高職高專電子信息類“十二五”規劃教材：電路仿真與PCB設計 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　 PSpice（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）是公認的通用電路仿真程序中優秀的軟件平颱之一。PSpice不僅可以對模擬電子電路進行支流分析、瞬態分析及交流分析等，還可以對數字電路和數模混閤電路進行分析。
　　 《高職高專電子信息類“十二五”規劃教材：電路仿真與PCB設計》分為兩部分，第一部分介紹電路仿真設計，主要介紹瞭利用PSpice軟件進行電路仿真的方法，舉例說明瞭基本單元電路的設計與仿真方法；第二部分主要介紹基於PCB的電路設計，其中以Protel 99SE為設計工具，以單片機開發闆電路原理圖設計和PCB設計為項目。全書以培養學生具備一般電路設計及仿真和PCB設計的能力為宗旨。
　　 本書麵嚮工學結閤的教改，突齣職業能力培養，兼顧職業證書考試，可作為高等職業院校工科電類相關專業的教材，也可供相關職業培訓和工程技術人員使用。

內頁插圖

目錄

第1章 電路設計仿真概述
1.1 緒論
1.1.1 PSpice的發展過程
1.1.2 PSpice仿真軟件的優越性
1.2 PSpice的基本組成及主要功能
1.2.1 PSpice的基本組成
1.2.2 PSpice的主要功能
習題

第2章 PSpice電路基本仿真
2.1 PSpice的環境及參數設置
2.1.1 Microsim設計管理器
2.1.2 Schematics窗口
2.1.3 PSpiceA/D窗口
2.1.4 Probe程序項
2.1.5 激勵源編輯器
2.1.6 模型參數提取程序Pans
2.1.7 0ptimizer優化窗口
2.2 PSpice軟件的使用
2.2.1 Schematics功能簡介
2.2.2 電路圖的繪製
2.2.3 Analysis菜單分析
2.2.4 輸齣方式的設置
2.2.5 PSpice的幾種分析
2.3 PSpice仿真快速入門
2.3.1 用PSpice進行電路仿真的基本步驟
2.3.2 PSpice電路仿真實例
習題

第3章 PSpice軟件的實際應用
3.1 晶體管基本放大電路的仿真
3.1.1 設置靜態工作點
3.1.2 計算放大電路的輸入輸齣電阻
3.1.3 放大電路的頻響特性及其電壓增益
3.2 諧振電路的仿真
3.3 含有運放的直流電路的仿真
3.4 有源負載電路的仿真
3.4.1 鏡像電流源
3.4.2 威爾遜電流源
3.4.3 微電流源
習題

第4章 Protel 99SE簡介
4.1 概述
4.1.1 Protel 99SE的組成
4.1.2 Protel 99SE的主要功能特點
4.2 係統設計流程
4.2.1 電路原理圖的設計步驟
4.2.2 PCB設計的一般步驟
4.3 設計環境
4.3.1 創建數據庫文件
4.3.2 創建新文檔
4.4 設計管理器
4.5 電路圖環境參數設置
4.5.1 環境參數設置
4.5.2 元件庫的加載
習題

第5章 電路原理圖的設計與編輯
5.1 畫電路圖工具
5.1.1 畫導綫
5.1.2 畫總綫
5.1.3 畫總綫進齣點
5.1.4 放置網絡標號
5.1.5 放置電源和接地符號
5.1.6 放置零件
5.1.7 放置電路方塊圖
5.1.8 放置電路方塊圖進齣點
5.1.9 放置電路輸入輸齣端口
5.1.10 放置節點
5.1.11 放置忽略ERC測試點
5.1.12 放置PCB布綫指示
5.2 電路圖的編輯
5.2.1 元件的選取
5.2.2 元件的剪貼
5.2.3 元件的刪除
5.2.4 元件的移動
5.2.5 元件的排列和對齊
5.2.6 陣列式粘貼
5.3 層次電路圖的設計工具
……
第6章 電路原理圖電檢查、報錶的生成及輸齣
第7章 原理圖庫操作
第8章 印刷電路闆圖設計基礎
第9章 PCB設計與布局
第10章 PCB設計與布綫
第11章 PCB設計的後續處理
第12章 元件封裝編輯
參考文獻

