高質量PCB設計入門 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美馬修·斯卡皮諾，邢聞 著

圖書標籤:

• PCB設計
• 電路闆
• 電子工程
• SMT
• DIP
• 信號完整性
• 電源完整性
• PCB布局
• PCB布綫
• 電子製造

店鋪： 滿苑逞嬌圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111496786

商品編碼：29742437050

包裝：平裝

齣版時間：2015-04-01

基本信息

書名：高質量PCB設計入門

定價：65.00元

作者：(美)馬修·斯卡皮諾,邢聞

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2015-04-01

ISBN：9787111496786

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《高質量PCB設計入門》
讓沒有任何基礎的讀者，基於開源硬件平颱快速掌握PCB設計。
帶領讀者從原理圖設計、布局布綫一直到元件庫的設計，全麵貫通。
從Arduino到BB-Black，從簡單的原理圖設計到復雜的核心闆設計，循序漸進。

內容提要

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由於EAGLE的強大功能、高靈活性和低廉的價格，已成為製造者、初學者、愛好者或學生對於PCB設計方案的理想選擇。今天，所有的開源Arduino設計都是用EAGLE格式發布的：如果你想設計成本上更為劃算的印製電路闆，EAGLE就是應該掌握的工具。MattScarpino幫助讀者充分利用EAGLE的非凡性能。在本書中不會遇到任何微分方程，這裏隻有基本電路理論和操作技術，並且都是圍繞設計實用電路闆和麵嚮市場創造新産品而展開的。Scarpino使用通俗易懂的方式介紹PCB設計的基礎知識。接著，他讓讀者經曆瞭電路基本原理、中級技能以及復雜電路闆設計的學習，內容從簡單的反相放大器開始，以具有數百個電路元件和數以韆計布綫連接的六層單闆計算機結束。由於電路變得更加復雜，讀者需要掌握EAGLE的高級特性，並瞭解如何將關鍵的設計相關任務自動化。無論讀者之前擁有怎樣的經驗，Scarpino給齣瞭貫穿始終的範例和實用見解，能夠幫助讀者創建具有齣色功能和效率的電路設計。

目錄

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作者介紹

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譯者簡介
邢 聞 硬件工程師，本科與研究生分彆畢業於北京交通大學和北京師範大學，從2002年開始學習電路和FPGA設計，在中國科學院高能物理研究所粒子天體物理中心從事探測器電子學和FPGA開發及研究多年，具有豐富的硬件研發經驗，參與過空間天文衛星項目的研製試驗工作，並在硬件研發方嚮有多本譯作。

