計 159
一、項目基本技能 159
任務一 開關電源轉換電路原理圖設計 159
任務二 開關電源轉換電路PCB的設計 161
二、項目基本知識 168
知識點一 散熱過孔的處理 168
知識點二 繪製和修改銅箔 169
知識點三 PCB增加螺絲孔 172
項目 PADS Router認知:布綫操作 176
一、項目基本技能 176
任務一 PADS Layout與PADS Router的連接 176
任務二 PADS Router操作界麵認知 177
二、項目基本知識 179
知識點一 PADS Router環境參數 179
知識點二 PADS Router設計規則 186
知識點三 元件布局 188
知識點四 交互式手工布綫 191
知識點五 自動布綫 192
知識點六 PADS Router設計驗證 197
項目 畢業設計1:LED搖搖棒製作實例 201
一、項目基本技能 201
任務一 單片機AT89S51的認識和創建 201
任務二 LED搖搖棒原理圖設計 204
任務三 LED搖搖棒PCB設計 206
二、項目基本知識 206
知識點一 單麵闆的認識 206
知識點二 布局應用技巧-固定特定元器件 207
知識點三 布綫應用技巧-柵格法布綫 208
知識點四 布綫應用技巧-熱焊盤設置 208
知識點五 布綫應用技巧-增加淚滴 209
知識點六 鋪銅應用技巧-鋪銅效果 211
項目 畢業設計2:TDA2030加音調音響放大器 213
一、項目基本技能 213
任務一 功放電路元件庫的創建 213
任務二 功放電路原理圖設計 214
任務三 功放電路PCB的設計 215
二、項目基本知識 216
知識點一 模擬電路布局 216
知識點二 PCB的接地設計 217
知識點三 手工製作電路闆 217
知識點四 裝焊元器件 218
知識點五 半成品組裝和功能調試 218
項目 畢業設計3:USB HUB製作實例 219
一、項目基本技能 219
任務一 USB HUB原理圖設計 219
任務二 USB HUB PCB設計 220
二、項目基本知識 221
知識點一 差分綫設置及布綫技巧 221
知識點二 Logic與Layout交互布局 223
知識點三 布綫應用技巧-快速創建差分對 224
知識點四 差分綫驗證設計 226
附錄1 PADS軟件設計命令及快捷鍵匯總錶 228
附錄2 計算機輔助設計(CAD)電類(中級)考核大綱 233
附錄3 計算機輔助設計(CAD)電類(中級)技能鑒定評分錶 235
附錄4 計算機輔助設計(CAD)電類(中級)樣題 236
參考文獻 238
前言/序言
EDA精品智匯館:PADS軟件基礎與應用實例 揭秘電子設計自動化(EDA)的奧秘,精通PADS軟件的強大功能,解鎖電子産品設計的無限可能。 本書旨在為廣大電子工程技術人員、在校學生以及對電子設計充滿熱情的研究者們提供一本全麵、實用、深入的PADS軟件操作指南。我們深知,在日新月異的電子技術浪潮中,掌握一款高效、易用的EDA工具,是實現創新設計、提升産品競爭力的關鍵。PADS作為業界領先的電子設計自動化軟件之一,以其強大的功能、友好的用戶界麵和靈活的工作流程,贏得瞭眾多工程師的青睞。然而,對於初學者而言,如何快速掌握其精髓,並將其有效地應用於實際項目中,往往是一個挑戰。 本書正是為解決這一痛點而精心編撰。我們摒棄瞭空泛的理論闡述,而是將重點放在瞭PADS軟件的核心功能、關鍵技術以及實際應用案例的深度剖析上。通過循序漸進的講解和豐富多樣的實例,讀者將能夠係統地構建起對PADS軟件的認知體係,並逐步提升自己的電子設計能力。 內容概覽: 本書共分為三個主要部分:軟件基礎篇、核心功能篇和綜閤應用篇。 第一部分:軟件基礎篇——搭建堅實的PADS入門基石 在這一部分,我們將帶領讀者從零開始,熟悉PADS軟件的基本操作環境和核心概念。 章節一:EDA與PADS軟件概述 深入淺齣地介紹電子設計自動化(EDA)的定義、重要性及其在現代電子産業中的地位。 闡述PADS軟件的發展曆程、市場定位及其在行業內的優勢。 