硬件电路设计与电子工艺基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

曹文著 著

图书标签:

• 硬件电路
• 电子工艺
• 电路设计
• 电子技术
• 基础知识
• 实操
• 入门
• DIY
• 电子制作
• 电路原理

店铺： 妙语书言图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121286087

商品编码：29361834025

包装：平装

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名：硬件电路设计与电子工艺基础

定价：48.00元

作者：曹文著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787121286087

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

提供配套电子课件、习题解答、授课视频、器件文档等；重点突出“实作”、“实操”、“实用”特色。

内容提要

---

全书围绕“电路设计”、“电子工艺”两个并重的关键词，本着够用、实用、易用的原则，贯穿完整的硬件电路设计、仿真、制作、装接、调试流程，带动读者循序渐进地学习领会相关知识与技能，达到拓展知识面、提升工程实践能力的目的，也为后续更专业的学习夯实基础。 全书共12章，主要包括：电子系统设计概论，电子元器件的分类、功能及选型，模拟电路功能模块设计，数字电路单元设计，电源电路设计基础，电路设计与软件仿真，计算机辅助电路PCB设计，电路PCB加工及制作工艺，元器件装配、焊接及拆焊工艺，元器件参数测试、质量检测及等效代换，电路系统调试工艺，电子电路课程设计示例。作为一个从理论到实践再到创新的学习、训练体系，本书与电路、模电、数电、电工学等基础课程形成紧密互补的依托关系，同时为传统的电路、电子、电工实验注入一股开放、创新、强化的新鲜力量。本书提供配套电子课件、习题解答、授课视频、器件文档等丰富教学资源。 本书可作为高等院校、高职学院、职业技能培训学校的电子、通信、物联网、自动化、电气、检测技术、光电信息、测控技术及仪器、计算机、机电一体化等专业的电子技术课程设计与电子工艺实训教材，可面向电子设计基础、电子技术综合训练、模电/数电技术课程设计、电子创新实验、电子系统设计、电子工程技能培训等课程。本书也可作为全国大学生电子设计竞赛的赛前训练、“工程师”计划、大学生课外科技活动的参考资料；对广大的电子制好者而言，本书也不失为一本全面的入门读本，具有较高参考价值。

目录

---

作者介绍

---

曹文，西南科技大学信息工程学院电子工程系，副教授。四川省电子学会会员。长期讲授电子技术综合训练、电子设计基础、模拟电子技术、数字电子技术等课程，曾获得西南科技大学届教学质量奖。