文摘

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序言

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《PCB設計精粹：從原理到實戰的全麵解析》 本書將帶您深入探索印刷電路闆（PCB）設計的核心奧秘，解鎖從基礎理論到高級技巧的全方位知識體係。無論您是初涉此領域的新手，還是希望精進技藝的資深工程師，本書都將是您不可或缺的實踐指南。我們摒棄空泛的陳述，聚焦於那些決定PCB性能與可靠性的關鍵環節，為您提供清晰、實用且富有洞察力的見解。 第一部分：PCB設計基礎的堅實奠基 在浩瀚的電子世界裏，PCB是連接一切的橋梁。本書的第一部分將為您構築起堅實的基礎，讓您對PCB設計有一個全麵而深刻的理解。 電學原理與PCB的關聯： 我們將從最根本的電學概念齣發，深入剖析這些原理如何在PCB的物理結構中得以體現。這包括但不限於： 信號完整性（Signal Integrity）初探： 理解信號在PCB走綫中的傳播特性，如阻抗匹配、反射、串擾等。我們將用直觀的圖示和實例，解釋為何這些因素對於高速信號至關重要，以及如何在設計初期規避潛在問題。您將學會識彆哪些走綫更容易受到信號完整性問題的影響，並掌握初步的解決方案。 電源完整性（Power Integrity）的重要性： 探究電源和地平麵的作用，以及它們如何影響電路的穩定性。我們將詳細介紹去耦電容的選擇和布局技巧，以及如何設計低阻抗的電源分配網絡（PDN），確保敏感器件獲得穩定純淨的電源。 熱管理基礎： 即使是最精巧的電路，也逃脫不瞭發熱的現實。我們將初步探討PCB上的熱量産生機製，並介紹一些基本的散熱策略，為後續更深入的熱設計打下基礎。 PCB製造工藝與設計約束： 深刻理解PCB的製造過程是成功設計的前提。本書將詳細解讀各類PCB製造工藝，並將其轉化為切實的設計約束。 單層、雙層及多層PCB的結構與應用： 瞭解不同層數的PCB在結構上的差異，以及它們各自適閤的應用場景。我們將討論層疊結構對信號完整性、EMI（電磁乾擾）和成本的影響。 通孔（Via）的類型與設計考量： 掌握埋孔、盲孔、微孔等不同類型通孔的特性，以及它們在高速設計、節省空間方麵的作用。我們將重點講解通孔的寄生參數（如寄生電感和電容），以及如何在設計中最小化其負麵影響。 錶麵處理工藝的抉擇： 介紹ENIG、HASL、OSP等常見錶麵處理工藝的特點、優缺點及應用範圍，幫助您根據實際需求做齣最優選擇。 阻抗控製走綫的奧秘： 詳細講解單端綫和差分綫的阻抗控製方法，包括走綫寬度、介質厚度、參考平麵等關鍵參數的計算和驗證。我們將提供實用的計算公式和設計流程。 最小綫寬、綫距與間隙： 遵循製造廠商的工藝能力，閤理設置綫寬、綫距以及元器件之間的間隙，是保證PCB可製造性的基礎。本書將提供詳細的參考指南，並強調與PCB廠傢的溝通協作。 PCB設計軟件的應用入門： 熟練掌握一款PCB設計軟件是高效完成設計的關鍵。我們不會止步於簡單的軟件功能介紹，而是將側重於如何利用軟件解決實際設計問題。 原理圖繪製的規範與技巧： 講解如何繪製清晰、易讀且邏輯嚴謹的原理圖，包括元器件庫的建立與管理、電氣連接的規範、以及如何利用軟件的自動檢查功能。 PCB布局（Layout）策略： 探討影響布局的關鍵因素，如器件的功用分組、信號流嚮、散熱需求、電源分配等。我們將分享各種經典布局方法，並指導您如何根據具體電路特性進行優化。 布綫（Routing）藝術： 從基礎的單層布綫到復雜的差分綫、高密度互連（HDI）布綫，我們將係統講解各種布綫技巧。重點關注走綫的長度匹配、避免直角彎麯、有效利用過孔、以及如何處理EMI問題。 設計規則檢查（DRC）與高級檢查： 深入解析DRC的各項規則設置，並指導您如何利用軟件進行全麵的設計規則檢查，以最大程度地減少設計錯誤。我們將介紹一些更高級的檢查功能，如LVS（Layout Versus Schematic）等。 第二部分：PCB設計進階：優化性能與可靠性 掌握瞭基礎知識後，本書將帶領您進入PCB設計的更高層次，專注於提升電路的性能、穩定性和可靠性。 信號完整性（SI）的深度解析與實戰： 反射與阻抗失配的根源與消除： 深入分析信號在傳輸過程中為何會發生反射，以及如何通過精確的阻抗匹配來消除反射。我們將介紹TDR（時域反射計）等測量手段在SI分析中的作用。 串擾（Crosstalk）的機理與抑製： 詳細講解相鄰走綫之間發生的串擾現象，以及它對信號質量的惡劣影響。我們將提供有效的串擾抑製策略，如走綫間距控製、參考平麵選擇、以及利用差分對等。 時序（Timing）問題與抖動（Jitter）分析： 對於高速數字電路，時序和抖動是至關重要的。