电子线路设计仿真与实例——orCAD与Protel DXP pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

本书从应用角度出发，结合电路设计中的实际问题，系统地介绍了CAD软件OrCAD PSpice (Cadence 16.5)和Protel DXP的基本功能与应用技巧，并结合典型应用实例说明电路系统设计的一般步骤和方法。
考虑到本书作为教材使用的目的，除第1章外每章末都附有小结和一定量的习题，习题中精选了“电路分析”“电子线路设计基础”“模拟电子技术”等课程中的一些典型电路设计的例子。通过习题的练习，读者不但可以掌握本章的内容，而且可以领会相关课程的知识，触类旁通，一举两得，大大提升学习效果。
本书可作为高等学校电子信息类专业本科生、研究生的教材，也可作为非电类专业学生的选修课教材（课时为35~40学时），同时可供电路设计工程技术人员学习参考。

目录

第1章 概述
1.1 电子线路CAD技术
1.2 常用电子线路CAD工具
1.2.1 PSpice A/D介绍
1.2.2 Protel DXP介绍
1.3 本书主要内容和学习方法

第2章 Capture电路原理图绘制
2.1 Capture的功能特点及软件组成
2.2 利用Capture CIS绘制电路原理图的基本步骤
2.3 创建新设计项目
2.4 电路图编辑窗口
2.4.1 菜单系统
2.4.2 工具按钮
2.5 设置绘图环境参数
2.5.1 设置绘图页参数
2.5.2 设置模板参数
2.5.3 设置保存、打印及文件归档
2.6 绘制电路原理图
2.6.1 元件的选取与放置
2.6.2 电源的选取与放置
2.6.3 对元件的基本操作
2.6.4 元件参数设定和元件符号编辑
2.6.5 绘制电连接线
2.6.6 放置网络别名
2.6.7 添加辅助绘图元素
2.6.8 标题栏的处理
2.7 平坦式和层次式电路设计
2.7.1 平坦式电路设计
2.7.2 层次式电路设计
2.8 电路原理图后处理
2.8.1 元件自动编号
2.8.2 设计规则检查
2.8.3 生成网络表
2.8.4 生成报表
本章小结
习题

第3章 PSpice仿真分析与应用设计
3.1 PSpice A/D的功能特点及软件构成
3.2 PSpice A/D分析电路的基本步骤
3.3 波形显示和分析模块
3.3.1 Probe模块调用和运行
3.3.2 工具按钮
3.3.3 信号波形显示
3.3.4 Probe探针
3.4 激励源的设置与编辑
3.5 基本电路特性分析
3.5.1 直流工作点分析
3.5.2 直流扫描分析
3.5.3 交流扫描分析
3.5.4 瞬态分析（Time Domain（Transient））
3.6 参数扫描分析
3.7 逻辑仿真
3.7.1 逻辑仿真的概念
3.7.2 逻辑仿真中的激励信号源
3.7.3 逻辑电路仿真
3.8 模/数混合仿真
3.8.1 模/数接口电路
3.8.2 数/模混合电路仿真
3.9 高级分析
3.9.1 参数测绘仪
3.9.2 灵敏度分析
3.9.3 优化设计
3.9.4 蒙特卡罗分析
3.9.5 电应力分析
3.10 PSpice应用与电路设计
3.10.1 应用PSpice验证电路基本定理
3.10.2 电路设计
本章小结
习题

第4章 Protel DXP 2004快速入门
4.1 Protel 软件的发展
4.2 Protel DXP 2004概述
4.2.1 Protel DXP 2004的特点
4.2.2 Protel DXP 2004的组成
4.2.3 Protel DXP 2004对系统的要求
4.2.4 Protel DXP 2004的安装
4.3 Protel DXP 2004原理图的设计步骤
4.3.1 设计印制电路板的一般步骤
4.3.2 设计Protel DXP原理图的一般步骤
4.4 原理图设计系统的窗口管理
4.4.1 工具栏的打开与关闭
4.4.2 工作窗口的缩放
4.4.3 工作窗口的排列
4.5 设置原理图图纸及工作环境
4.5.1 图纸参数设定
4.5.2 填写设计信息
4.5.3 原理图环境参数设置
4.6 元器件的操作
4.6.1 输入元件名来获取元件
4.6.2 利用元件列表选择元件
4.6.3 字符串查找与替换
4.6.4 使用工具栏放置元件
4.6.5 元件的调整
4.6.6 设置元件属性
4.7 元器件库的操作
4.7.1 打开元件库管理器
4.7.2 元件库管理器面板
4.7.3 添加元件库
4.7.4 删除元件
4.7.5 搜索元件
4.8 电路原理图的绘制
4.8.1 绘制导线
4.8.2 绘制总线
4.8.3 绘制总线入口
4.8.4 电源和接地
4.8.5 绘制输入/输出端口
4.8.6 绘制线路节点
4.8.7 绘制网络标号
本章小结
习题

