电路设计、仿真与PCB设计——从模拟电路、数字电路、射频电路、控制电路到信号完整

**部分电路设计与仿真 第1章电路设计与仿真简介 1.1绪论 1.2模拟电路设计及仿真工具 1.2.1NI Multisim 1.2.2Cadence PSpice 1.2.3Synopsys HSpice 1.2.4华大九天Empyrean 1.3数字电路设计及仿真工具 1.3.1ModelSim 1.3.2Quartus Prime 1.3.3Vivado 1.3.4Robei EDA 1.4射频电路设计及仿真工具 1.4.1ADS 1.4.2HFSS 1.4.3CST 1.4.4中望电磁仿真 1.5控制电路设计及仿真工具 1.6电路板设计及仿真工具 1.6.1Altium Designer 1.6.2Allegro PCB Designer 1.6.3PADS 1.6.4嘉立创EDA 1.6.5KiCad EDA 第2章Spice仿真描述与模型 2.1电子电路Spice描述 2.1.1Spice模型及程序结构 2.1.2Spice程序相关命令 2.2电子元器件及Spice模型 2.2.1基本元器件 2.2.2电压和电流源 2.2.3传输线 2.2.4二极管和晶体管 2.3从用户数据中创建Spice模型 2.3.1Spice模型的建立方法 2.3.2运行Spice模型向导 第3章电子电路设计与仿真 3.1直流工作点分析 3.1.1建立新的直流工作点分析工程 3.1.2添加新的仿真库 3.1.3构建直流分析电路 3.1.4设置直流工作点分析参数 3.1.5直流工作点仿真结果分析 3.2直流扫描分析 3.2.1打开前面的设计 3.2.2设置直流扫描分析参数 3.2.3直流扫描仿真结果分析 3.3瞬态分析 3.3.1建立新的瞬态分析工程 3.3.2构建瞬态分析电路 3.3.3设置瞬态分析参数 3.3.4瞬态仿真结果分析 3.4傅里叶分析 3.4.1建立新的傅里叶分析工程 3.4.2构建傅里叶分析电路 3.4.3设置傅里叶分析参数 3.4.4傅里叶仿真结果分析 3.4.5修改电路参数重新执行傅里叶分析 3.5交流小信号分析 3.5.1建立新的交流小信号分析工程 3.5.2构建交流小信号分析电路 3.5.3设置交流小信号分析参数 3.5.4交流小信号仿真结果分析 3.6噪声分析 3.6.1建立新的噪声分析工程 3.6.2构建噪声分析电路 3.6.3设置噪声分析参数 3.6.4噪声仿真结果分析 3.7参数扫描分析 3.7.1打开前面的设计 3.7.2设置参数扫描分析参数 3.7.3参数扫描结果分析 3.8温度分析 3.8.1建立新的温度分析工程 3.8.2构建温度分析电路 3.8.3设置温度分析参数 3.8.4温度仿真结果分析 3.9蒙特卡洛分析 3.9.1建立新的蒙特卡洛分析工程 3.9.2构建蒙特卡洛分析电路 3.9.3设置蒙特卡洛分析参数 3.9.4蒙特卡洛仿真结果分析 第4章射频电路设计与仿真 4.1S参数仿真 4.1.1S参数的概念 4.1.2S参数在电路仿真中的应用 4.1.3S参数仿真面板与仿真控制器 4.1.4S参数仿真过程 4.1.5基本S参数仿真 4.1.6匹配电路设计 4.1.7参数优化 4.2谐波平衡法仿真 4.2.1谐波平衡法仿真基本原理及功能 4.2.2谐波平衡法仿真面板与仿真控制器 4.2.3谐波平衡法仿真的一般步骤 4.2.4单音信号HB仿真 4.2.5参数扫描 4.3功率分配器的设计与仿真 4.3.1功率分配器的基本原理 4.3.2等分型功率分配器 4.3.3等分型功率分配器设计实例 4.3.4比例型功率分配器设计 4.3.5Wilkinson功率分配器 