文摘

---

序言

---

《PCB艺术：从概念到实物的高精度印制电路板设计指南》 引言 在这个电子设备日益普及、功能日益强大的时代，每一台智能手机、每一台电脑、每一款精密仪器背后，都离不开一枚小小的印制电路板（PCB）。它不仅是连接电子元器件的载体，更是整个电子系统能否稳定、高效运行的关键。然而，PCB的设计远非简单的元器件堆砌，它是一门集艺术、科学与工程于一体的综合性学科，需要设计师对电路原理、信号完整性、电磁兼容性、热管理以及制造工艺有着深刻的理解和精湛的技艺。《PCB艺术：从概念到实物的高精度印制电路板设计指南》正是为满足这一需求而生，它旨在带领读者深入探索PCB设计的奥秘，掌握从零开始到最终制造出高质量、高性能PCB的全过程。 本书并非是电路原理的讲解，也非电子元器件特性的罗列，而是专注于如何将抽象的电路设计转化为物理存在的PCB。我们将聚焦于PCB设计软件的操作技巧、设计规则的制定与应用、布局布线的优化策略、信号完整性与电源完整性的保障，以及最终的制造输出与流程。通过本书的学习，您将不再仅仅是电路图的绘制者，而是能够成为一名真正的PCB“建筑师”，能够将复杂的电子系统巧妙地“安放”在方寸之间，使其在现实世界中焕发生机。 第一篇：PCB设计理念与流程解析 在进入具体的软件操作和技术细节之前，理解PCB设计的核心理念和完整流程至关重要。本篇将为您构建一个坚实的认知框架。 PCB设计的价值与意义： 我们将探讨PCB设计在现代电子产品开发中的地位，以及优秀PCB设计能够为产品带来的价值，例如降低成本、提升性能、减小体积、增强可靠性等。 PCB设计流程概览： 从概念提出、原理图设计、PCB布局布线、DRC/ERC检查、Gerber文件生成，到PCB制造、组装和测试，我们将梳理出一条清晰的设计脉络，帮助您把握整体流程。 设计工具的选择与准备： 介绍当前主流的PCB设计软件（如Altium Designer, PADS, OrCAD, KiCad等）的特点和适用场景，并指导读者如何搭建一个高效的PCB设计环境。 DFM（Design for Manufacturability）与DFA（Design for Assembly）的重要性： 强调在设计初期就考虑制造和组装的可行性，是降低生产成本、提高良品率的关键。我们将初步介绍其核心原则。 PCB行业标准与规范： 简要介绍与PCB设计相关的行业标准，例如IPC标准，以及它们在保证设计质量和互操作性方面的作用。 第二篇：PCB设计软件深度应用 本篇将是本书的重头戏，我们将以一款或多款主流PCB设计软件为例，带领您进行实操演练。 原理图编辑器进阶： 库的创建与管理： 如何高效地创建、导入和管理原理图符号库和PCB封装库，确保设计的一致性和准确性。 层次化设计与模块化： 掌握使用层次化设计来简化复杂原理图，提高工程的可维护性。 网络表生成与检查： 理解网络表的作用，并学习如何生成和验证网络表，确保其与PCB布局的对应关系。 ERC（Electrical Rules Check）的应用： 详细讲解ERC检查的各项功能，如何设置和解读检查结果，排除电气连接错误。 PCB编辑器精通： PCB库封装的构建与编辑： 学习如何精确地绘制PCB封装，包括焊盘形状、尺寸、丝印层、阻焊层等关键要素，并建立自己的封装库。 PCB板框的绘制与编辑： 如何根据产品需求绘制精确的PCB板框，包括外形、安装孔、定位孔等。 元器件的布局策略： 全局布局原则： 影响信号流、散热、电磁干扰的全局布局考量。 关键元器件的放置： 处理器、存储器、电源模块、高频器件等核心元器件的优先放置原则。 功能模块的划分与布局： 将电路划分为不同的功能模块，并进行区域划分，优化布局。 一致性与对称性： 在布局中考虑美观性与信号传输的对称性。 布线技巧与规则： 导线的宽度与层数选择： 根据电流大小、信号类型选择合适的导线宽度和铺设层数。 差分信号的布线： 如何进行精确的差分信号匹配布线，以保证信号的完整性。 高频信号的布线： 考虑阻抗匹配、信号回流、串扰等因素的高频布线技术。 电源与地线的处理： 详细讲解电源网络的划分、接地方式的选择（单点接地、多点接地、星型接地等），以及地弹、地反弹的抑制。 过孔的使用与优化： 合理使用过孔，减少对信号完整性的影响，避免形成天线效应。 走线规则与优化： 自动布线与手动布线的结合，如何优化走线以提高布线效率和信号质量。 泪滴与过孔焊盘： 讲解泪滴的作用以及何时使用，优化过孔焊盘。 DRC（Design Rule Check）的深入应用： 规则的设定与定制： 如何根据制造工艺能力、电气性能要求设定详细的DRC规则，包括间距、宽度、层叠、过孔等。 DRC检查结果的解读与修正： 详细分析DRC报告，并指导读者高效地修复所有设计规则违规项。 