第5章 Protel DXP 2004高级设计
5.1 图形工具菜单的使用
5.1.1 图形工具栏
5.1.2 绘制直线
5.1.3 绘制多边形
5.1.4 绘制圆弧与椭圆弧
5.1.5 添加文字注释
5.1.6 添加文本框
5.1.7 绘制矩形
5.1.8 绘制圆角矩形
5.1.9 绘制扇形
5.1.10 插入图片
5.2 层次原理图的设计
5.2.1 层次原理图的设计方法
5.2.2 自上而下层次原理图设计
5.2.3 层次原理图之间的切换
5.2.4 层次电路原理图设计实例
5.3 建立多通道原理图
5.3.1 创建一个多通道设计
5.3.2 设置布局空间和标识符格式
5.3.3 布局空间命名
5.3.4 编译项目
5.4 电路原理图的编译修改及报表生成
5.4.1 设置编译规则
5.4.2 编译工程及查看系统信息
5.4.3 报表生成
本章小结
习题

第6章 元器件库的建立和元件制作
6.1 元器件库概述
6.2 建立自己的原理图元件库
6.2.1 原理图元件编辑菜单和工具栏
6.2.2 绘制原理图元件体
6.2.3 设置原理图元件属性
6.2.4 向电路原理图中添加新建的元件
6.3 创建元器件库实例
本章小结
习题

第7章 印制电路板PCB设计初步
7.1 PCB介绍
7.1.1 PCB的结构
7.1.2 多层板概念
7.1.3 过孔
7.1.4 膜
7.1.5 焊盘
7.1.6 组件的封装
7.2 生成PCB文件的两种方法
7.2.1 利用菜单命令创建
7.2.2 利用向导创建
7.3 印制电路板编辑器的简要介绍
7.4 设置印制电路板工作环境
7.4.1 设置环境参数
7.4.2 设置工作层
7.5 PCB工具栏
7.5.1 绘制导线
7.5.2 绘制焊盘和过孔
7.5.3 添加字符串
7.5.4 标注尺寸和位置
7.5.5 绘制圆弧和圆
7.5.6 矩形和多边形的填充
7.5.7 标注电路板尺寸
7.5.8 覆铜
本章小结
习题

第8章 印制电路板的制作
8.1 印制电路板绘制的基本原则
8.1.1 PCB设计流程
8.1.2 元件的布局
8.1.3 PCB的抗干扰措施
8.2 在电路图中添加元件的封装及网络
8.2.1 添加元件封装库
8.2.2 网络表文件（Netlist）的生成
8.2.3 向PCB加载网络表文件
8.3 元件布局
8.3.1 元件的自动布局
8.3.2 元件布局手动调整
8.3.3 元件和导线的删除
8.4 电路板布线
8.4.1 修改电路板布线规则
8.4.2 自动布线
8.5 电路板后期调整
8.5.1 调整布局、布线
8.5.2 修改覆铜规则
8.5.3 设计规则检查（DRC）
本章小结
习题

第9章 电子电路设计方法和实例
9.1 电子电路设计一般步骤
9.2 设计实例
9.2.1 方波-三角波-正弦波产生电路设计
9.2.2 光纤脉冲宽度调制传输系统设计
9.2.3 脉冲计数式鉴频器在UM71型无绝缘轨道电路信号测试中的应用
9.2.4 煤矿矿井安全监测系统设计
9.2.5 运煤小车车号红外遥控发送、接收系统设计
9.2.6 手持650 nm LD激光光源设计
本章小结
习题
参考文献