講解EDA設計流程的典型範例,並說明PADS在其中的作用。 介紹PADS軟件的安裝、配置與基本啓動流程,幫助讀者快速進入軟件環境。 熟悉PADS的工作空間布局、菜單欄、工具欄、屬性麵闆等用戶界麵元素,掌握基本的導航和視圖控製。 章節二:原理圖設計基礎 詳細講解PADS原理圖編輯器的核心功能,包括如何創建、編輯和管理原理圖。 介紹符號庫的創建、管理和使用,包括如何導入現有符號、創建自定義符號,並設置其屬性。 講解導綫、總綫、端口、片選等電氣連接元素的繪製和管理方法。 深入探討信號綫的命名規則、屬性設置(如綫寬、顔色、層級等)以及總綫的使用技巧,確保原理圖的清晰度和可讀性。 講解網絡命名、自動編號、 ERC(Electrical Rule Check)檢查等功能,用於驗證原理圖的電氣連接正確性,發現潛在的錯誤。 介紹如何生成物料清單(BOM)和網錶(Netlist),這是後續PCB布局布綫的基礎。 通過一個簡單的示例項目,如一個基礎的LED驅動電路,引導讀者完成從創建項目到生成網錶的全部流程,鞏固所學知識。 章節三:PCB封裝庫管理 強調PCB封裝(Footprint)在PCB設計中的重要性,以及與原理圖符號的對應關係。 講解PADS封裝編輯器的使用方法,包括如何創建、編輯和管理PCB封裝。 介紹標準封裝庫的導入、查找和使用方法。 詳細講解如何根據元器件數據手冊,手動創建高精度、符閤設計規範的PCB封裝,包括焊盤的類型、尺寸、形狀、絲印層、阻焊層等關鍵元素的設置。 講解封裝屬性的設置,如pin屬性、3D模型關聯等,為後續的PCB設計和仿真提供支撐。 通過實例演示,如一個常見的電阻、電容、IC封裝的創建過程,讓讀者熟練掌握封裝設計技巧。 第二部分:核心功能篇——掌握PADS軟件的強大設計能力 在這一部分,我們將深入講解PADS軟件在PCB布局布綫方麵的核心功能,這是將原理圖轉化為實際電路闆的關鍵環節。 章節四:PCB布局規劃與設計 講解如何從原理圖生成PCB,並進行初步的PCB導入和編輯。 詳細介紹PCB闆框的創建、編輯與管理,包括闆級形狀、尺寸、層定義等。 講解元件的導入、放置與移動,包括如何利用布局工具進行智能放置、對齊、分布等。 重點講解布局原則和策略:元器件的選型考慮、信號流嚮分析、電源和地綫規劃、散熱考慮、高頻元件的放置等。 介紹DRC(Design Rule Check)規則的設置與應用,包括間距、綫寬、過孔大小等設計規則,並解釋其在確保PCB可製造性中的作用。 講解差分對、電源/地平麵、屏蔽層等特殊布綫需求的規劃。 通過一個中等復雜度的電路闆(如一個簡單的功放闆)的布局過程,演示如何將元器件閤理地放置在PCB上。 章節五:PCB布綫技巧與高級功能 詳細講解PADS布綫器的使用,包括自動布綫和手動布綫。 重點介紹手動布綫的各種技巧,如:單邊布綫、多邊布綫、等長布綫、差分對布綫、蛇形布綫等。 講解過孔的類型、使用時機以及過孔規則的設置。 深入闡述電源和地綫網絡的布綫策略,包括扇形連接(Fanout)、分割地平麵、混閤信號地等。 講解淚滴(Tear Drop)的添加與作用,用於增強焊盤與導綫連接的可靠性。 介紹高密度互連(HDI)和埋/盲孔等高級布綫技術的概念和在PADS中的實現途徑(若PADS版本支持)。 講解信號完整性(SI)和電源完整性(PI)的基本概念,以及在布綫過程中需要注意的原則。 演示如何布綫一個包含數字和模擬信號混閤的PCB,突齣不同信號類型的布綫方法。 章節六:覆銅與地平麵處理 闡述覆銅(Copper Pour)在PCB設計中的重要性,包括信號屏蔽、散熱、阻抗匹配和電源/地網絡連接等方麵的作用。 講解PADS中覆銅的創建、編輯和管理功能,包括形狀繪製、區域選擇、挖空(Ducting)等。 詳細介紹覆銅規則的設置,如覆銅與焊盤、過孔、導綫之間的間距,覆銅連接方式(如熱風焊盤)等。 講解如何處理不同信號層與地平麵的關係,特彆是數字地和模擬地的分割與連接。 通過實例演示,如為高速信號綫繪製獨立的屏蔽層,或為電源和地網絡生成大麵積覆銅,展示覆銅的實際應用。 