特殊设计的考虑： 多层板的叠层设计： 如何规划信号层、电源层、地层，以及介质层的厚度和介电常数。 阻抗控制的实现： 详细讲解阻抗匹配的概念、计算方法以及在PCB设计中的具体实现。 高密度互连（HDI）PCB设计入门： 介绍HDI技术的基本概念和在小型化、高性能产品中的应用。 柔性PCB（Flex PCB）和刚挠结合PCB设计基础： 了解其结构特点和设计注意事项。 第三篇：信号完整性与电源完整性分析 随着电子设备向更高频率、更高速方向发展，信号完整性（SI）和电源完整性（PI）已成为PCB设计的关键挑战。本篇将深入探讨这些问题。 信号完整性（SI）基础： 反射与串扰： 理解信号在传输线上的反射现象，以及邻近信号线之间的串扰是如何产生的。 阻抗匹配的重要性： 详细讲解阻抗匹配如何减少反射，提高信号的传输效率和质量。 时序问题： 抖动（Jitter）、眼图（Eye Diagram）的概念及其对系统性能的影响。 SI分析工具的应用： 介绍如何在PCB设计软件或第三方工具中进行SI仿真分析。 电源完整性（PI）基础： 电源噪声的来源： 分析开关电源、直流-直流转换器等产生的噪声。 去耦电容的选择与放置： 讲解不同容值、不同类型的去耦电容在抑制电源噪声中的作用，以及其最佳放置位置。 电源分配网络（PDN）的设计： 优化PDN的低阻抗特性，确保为芯片提供稳定、纯净的电源。 PI分析工具的应用： 介绍PI仿真分析的基本方法。 第四篇：电磁兼容性（EMC）设计原则 电磁兼容性是确保电子产品在复杂电磁环境中正常工作，并且不对周围环境产生不可接受电磁干扰的关键。 EMC基础概念： 辐射（Radiation）、传导（Conduction）、敏感性（Susceptibility）等基本术语。 PCB设计中的EMC隐患： 揭示哪些设计决策容易引入EMC问题，例如不合理的布局、差的接地、未控制的信号线等。 EMC设计策略： 滤波与屏蔽： 如何在PCB上设计滤波器，以及金属外壳的屏蔽作用。 接地平面设计： 强调大面积接地平面的重要性，以及如何优化接地平面。 信号线的回流路径管理： 确保信号的返回电流有完整的路径，避免产生天线效应。 高频元器件的布局与布线： 遵循EMC设计规则，减少辐射。 串扰抑制： 通过间距、交叉角度等方式减少信号间的串扰。 EMC仿真与测试的初步介绍： 了解EMC仿真软件的作用，以及PCB设计如何为后续的EMC测试打下基础。 第五篇：PCB制造输出与工艺流程 完成PCB设计并非终点，最终的制造过程同样至关重要。本篇将聚焦于设计输出与制造环节。 Gerber文件与钻孔文件的生成： 详细讲解Gerber文件（RS-274X）和Excellon钻孔文件的生成步骤和关键参数。 制造工艺的考量： PCB板材的选择： FR-4、高频板材等不同板材的特性与应用。 铜厚、层数、最小线宽/间距： 了解不同制造工艺对这些参数的限制。 表面处理工艺： HASL、OSP、ENIG等不同表面处理工艺的特点。 阻焊层（Solder Mask）与丝印层（Silkscreen）的设计： 如何正确设置和管理这些图层，以方便后续的组装和焊接。 BOM（Bill of Materials）的生成与管理： 确保BOM的准确性，方便元器件采购和组装。 PCB制造厂的沟通与配合： 了解如何与PCB制造商沟通设计需求，提供必要的设计文件，以及可能遇到的问题。 PCB组装（PCBA）流程简介： SMT贴片、回流焊、波峰焊等基本组装工艺的介绍。 常见PCB设计错误与避免： 总结PCB设计中常见的低级错误，并提供规避建议。 结语 《PCB艺术：从概念到实物的高精度印制电路板设计指南》旨在为您提供一套系统、实用的PCB设计方法论和实践技巧。通过本书的学习，您将能够自信地应对各种复杂的PCB设计挑战，将您天马行空的电路创意，转化为稳定可靠、性能卓越的电子产品。PCB设计是一个不断学习和实践的过程，愿本书能成为您在这条道路上坚实的垫脚石，助您在PCB设计的殿堂中，挥洒自如，创造不凡。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对市面上大部分偏向理论的电路书籍都有些敬而远之，因为它们往往缺少将知识点串联起来的“故事线”。然而，这本《[图书名称]》在叙事上做得非常出色。它没有直接抛出一堆公式，而是构建了一个从概念提出到最终产品实现的全流程模型。最让我感到震撼的是它对信号完整性（SI）问题的处理方式。作者似乎花费了大量的篇幅来解释高速信号在PCB走线中会遇到的反射、串扰等现象，并且配有大量的仿真截图和眼图分析，使得原本抽象的概念变得可视化。我以前总是靠着经验和试错来解决SI问题，但读完这本书后，我开始理解为什么某些布局习惯是“禁忌”。