4.3.6Wilkinson功率分配器设计实例 4.3.7电路仿真与优化 4.3.8版图仿真 4.4印刷偶极子天线的设计与仿真 4.4.1印刷偶极子天线 4.4.2偶极子天线设计 4.4.3优化仿真 第5章数字电路设计与仿真 5.1数字电路设计及仿真流程 5.1.1数字电路设计流程 5.1.2ModelSim工程仿真流程 5.2仿真激励及文件 5.2.1利用波形编辑器产生激励 5.2.2采用描述语言生成激励 5.3VHDL仿真 5.3.1VHDL文件编译 5.3.2VHDL设计优化 5.3.3VHDL设计仿真 5.4Verilog仿真 5.4.1Verilog文件编译 5.4.2Verilog设计优化 5.4.3Verilog设计仿真 5.4.4单元库 5.5针对不同器件的时序仿真 5.5.1ModelSim对Altera器件的时序仿真 5.5.2ModelSim对Xilinx器件的时序仿真 第6章控制电路设计与仿真 6.1Proteus系统仿真基础 6.2Proteus中的单片机模型 6.351系列单片机系统仿真 6.3.151系列单片机基础 6.3.2在Proteus中进行源程序设计与编译 6.3.3在Keil μVision中进行源程序设计与编译 6.3.4Proteus和Keil μVision联合调试 6.4用51单片机实现电子秒表设计实例 6.5AVR系列单片机仿真 6.5.1AVR系列单片机基础 6.5.2Proteus和IAR EWB for AVR联合开发 6.6用AVR单片机实现数字电压表设计实例 第二部分电路原理图及PCB设计 第7章印制电路板设计基础 7.1印制电路板基础知识 7.1.1印制电路板的发展 7.1.2印制电路板的分类 7.2PCB材质及生产加工流程 7.2.1常用PCB结构及特点 7.2.2PCB生产加工流程 7.2.3PCB叠层定义 7.3常用电子元器件特性及封装 7.3.1电阻元器件特性及封装 7.3.2电容元器件特性及封装 7.3.3电感元器件特性及封装 7.3.4二极管元器件特性及封装 7.3.5三极管元器件特性及封装 7.4集成电路芯片封装 7.5自定义元器件设计流程 第8章电路原理图设计 8.1原理图绘制流程 8.1.1原理图设计规划 8.1.2原理图绘制环境参数设置 8.2原理图元器件库设计 8.2.1元器件原理图符号术语 8.2.2为LM324器件创建原理图符号封装 8.2.3为XC2S300E6PQ208C器件创建原理图符号封装 8.2.4分配器件模型 8.2.5元器件主要参数功能 8.3原理图绘制及检查 8.3.1绘制原理图 8.3.2添加设计图纸 8.3.3放置原理图符号 8.3.4连接原理图符号 8.3.5检查原理图设计 8.4导出原理图至PCB 8.4.1设置导入PCB编辑器工程选项 8.4.2使用同步器将设计导入PCB编辑器 8.4.3使用网表实现设计间数据交换 第9章印制电路板PCB设计 9.1PCB设计流程及基本使用 9.1.1PCB层标签 9.1.2PCB视图查看命令 9.1.3自动平移 9.1.4显示连接线 9.2PCB绘图对象及绘图环境参数 9.2.1电气连接线 9.2.2普通线 9.2.3焊盘 9.2.4过孔 9.2.5弧线 9.2.6字符串 9.2.7原点 9.2.8尺寸 9.2.9填充 9.2.10固体区 9.2.11多边形覆铜 9.2.12禁止布线对象 9.2.13捕获向导 9.2.14PCB选项对话框参数设置 9.2.15栅格尺寸设置 9.2.16视图配置 9.2.17PCB坐标系统的设置 9.2.18设置选项快捷键 9.3PCB元器件封装库设计 9.3.1使用IPC Footprint