章節七:設計規則檢查(DRC)與製造輸齣 再次強調DRC在PCB設計流程中的關鍵作用,並對其進行更深入的講解。 詳細解析各種DRC規則的設置選項,包括間距、綫寬、阻抗、過孔、焊盤、絲印等。 指導讀者如何根據實際生産工藝能力,精確配置DRC規則,以避免設計與製造脫節。 講解如何運行DRC檢查,並解讀DRC報告,找齣並修復設計中的違規項。 介紹PADS的 Gerber 文件、鑽孔文件(Excellon)等輸齣流程。 講解如何生成物料清單(BOM)的進一步細化和導齣。 指導讀者如何生成適用於PCB製造廠的生産文件,確保設計能夠順利轉化為實際産品。 提供一個完整的PCB設計流程演示,從原理圖到最終的製造輸齣。 第三部分:綜閤應用篇——聚焦實際項目與進階應用 在這一部分,我們將通過一係列貼近實際的案例,展示PADS軟件在不同應用領域的強大實力,並介紹一些進階的應用技巧。 章節八:復雜電路闆設計實例——嵌入式開發闆 選擇一個典型的嵌入式開發闆項目,例如一個基於ARM Cortex-M係列微控製器的開發闆。 詳細演示該項目的原理圖設計過程,重點突齣CPU、存儲器、外設接口、電源管理等模塊的連接和符號庫使用。 逐步講解該開發闆PCB的布局規劃,包括關鍵元器件的放置、時鍾信號的處理、高速接口的布局等。 深入分析復雜布綫挑戰,如DDR內存、USB、Ethernet等高速信號的布綫策略,以及如何處理多層闆的信號完整性問題。 講解該項目中的覆銅、差分對、電源/地平麵處理等關鍵技術。 展示該項目的DRC檢查和製造輸齣過程。 章節九:高速信號設計與信號完整性基礎 介紹高速信號的特點及其對PCB設計提齣的挑戰。 講解關鍵的高速信號設計概念,如阻抗匹配、反射、串擾、時序等。 演示如何在PADS中進行阻抗控製走綫的設計,包括綫寬、綫距、層疊結構的計算與設置。 介紹差分信號的定義、布綫要求和長度匹配。 結閤實際案例,展示如何在PADS中進行信號完整性分析(如果PADS內置或集成有SI仿真工具),或者介紹如何為SI仿真準備數據。 例如,設計一個LVDS或PCIe接口的PCB,重點關注其布綫要求。 章節十:電源完整性基礎與電源網絡設計 講解電源完整性(PI)的重要性,特彆是在低壓差分信號(LVDS)和高密度集成電路(HDIC)設計中。 介紹電源噪聲、紋波、去耦電容的作用與選型。 演示如何在PADS中進行電源網絡的規劃和優化,包括電源層、地層的使用,以及如何閤理布置去耦電容。 介紹PI仿真的基本概念和應用(如果PADS內置或集成有PI仿真工具),或介紹如何為PI仿真準備數據。 例如,設計一個包含多路電源輸齣的PCB,強調其電源網絡的穩定性。 章節十一:3D模型應用與協同設計 講解在PADS中導入和應用3D模型的重要性,包括可視化檢查、裝配仿真等。 演示如何關聯元器件的3D模型,並進行三維視圖下的檢查。 介紹PADS在多團隊協同設計中的應用,如版本控製、數據共享等(如果PADS支持)。 探討PADS與其他EDA工具、仿真軟件的集成與協同工作流程。 章節十二:PADS軟件的進階技巧與未來展望 總結PADS軟件中一些不常用但非常有用的高級功能。 介紹腳本化設計、宏命令等提高設計效率的方法。 探討PADS在物聯網(IoT)、人工智能(AI)、5G等新興技術領域的應用前景。 提供一些關於持續學習和提升電子設計能力的建議。 本書特色: 內容詳實,體係完整: 從基礎操作到高級應用,層層深入,覆蓋PADS軟件的核心功能。 圖文並茂,實例豐富: 大量精選的實際設計案例,結閤清晰的截圖和圖示,直觀易懂。 理論結閤實踐: 在講解理論知識的同時,注重其實際應用,讓讀者學有所用。 注重工程思維: 強調設計規則、可製造性、信號完整性等工程方麵的關鍵考量。 緊貼業界需求: 針對當前電子設計領域的熱點和難點,提供實用的解決方案。 無論您是初涉電子設計的新手,還是希望精進技能的資深工程師,本書都將是您在PADS軟件學習和應用道路上的得力助手。通過認真研讀本書,並結閤實踐操作,您將能夠自信地應對各種電子設計挑戰,創作齣更優質、更具創新性的電子産品。