我們將探討時鍾信號的分布、數據信號的到達時間，以及如何通過設計手段來最小化抖動。 眼圖（Eye Diagram）的理解與優化： 眼圖是評估高速信號質量的金標準。本書將教您如何解讀眼圖，識彆其中的關鍵參數，並通過PCB設計來改善眼圖的開閤度。 電源完整性（PI）的精細化設計： PDN（Power Delivery Network）的設計與仿真： 深入分析PDN的阻抗特性，以及如何通過閤理的電源和地平麵設計、去耦電容布局和選型，來構建一個低阻抗、高效率的電源分配網絡。我們將介紹PI仿真工具的應用。 噪聲耦閤與濾波技術： 探究電源和地平麵之間的噪聲耦閤機製，以及如何利用濾波技術來抑製傳導和輻射噪聲。 地彈（Ground Bounce）與電源塌陷（Power Collapse）： 詳細解釋這些常見但影響嚴重的電源完整性問題，並提供相應的解決思路。 EMI/EMC（電磁乾擾/電磁兼容）的設計考量： EMI的産生源與傳播途徑： 分析PCB設計中常見的EMI産生源，如高速信號、開關電源、不閤理的接地等，並講解EMI的傳播途徑。 EMC設計的基本原則： 強調“源頭控製”和“路徑隔離”的設計理念，指導您如何通過閤理的布局、布綫、屏蔽和接地等措施來抑製EMI。 差分信號的設計與優勢： 重點講解差分信號在抑製共模噪聲、提高信號完整性方麵的巨大優勢，以及如何在PCB設計中正確實現差分對。 濾波與屏蔽技術： 介紹EMI濾波器和屏蔽層的設計與應用，以及它們在EMC防護中的關鍵作用。 熱設計的初步探索與優化： 熱量産生與傳導分析： 識彆PCB上主要的發熱器件，並瞭解熱量在PCB闆材、銅箔和空氣中的傳導方式。 散熱設計的基本方法： 介紹通過增加銅箔麵積、使用散熱過孔、閤理布局器件、以及選擇閤適的散熱材料等方式來改善散熱。 與熱仿真工具的初步接觸： 簡要介紹熱仿真工具的作用，以及它如何幫助我們預估PCB的溫度分布。 高密度互連（HDI）與先進封裝技術的融閤： HDI PCB的結構與優勢： 介紹HDI PCB的微孔、高密度導綫、多層疊構等特點，以及它在縮小尺寸、提高性能方麵的應用。 先進封裝與PCB的協同設計： 探討BGA、WLCSP等先進封裝與PCB闆之間的接口設計，以及如何保證信號的完整性和可靠性。 埋入式元器件（Buried Components）與嵌入式電阻/電容： 介紹這些先進技術如何進一步實現PCB的集成化和小型化。 第三部分：PCB設計的實戰流程與項目管理 理論與實踐相結閤，本書的第三部分將帶您走進真實的PCB設計項目，從概念到成品，提供全方位的指導。 需求分析與規格定義： 強調在設計初期明確項目需求、性能指標、成本預算以及可靠性要求的重要性。 原理圖設計與驗證： 詳細闡述從初步原理圖到最終驗證的完整流程，包括元器件選型、仿真驗證、以及與硬件工程師的溝通協作。 PCB布局策略與優化： 分步講解如何進行高效的PCB布局，包括功用區域劃分、關鍵器件優先布局、信號流優化、電源和地平麵規劃等，並提供大量實際案例分析。 布綫技巧與規則設定： 深入解析不同類型信號（模擬、數字、高速、射頻）的布綫方法，重點講解差分布綫、蛇形綫、長度匹配、阻抗控製等高級技巧。 SI/PI/EMC的仿真與優化： 講解如何利用仿真工具（如Allegro SigXplorer, HyperLynx, Simbeionix等）對設計進行SI/PI/EMC分析，並根據仿真結果進行設計優化。 設計規則檢查（DRC）與可製造性設計（DFM）： 詳細指導如何進行全麵的DRC檢查，並強調DFM的重要性，包括與PCB製造廠傢的緊密閤作，確保設計的可製造性。 Gerber文件生成與生産流程： 講解如何生成高質量的Gerber文件，以及PCB生産過程中需要注意的各個環節。 PCB測試與調試： 介紹PCB在生産和上綫後的常見測試方法，如AOI（自動光學檢查）、ICT（在綫測試）、功能測試等，以及如何根據測試結果進行問題排查和優化。 項目管理與團隊協作： 強調在PCB設計項目中進行有效的時間管理、版本控製、文檔管理以及團隊成員間的溝通協作。 未來趨勢與發展方嚮： 展望PCB設計領域的新技術、新材料和新工藝，如柔性PCB、剛撓結閤PCB、AI在PCB設計中的應用等，激發讀者的探索熱情。 通過本書的學習，您將能夠： 建立紮實的PCB設計理論基礎，深刻理解信號完整性、電源完整性、EMI/EMC等關鍵概念。 熟練掌握一款主流PCB設計軟件的應用，並能將其運用於解決實際設計難題。 掌握從原理圖到Gerber文件輸齣的完整PCB設計流程。 能夠獨立完成高性能、高可靠性的PCB設計。 具備識彆和解決PCB設計中常見問題的能力。 為應對未來電子行業快速發展帶來的新挑戰做好充分準備。 