此外，书中对于PCB设计软件中的高级功能介绍也相当到位，比如如何设置差分对、如何进行阻抗匹配计算，这些细节的处理，体现了作者深厚的工程积累。这本书的价值不在于教你如何画原理图，而在于教你如何思考一个电子系统从“能工作”到“稳定工作”之间的鸿沟。对于希望从初级工程师跃升到资深工程师的读者来说，这本书无疑是一剂强心针。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷是希望找到一本能系统梳理非标定制电源设计流程的参考书，而《[图书名称]》在这方面表现出了超乎预期的专业性。它对开关电源拓扑结构（如Buck, Boost, Flyback）的分析非常透彻，不仅仅停留在原理层面，更深入探讨了磁性元件（变压器和电感）的设计准则，包括磁芯材料的选择标准、饱和磁通密度对输出功率的影响等。这类深入到材料层面的探讨，在普通教材中是极为罕见的。此外，书中对热管理策略的讨论也极具价值。作者详细阐述了如何通过PCB布局、散热片设计，甚至是利用热管技术来确保高功率密度设计下的器件寿命，这对于设计紧凑型电子产品至关ட்ட关键。阅读这本书的过程，就像是完成了一次完整的电源模块从概念到量产的模拟训练。它教会我的不是具体的某个电路，而是一套完整的、可复用的设计思维框架。对于任何从事电源管理或大功率电子设备开发的专业人士来说，这本书是值得反复研读的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本《[图书名称]》确实让人眼前一亮，内容编排得非常用心。我主要关注的是它对新兴技术应用场景的剖析，特别是对于物联网（IoT）领域中低功耗设备的设计思路，这本书提供了非常详实且贴近实战的指导。书中对各种传感器接口协议的深入解析，包括I2C、SPI以及更专业的CAN总线，其讲解的深度远超我之前看过的几本入门书籍。作者似乎非常擅长将复杂的理论知识转化为具体的工程实践步骤，这一点非常难得。例如，在处理电源管理单元（PMU）的设计时，不仅讲解了理论上的纹波抑制，还详细说明了在不同工作负载下如何优化充电/放电曲线，甚至附带了针对特定芯片选型的建议。我特别喜欢其中关于电磁兼容性（EMC）测试和整改的部分，它不像教科书那样枯燥，而是通过几个真实的故障案例来反推设计上的关键点，这对于我们一线工程师来说，简直是宝典。虽然这本书的厚度不薄，但阅读过程中几乎没有感到冗余，每一个章节似乎都在为最终实现一个稳定可靠的硬件系统添砖加瓦。如果说有什么不足，可能是在软件协同设计的部分可以再多拓展一些，但考虑到本书的定位，这已经算是超乎预期了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验非常独特，它似乎刻意避开了那些已经被无数资料充斥的“基础常识”，而是直奔那些在实际研发中常常让人头疼的“疑难杂症”。比如，书中专门开辟了一个章节来探讨如何有效应对高可靠性系统中常见的随机性故障，包括MTBF（平均故障间隔时间）的计算方法，以及如何通过冗余设计来提高系统的整体可用性。这种前瞻性的、侧重于系统健壮性的内容，让我对产品的生命周期有了更全面的认识。更令人称奇的是，它对“可制造性设计”（DFM）的强调。作者通过大量的图示说明了哪些设计决策会直接增加焊接难度或检测成本，从而指导我们在设计阶段就规避后期的生产障碍。这体现了一种非常成熟的工程理念——设计必须服务于制造。总而言之，这本书提供了一种自上而下的设计哲学，它不仅仅关注电路本身的电学特性，更关注如何将这一设计高效、可靠地转化为实际产品。阅读它，我感受到的不仅是知识的输入，更是一种设计理念的升级。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排简直是教科书级别的典范，尤其是在讲解模拟电路与数字电路的接口部分，处理得极其巧妙。它没有简单地将两者割裂开来，而是着重分析了ADC/DAC选型中的关键考量因素，比如有效位数（ENOB）、采样率与功耗的平衡。我特别欣赏它在讲解噪声抑制策略时所采用的对比论证方法。书中对比了屏蔽层设计、接地方式选择（单点接地与多点接地）在不同噪声环境下的表现差异，并通过实验数据来支持结论，这使得论点更有说服力。对于那些经常需要处理高精度采集系统的工程师而言，这本书提供了极具参考价值的“最佳实践”。而且，书中对元器件选型的讨论也极其务实，它没有局限于介绍某个特定品牌的器件，而是深入剖析了不同封装、不同温度等级对最终产品可靠性的影响。读完后，我立刻修改了我正在进行的一个项目中关于运放噪声过滤的部分，效果立竿见影。这本书的深度和广度，让我感觉像是在跟随一位经验丰富的大师进行一对一的指导。