《电路设计从入门到精通：原理、实践与高级应用》 内容梗概： 本书旨在为广大电子爱好者、在校学生以及初入职场的工程师提供一套全面、系统的电路设计学习路径。从基础的电路理论出发，逐步深入到实际的电路设计流程、常用元器件的选型与应用，再到高级的仿真分析与PCB布局布线技巧。全书以理论结合实践为主线，辅以丰富的实例和关键要点提示，帮助读者快速掌握电子线路的设计精髓，提升实际动手能力，应对复杂的工程挑战。 第一章：电子线路设计基础理论 本章将带领读者回顾和巩固电子线路设计所需的关键基础知识。 1.1 电路的构成与基本定律： 直流电路分析： 欧姆定律、基尔霍夫电压定律（KVL）、基尔霍夫电流定律（KCL）的原理与应用。重点讲解如何利用这些定律求解复杂的直流电路。 交流电路分析： 正弦交流电的表示方法（相量法）、阻抗与导纳的概念、RLC串并联电路的分析、功率因数及其补偿。详细阐述电感、电容在交流电路中的特性。 暂态分析： 电容、电感的充放电过程，一阶和二阶电路的暂态响应。通过实际例子，演示不同电路在开关动作后的电压电流变化。 1.2 常用电子元器件详解： 电阻： 种类（固定电阻、可变电阻）、参数（阻值、功率、精度、温度系数）、选型原则与应用场景。 电容： 种类（电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等）、参数（容值、耐压、ESR、漏电流）、选型原则与滤波、耦合、旁路等应用。 电感： 种类（空心电感、磁芯电感）、参数（电感量、品质因数Q值、直流电阻）、选型原则与储能、滤波、耦合等应用。 二极管： P-N结原理、正反向特性、击穿现象。各种二极管（整流二极管、稳压二极管、发光二极管、肖特基二极管）的工作原理、参数与应用。 三极管（BJT）： NPN、PNP结构、工作原理（放大、开关）、特性曲线、静态工作点设置、基本放大电路（共发射极、共集电极、共基极）的分析与设计。 场效应管（FET）： JFET、MOSFET（N沟道、P沟道）、工作原理（电压控制）、特性曲线、栅极、漏极、源极概念、基本放大电路（共源极、共漏极、共栅极）的分析与设计。 运算放大器（Op-Amp）： 理想运放模型、虚短、虚断概念。讲解基本的反相、同相放大电路，以及加法、减法、积分、微分等基本运算电路。 1.3 电源电路基础： 线性稳压电源： 三端稳压器（如LM78xx、LM317）的工作原理、稳压方式、设计注意事项。 开关稳压电源（SMPS）： 基本工作原理（PWM调制）、 Buck、Boost、Buck-Boost拓扑的简要介绍。 电池供电设计： 常见电池类型（锂离子、镍氢、碱性）的特性，电池充放电管理的基础知识。 第二章：实际电路设计流程与技巧 本章将系统介绍从需求分析到原理图实现的完整设计过程。 2.1 需求分析与规格定义： 明确设计目标、功能需求、性能指标（如电压、电流、频率、精度、功耗、成本等）。 确定设计 constraints（如尺寸、环境要求、可靠性要求）。 2.2 电路方案设计与选择： 根据需求，初步构思不同的电路实现方案。 评估各方案的可行性、优缺点，进行权衡选择。 重点讲解如何从海量元器件中选择最适合的芯片或分立元件。 2.3 原理图绘制： 元件库的建立与管理： 如何查找、导入或创建原理图符号。 网络表的生成与检查： 原理图中信号连接的规范化。 设计规则检查（DRC）： 确保原理图的逻辑正确性。 常用模块设计实例： 信号调理电路： 滤波、放大、衰减、隔离等。 电源管理电路： 线性稳压、开关稳压、DC-DC转换。 传感器接口电路： 模拟信号采集、数字信号接口。 驱动电路： 继电器、电机、LED阵列等驱动。 通信接口电路： UART、SPI、I2C等。 简单微控制器（MCU）外围电路： 复位、时钟、JTAG等。 2.4 元器件选型深度解析： 性能参数解读： 深入理解 datasheet 中的关键参数，如带宽、压摆率、噪声、功耗、工作电压范围、封装形式等。 可靠性与寿命： 考虑器件在不同环境下的可靠性。 成本与可获得性： 平衡性能与成本，确保项目顺利推进。 厂家与品牌选择： 介绍一些主流的元器件供应商。 第三章：电路仿真与验证 本章将详细介绍如何利用仿真工具对设计的电路进行验证，避免实际制作中的错误。 