Wizard创建元器件PCB封装 9.3.2使用Footprint Wizard创建元器件PCB封装 9.3.3使用IPC Footprints Batch Generator创建元器件PCB封装 9.3.4不规则焊盘和PCB封装的绘制 9.3.5添加3D封装描述 9.3.6检査元器件PCB封装 9.4PCB设计规则 9.4.1添加设计规则 9.4.2如何检查规则 9.4.3AD软件中相关规则 9.5PCB布局设计 9.5.1PCB形状和尺寸设置 9.5.2PCB布局规则的设置 9.5.3PCB布局原则 9.5.4PCB布局中的其他操作 9.6PCB布线设计 9.6.1交互布线线宽和过孔大小设置 9.6.2交互布线线宽和过孔大小规则设置 9.6.3处理交互布线冲突 9.6.4其他交互布线选项 9.6.5交互多布线 9.6.6交互差分对布线 9.6.7交互布线长度对齐 9.6.8自动布线 9.6.9布线中泪滴的处理 9.6.10设计中关键布线策略 9.7PCB覆铜设计 9.8PCB设计检查 第三部分信号完整性分析与设计 第10章信号完整性设计 10.1信号完整性 10.1.1信号时序完整性 10.1.2信号波形完整性 10.1.3元器件及PCB分布参数 10.2电源分配系统及影响 10.2.1理想的电源不存在 10.2.2电源总线和电源层 10.2.3印制电路板的去耦电容配置 10.2.4信号线路及其信号回路 10.2.5电源分配方面考虑的电路板设计规则 10.3信号反射及其消除 10.3.1信号传输线定义 10.3.2信号传输线分类 10.3.3信号反射的定义 10.3.4信号反射的计算 10.3.5消除信号反射 10.3.6传输线的布线规则 10.4信号串扰及其消除 10.4.1信号串扰的产生 10.4.2信号串扰的类型 10.4.3抑制串扰的方法 10.5电磁干扰及其消除 10.5.1滤波 10.5.2磁性元器件 10.5.3器件的速度 10.6差分信号原理及设计规则 10.6.1差分线的阻抗匹配 10.6.2差分线的端接 10.6.3差分线的一些设计规则 第11章电路板仿真和输出 11.1IBIS模型原理及功能 11.1.1IBIS模型生成 11.1.2IBIS输出模型 11.1.3IBIS输入模型 11.1.4IBIS其他参数 11.1.5IBIS文件格式 11.1.6IBIS模型验证 11.2信号完整性仿真 11.2.1SI仿真操作流程 11.2.2检查原理图和PCB图之间的元器件连接 11.2.3叠层参数的设置 11.2.4信号完整性规则设置 11.2.5为元器件分配IBIS模型 11.2.6执行信号完整性分析 11.2.7观察信号完整性分析结果 11.3电源完整性仿真 11.3.1PDN分析器接口及设置 11.3.2在PCB编辑器中进行可视化渲染 11.3.3显示控制和选项 11.3.4负载下仿真 11.3.5仿真设置 11.3.6通过串联器件扩展网络 11.3.7电压调节器模型 11.3.8定位电源完整性问题 11.4生成加工PCB相关文件 11.4.1生成输出工作文件 11.4.2设置打印工作选项 11.4.3生成CAM文件 11.4.4生成料单文件 11.4.5生成光绘文件 11.4.6生成钻孔文件 11.4.7生成贴片机文件 11.4.8生成PDF格式文件 11.4.9CAM编辑器 11.4.10生成3D视图 附录AAltium Designer 23.0快捷键 A.1通用环境快捷键 A.2通用编辑器快捷键 A.3SCH/SCHLIB编辑器快捷键 A.4PCB/PCBLIB编辑器快捷键 附录B设计实例原理图 附录C元器件及PCB丝印识别