前言/序言

電路仿真與PCB設計——賦能未來工程師的實踐之路 在日新月異的電子信息時代，強大的理論基礎與精湛的實踐技能是造就優秀工程師的雙翼。本書《電路仿真與PCB設計》正是為助力高職高專電子信息類專業學生構建堅實實踐能力而精心打造的“十二五”規劃教材。它不僅是知識的傳授，更是技能的雕琢，旨在引導讀者從理解基本電路原理，到掌握復雜係統的設計與製造，全方位地提升其在實際工作中的競爭力。 本書的編寫宗旨在於理論與實踐並重，緊密結閤當前電子行業的發展趨勢和高職高專教育的特點。我們深知，對於電子信息類專業的學生而言，單純的理論學習往往難以觸及實際操作的精髓。因此，本書將大量的篇幅投入到電路仿真與PCB設計兩大核心實踐環節，通過生動詳實的案例分析和操作指導，幫助學生將抽象的電路概念轉化為可視化的模型，並將設計藍圖變為觸手可及的實體。 第一篇：電路仿真的魔力——洞悉電路的“內心世界” 電路仿真，是現代電子設計不可或缺的利器。它提供瞭一個虛擬的實驗室，讓學習者能夠安全、高效、低成本地驗證電路設計，探索電路的行為，並優化性能。本書的第一篇將帶領讀者走進電路仿真的精彩世界。 第一章：電路仿真入門 我們從最基礎的概念入手，深入淺齣地介紹電路仿真技術的重要性、基本原理以及在電子設計流程中的地位。讀者將瞭解什麼是電路仿真器，它們是如何工作的，以及不同仿真器的優勢與應用場景。我們將重點介紹業界廣泛使用的仿真軟件，例如LTspice、Multisim等（具體書中包含的軟件請參考教材目錄），並指導讀者完成軟件的安裝與基本配置，使其能夠快速上手。 第二章：直流與交流電路仿真 掌握瞭基本操作後，我們將逐步深入到具體的電路仿真實踐。本章將以大量實例，演示如何利用仿真軟件對直流電路和交流電路進行分析。從簡單的電阻、電容、電感串並聯電路，到更復雜的包含非綫性元件的電路，讀者將學會如何搭建電路模型，設置仿真參數，並解讀仿真結果。例如，我們將演示如何通過直流仿真來分析電路的穩態行為，如電流、電壓的分布，以及元件的功耗；通過瞬態仿真來觀察電路對輸入信號變化的響應，如信號的上升時間、下降時間、振蕩等。對於交流電路，我們將重點介紹正弦穩態分析，包括幅值、相位、頻率響應等，讓學生能夠直觀地理解RLC電路的諧振現象、濾波特性等。 第三章：半導體器件與集成電路仿真 半導體器件是現代電子係統的基石。本章將聚焦於二極管、三極管、場效應管等基本半導體器件的模型構建與仿真。讀者將學習如何利用仿真軟件模擬這些器件的伏安特性麯綫，理解它們的開關特性和放大特性。在此基礎上，我們將進一步拓展到運算放大器、數字邏輯門等常用集成電路的仿真。通過對這些集成電路的仿真分析，學生能夠理解其內部工作原理，並學會如何將它們應用到實際電路設計中，例如設計簡單的濾波電路、放大電路、振蕩電路以及基本的邏輯控製電路。 第四章：電源電路與功率電子仿真 穩定可靠的電源是電子設備正常工作的保障。本章將深入探討各類電源電路的仿真，包括綫性穩壓電源、開關電源等。讀者將學習如何仿真電源的輸齣電壓穩定性、紋路特性、負載調整率等關鍵參數。同時，我們也將介紹功率電子器件（如MOSFET、IGBT）在開關電源中的應用仿真，例如PWM（脈衝寬度調製）技術的仿真實現，以及如何分析功率變換電路的效率和熱管理問題。這部分內容對於未來從事電源設計、嵌入式係統開發的學生尤為重要。 第五章：數字電路與係統仿真 隨著信息技術的飛速發展，數字電路在電子係統中占據越來越重要的地位。本章將引導讀者掌握數字電路的仿真方法。我們將從基本的邏輯門（與門、或門、非門等）開始，逐步過渡到組閤邏輯電路（如編碼器、譯碼器、加法器）和時序邏輯電路（如觸發器、計數器、寄存器）的設計與仿真。此外，我們還將介紹如何利用硬件描述語言（HDL），如Verilog或VHDL（具體書中包含的HDL語言請參考教材目錄）進行更復雜的數字係統仿真，為學生未來接觸FPGA、ASIC設計打下基礎。 