3.1 仿真基础： 仿真器的作用与优势： 提高设计效率，降低开发成本，优化性能。 仿真模型： 理想模型、SPICE模型、行为级模型。 仿真类型： 直流工作点分析（.OP）、交流小信号分析（.AC）、瞬态响应分析（.TRAN）、噪声分析（.NOISE）、傅里叶分析（.FOUR）等。 3.2 经典电路仿真实例： RC低通、高通滤波器的频率响应仿真。 放大器（如运放）的增益、带宽、相位裕度仿真。 振荡电路的稳定性与输出波形仿真。 电源电路的纹波、负载调整率仿真。 数字逻辑电路的仿真。 3.3 高级仿真技巧： 参数扫描（Parametric Sweep）： 分析参数变化对电路性能的影响。 蒙特卡洛仿真（Monte Carlo Simulation）： 考虑元器件的容差，评估电路的稳定性。 瞬态仿真中的激励源设置： 脉冲、阶跃、正弦波、指数衰减等。 波形分析与解读： 掌握如何从仿真结果中提取关键信息。 第四章：PCB布局布线与制造 本章将聚焦于如何将原理图转化为可制造的PCB板。 4.1 PCB设计流程概述： 从原理图导入到PCB编辑器。 建立PCB库：封装的创建与管理。 布线规则设置（Design Rules）。 4.2 PCB布局原则： 器件的合理摆放： 信号流向、高频器件靠近、电源与地线的处理、散热考虑。 模块化布局： 将功能相似的电路模块集中布局。 散热设计： 大电流器件、发热器件的散热处理。 4.3 PCB布线技巧： 走线规则： 宽度、间距、过孔的使用。 差分信号布线： 阻抗匹配、等长。 高速信号布线： 减少反射、串扰。 电源与地线的处理： 独立地平面、电源平面的设计，减少噪声。 信号完整性（SI）基础： 什么是信号完整性，对高速设计的影响。 电源完整性（PI）基础： 什么是电源完整性，对电源稳定性的影响。 4.4 PCB制造与装配： Gerber文件的生成： PCB制造的数据格式。 BOM表（Bill of Materials）的生成： 罗列所有元器件。 PCB制造工艺简介： 多层板、柔性板、HDI板等。 焊接工艺与注意事项。 第五章：经典电路设计实例解析 本章将通过一系列具有代表性的电路设计案例，巩固前几章所学的知识。 5.1 简易音频放大器设计： 使用运放或分立元件构建前置放大器或功率放大器。 分析其频率响应、失真度。 5.2 LED照明驱动电路设计： 线性恒流源或PWM开关恒流源的设计。 考虑效率、散热和亮度控制。 5.3 传感器信号采集系统设计： 温度传感器、光敏电阻、霍尔传感器等信号的调理与放大。 A/D转换接口设计。 5.4 简单的无线通信模块接口设计： 如NRF24L01、ESP8266等模块的MCU控制接口设计。 5.5 基础的电源管理模块设计： 为特定应用设计一个包含稳压、滤波、保护的电源模块。 第六章：高级主题与未来展望 6.1 嵌入式系统中的电路设计： 微控制器（MCU）与外围电路的配合。 功耗优化设计。 6.2 高速数字电路设计要点： 信号完整性、电源完整性问题。 阻抗匹配、时序分析。 6.3 射频（RF）电路设计入门： RF基本概念、传输线理论。 简单的RF电路设计示例（如低噪声放大器、混频器）。 6.4 现代电路设计工具链： EDA软件生态（Allegro, PADS, Altium Designer等）。 硬件描述语言（HDL）在FPGA设计中的应用。 6.5 行业发展趋势： 低功耗设计、物联网（IoT）电路、人工智能（AI）硬件加速器等。 附录： 常用电子元器件参数速查表 电路设计常用术语汇编 推荐的参考资料与网站 本书特点： 结构清晰，逻辑严谨： 从基础到进阶，循序渐进，适合不同层次的学习者。 理论与实践相结合： 深入浅出的理论讲解，辅以大量实际应用案例，强调动手能力培养。 图文并茂，易于理解： 大量图示、表格和流程图，帮助读者直观理解复杂概念。 强调设计思维： 不仅讲解“怎么做”，更侧重“为什么这么做”，培养读者的分析和解决问题的能力。 覆盖面广： 涵盖了从基础理论到高级应用的广泛内容，满足读者在不同阶段的学习需求。 通过学习本书，读者将能够独立完成中小型电子项目的电路设计，掌握使用主流EDA工具进行原理图绘制、仿真验证和PCB设计的技能，为进一步深入电子工程领域打下坚实的基础。