本書內容豐富，案例詳實，語言通俗易懂，旨在為您提供一套係統、實用的PCB設計知識體係。我們相信，通過對本書的學習，您將能夠自信地邁入PCB設計的廣闊天地，創造齣更優秀、更卓越的電子産品。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量完全是藝術品級彆的享受。紙張的觸感非常細膩，油墨印刷清晰銳利，即便是最小的字符和最細的綫條都能清晰辨認，這對於長時間閱讀技術資料來說，極大地減輕瞭視覺疲勞。我注意到，作者在對不同元器件的布局、走綫規則進行講解時，使用瞭大量的對比圖，比如“好的做法”和“壞的做法”並列展示，這種直觀的視覺衝擊力，比單純的文字描述有效得多。內容組織上，作者采取瞭一種非常科學的模塊化結構，使得我可以隨時跳入任何一個感興趣的主題進行深入研讀，而不會因為上下文缺失而感到睏惑。這種結構設計體現瞭作者對讀者學習路徑的深度體察和尊重。它不僅僅是一本工具書，更像是作者精心準備的一份私人定製的“設計寶典”，隨時可以翻閱，總能獲得新的啓發。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者對行業前沿技術的把握能力令人驚嘆。雖然定位是“入門”，但其中穿插的關於高速設計、高頻特性處理的介紹，其深度和廣度已經觸及到專業領域的前沿。我特彆欣賞作者在講解新材料、新工藝應用時的前瞻性視角，他並沒有固步自封於傳統的設計方法，而是積極引入瞭行業最新的發展趨勢，使得這本書即使在未來幾年內也具有很高的參考價值。書中對設計流程中不同階段的質量控製要點進行瞭詳盡的梳理，從原理圖輸入到 Gerber 文件輸齣的每一步驟，都設置瞭明確的自檢清單，這對於保證産品一次通過率有著直接的幫助。它不是那種讀完就束之高閣的書，而是你會不自覺地把它放在手邊，隨時需要對照檢查設計規範時拿起來的“案頭必備”。這份對品質的執著追求，讓這本書的含金量遠超同類産品。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對設計細節有極高要求的工程師，市麵上很多入門書籍要麼過於膚淺，要麼就是堆砌理論，真正能兼顧兩者並達到高水準的少之又少。而這本書的齣現，無疑填補瞭這一空白。它的深度遠超“入門”二字所暗示的範疇。作者似乎毫不吝嗇地分享瞭自己多年的行業經驗，書中所涉及的設計規範和最佳實踐，明顯是經過反復驗證和實戰打磨的“黃金標準”。我發現書中對不同層疊結構的選擇、阻抗匹配的計算、以及EMC預處理的步驟，都有著非常精細的錶格和詳細的步驟解析，這對於我們追求極緻可靠性的項目至關重要。更難得的是，作者在討論各種設計權衡（Trade-offs）時，展現齣瞭極高的洞察力，他沒有給齣唯一解，而是引導讀者根據具體項目需求進行最優決策，這種啓發式的教學方法，遠比生搬硬套要高明得多。讀完後，感覺自己的設計思維維度都被打開瞭。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的閱讀體驗簡直是一場視覺和智力的盛宴。作者的敘事風格非常親切自然，完全沒有傳統技術書籍那種冷冰冰、令人望而生畏的感覺。他仿佛就是坐在你旁邊，耐心地為你講解每一個設計難點，用詞精煉卻又不失溫度。我特彆喜歡那種行文的節奏感，知識點層層遞進，從宏觀概念到微觀實現，過渡得極其流暢，讓人感覺每一步的學習都是水到渠成。書中對不同設計場景的分析，簡直就像是看一部精心剪輯的紀錄片，邏輯清晰，畫麵感十足。很多我過去一直睏惑不解的地方，在讀完對應的章節後茅塞頓開。特彆是關於信號完整性、電源完整性的那些高深理論，被作者用生活化的比喻和直觀的圖示闡釋得淺顯易懂，這絕非易事。這本書的價值在於，它不僅教會你“怎麼做”，更讓你明白瞭“為什麼這麼做”，這纔是區分普通手冊和經典著作的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版真是太講究瞭，每一頁的留白都恰到好處，閱讀起來一點都不費勁。封麵設計簡潔大氣，拿在手裏就感覺挺有分量的，一看就知道是精心打磨過的作品。書中的插圖質量極高，色彩還原真實，細節豐富，特彆是那些復雜的電路結構圖，即使是初學者也能通過這些圖示迅速抓住重點。我尤其欣賞作者在細節處理上的嚴謹性，每一個技術名詞的解釋都力求精確，參考文獻和術語對照錶非常詳盡，這對於我們這些想要深入研究的讀者來說，簡直是福音。書中的理論介紹與實際應用案例的結閤點把握得非常好，讀完一個章節後，你會有一種強烈的衝動想立即動手實踐一下。作者似乎深諳讀者的心理，總能在關鍵時刻給齣一些非常實用的“小竅門”或者“避坑指南”，這些經驗之談比枯燥的教科書知識要寶貴得多，真正體現瞭“過來人”的智慧。總的來說，這是一本從內到外都散發著專業氣息的佳作，讓人愛不釋手。