第六章：高級仿真技術與技巧 為瞭使讀者能夠更有效地利用仿真工具，本章將介紹一些高級的仿真技術與技巧。這包括濛特卡洛仿真（用於分析元件參數變化對電路性能的影響）、參數掃描（用於優化電路設計）、噪聲分析以及如何編寫仿真腳本來自動化重復性操作。我們將通過實際案例，演示如何利用這些技術解決設計中的疑難問題，提高設計效率和可靠性。 第二篇：PCB設計的藝術——將創意變為現實 電路仿真為我們提供瞭虛擬的驗證平颱，而PCB（Printed Circuit Board，印製電路闆）設計則是將電路設計轉化為實際可製造産品的關鍵步驟。本書的第二篇將帶領讀者掌握PCB設計的全過程，從原理圖繪製到成品齣闆。 第七章：PCB設計基礎 在開始PCB設計之前，瞭解其基本概念至關重要。本章將介紹PCB的定義、類型、結構以及在電子産品中的作用。我們將詳細講解PCB設計流程，包括需求分析、原理圖設計、PCB布局布綫、DRC（設計規則檢查）、Gerber文件生成等。同時，我們將介紹PCB設計軟件（例如Altium Designer、Protel 99SE、Eagle等，具體書中包含的軟件請參考教材目錄）的界麵和基本操作，為後續的學習打下基礎。 第八章：原理圖設計 原理圖是PCB設計的起點。本章將聚焦於使用PCB設計軟件進行高效、準確的原理圖繪製。我們將講解如何選擇和放置元器件，如何連接導綫，如何添加網絡標號、注釋等信息。重點將放在如何清晰、規範地繪製原理圖，以方便後續的PCB布局布綫以及電路的調試。我們將通過實例，演示如何繪製不同類型電路的原理圖，例如模擬電路、數字電路、電源電路等。 第九章：PCB布局與布綫 布局和布綫是PCB設計中最具挑戰性的環節。本章將深入講解PCB布局布綫的原則與技巧。我們將從元器件的擺放位置、方嚮，到走綫的規則（如綫寬、間距、過孔的使用），進行細緻的講解。我們將重點介紹如何考慮信號完整性、電源完整性、電磁兼容性（EMC）以及熱管理等因素，以優化PCB的性能。例如，我們將講解高頻信號的布綫技巧，如差分走綫、阻抗匹配；電源綫的粗細選擇，以及如何處理地綫以降低噪聲。 第十章：PCB設計規則檢查與優化 設計規則檢查（DRC）是確保PCB可製造性和可靠性的重要環節。本章將指導讀者如何設置和運行DRC，以及如何理解和解決DRC報告中提齣的問題。我們將講解常見的PCB設計規則，例如綫寬、間距、過孔大小、焊盤大小等。通過對DRC的有效運用，可以最大限度地減少生産中的錯誤。此外，本章還將介紹一些PCB優化的方法，例如通過調整走綫策略、優化元件擺放來提高信號質量和降低功耗。 第十一章：PCB的製造輸齣與工藝 完成PCB設計後，需要將其轉化為可製造的Gerber文件。本章將詳細講解如何生成Gerber文件，以及理解Gerber文件的格式和內容。我們將介紹PCB的製造工藝流程，包括覆銅、蝕刻、鑽孔、電鍍、阻焊、絲印等。此外，我們還將講解PCB的後處理工序，如錶麵處理（如噴锡、沉金、OSP等）以及PCB的測試與質量檢驗。這部分內容有助於學生瞭解PCB從設計到成品的整個生命周期，培養他們對製造環節的理解。 第十二章：實例分析與綜閤應用 為瞭鞏固所學知識，本書的最後一章將通過幾個綜閤性的實例，帶領讀者完成從電路設計、仿真到PCB設計的全過程。這些實例將涵蓋不同類型的電子項目，例如一個簡單的LED控製闆、一個溫濕度監測模塊、一個基礎的音頻放大器等。通過這些實例，讀者將有機會將前麵章節中學到的所有技能融會貫通，並親身感受一個完整的電子産品設計流程。我們將重點強調在整個設計過程中，仿真與PCB設計之間的緊密聯係和相互促進作用。 結語 《電路仿真與PCB設計》不僅僅是一本教材，更是通往電子工程師之路的橋梁。通過本書的學習，相信每一位讀者都能在理論理解的基礎上，掌握紮實的電路仿真與PCB設計技能，為未來的學習和工作奠定堅實的基礎，在新時代的電子信息浪潮中，發揮自己的智慧與纔能。我們希望本書能夠激發讀者對電子技術的濃厚興趣，培養他們獨立思考、勇於創新的實踐精神。