电工电子EDA实践教程 第2版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：电工电子EDA实践教程 第2版

定价：30.00元

作者：孟涛

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787111381662

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.681kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书书由从事多年实践教学的教师编写，侧重于对学生实践操作能力及综合设计能力的培养。
　　本书主要内容包括电工、电子电路的计算机仿真，可编程逻辑器件及其编程软件的仿真实践。具体内容有OrCAD PSpice157软件与电路仿真、Multisim 10软件仿真应用、可编程逻辑器件及其编程软件QuartusⅡ10.1介绍、基于OrCADPSpice的电路与电工学仿真实验、电子技术的Multisim仿真实验、基于QuartusⅡ软件的可编程逻辑器件开发与设计实验。
　　本书可作为高等院校电类和非电类本科生“电路”、“电子学”和“电工学”课程的实验教材，也可供相关专业的工程技术及科研人员参考使用。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《精密印制电路板设计与制造：从概念到成品的全方位指南》 前言 在当今高度互联的电子世界中，印制电路板（PCB）作为一切电子设备的核心骨架，其设计与制造的精密度和高效性直接决定了产品的性能、可靠性乃至市场竞争力。从智能手机的微型化电路到高性能服务器的复杂互连，再到航空航天领域的严苛标准，PCB的设计与制造技术始终处于电子工程领域的前沿。本书旨在为广大电子工程师、技术爱好者以及相关专业的学生提供一个全面、深入且极具实践指导意义的PCB设计与制造的学习平台。我们不仅将涵盖传统PCB设计的核心原理与流程，更将聚焦于当前行业最前沿的技术趋势，如高密度互连（HDI）、柔性PCB、刚挠结合PCB以及先进封装技术等。本书的目标是让读者在掌握基础知识的同时，能够熟练运用先进的设计工具，理解精密制造的关键要素，并最终能够独立完成高质量的PCB项目，将创意转化为触手可及的电子产品。 第一章：PCB设计基础与发展历程 1.1 PCB的定义、功能与重要性 深入解析PCB在电子系统中的关键作用，不仅仅是导电通路，更是承载、连接和散热的集成平台。 探讨PCB设计优劣对电路性能、信号完整性、电磁兼容性（EMC）、热管理以及产品可靠性的深远影响。 通过具体案例，说明PCB设计是电子产品开发周期中不可或缺的关键环节。 1.2 PCB的历史演进与关键技术节点 从早期的穿孔板、单面板、双面板，回顾PCB技术的发展轨迹。 详细介绍多层板、HDI板、柔性板、刚挠结合板等技术革新如何推动电子设备的小型化、高性能化和多功能化。 分析不同历史时期技术突破背后的驱动力，如微电子器件的发展、封装技术的进步以及市场对电子产品性能和尺寸的需求。 1.3 PCB分类与应用领域 按层数分类： 单面板、双面板、多层板（2-4层、4-8层、8层以上）。 按结构分类： 硬板、软板（柔性PCB）、刚挠结合板。 按制造工艺分类： 普通PCB、HDI PCB、背钻PCB、阻抗控制PCB、埋/盲孔PCB。 按应用领域分类： 消费电子（手机、平板、可穿戴设备）、通信设备（基站、交换机）、工业控制、汽车电子、医疗器械、航空航天等，并分析不同领域对PCB的特殊要求（如高可靠性、耐高温、抗振动等）。 第二章：PCB设计流程与方法论 2.1 从原理图到PCB的转化： 原理图设计的重要性： 强调原理图是PCB设计的灵魂，是实现电路功能的基础。 元器件选型与符号创建： 如何根据电路需求选择合适的元器件，以及如何创建标准或自定义的元器件库（包括PCB封装）。 原理图绘制规范： 讲解电气连接、端口命名、分组、层次化设计等最佳实践，确保原理图的清晰性、准确性和可维护性。 ERC（Electrical Rules Check）的运用： 如何利用软件进行电气规则检查，发现并纠正潜在的电气连接错误。 2.2 PCB布局（Layout）的艺术与科学： PCB布局原则： 信号完整性（SI）优先： 高速信号线、射频信号线的布线要求，避免串扰、反射。 电源完整性（PI）保障： 合理划分电源、地平面，降低压降，减少噪声。 EMC/EMI控制： 遵循EMC设计原则，如信号回路最小化、屏蔽、滤波等。 热管理： 关键器件散热路径的考虑，合理布局大功率器件。 可制造性（DFM）： 考虑后续的加工、装配需求，如钻孔、走线宽度、间距、过孔位置等。 可测试性（DFT）： 预留测试点，方便后续的生产测试。 关键元器件的布局策略： CPU/MCU、内存、接口、电源模块、射频器件等。 层次化布局与模块化设计： 对于复杂PCB，如何进行模块化划分，提高设计效率和可读性。 2.3 PCB布线（Routing）的技巧与挑战： 布线规则设置： 线宽、线距、过孔尺寸、叠层设置等。 手动布线与自动布线： 优劣分析，何时选择手动，何时依赖自动。 关键信号的布线： 差分信号布线： 长度匹配、平行布线、包地等。 时钟信号布线： 避免抖动、串扰。 高速数据线布线： 阻抗匹配、端接。 电源与地线的处理： 划分电源域、地平面、星型接地、地毯式走线。 过孔策略： 普通过孔、盲孔、埋孔、微过孔、背钻等。 布线后的优化： 走线优化、蛇形线处理、地线连接检查。 2.4 DRC（Design Rule Check）与LVS（Layout vs Schematic）的校核： DRC的重要性： 确保PCB设计符合制造工艺的约束，避免生产问题。 DRC检查项详解： 最小线宽、最小线距、过孔到线距、元件到边距等。 LVS的重要性： 验证PCB布线是否与原理图的电气连接一致，确保电路功能正确。 如何高效解决DRC/LVS错误。 第三章：PCB设计软件实战 3.1 主流PCB设计软件介绍： Altium Designer： 功能强大，行业广泛应用，尤其擅长复杂和高速PCB设计。 Cadence Allegro/OrCAD： 在高性能计算、通信等领域占有重要地位。 PADS (Siemens EDA)： 易学易用，在中小型设计和教育领域受欢迎。 KiCad： 开源免费，功能不断完善，社区活跃，适合个人和小型团队。 Eagle (Autodesk)： 曾经非常流行，尤其在创客和小批量生产领域。 根据读者基础和需求，选择一款或多款软件进行深入讲解。 3.2 软件核心功能模块详解（以Altium Designer为例）： 项目管理与库管理： 创建项目、管理设计文件、创建和管理元器件库（原理图符号、PCB封装）。 原理图编辑器： 绘制原理图、设置电气规则、生成网表。 PCB编辑器： 导入网表、设置PCB规则、元器件布局、手动/自动布线、过孔管理。 3D视图与模型： 检查PCB的物理结构、散热、装配干涉。 设计规则检查（DRC）与设计约束管理器（Design Constraints Manager）。 输出生成： Gerber文件、钻孔文件、BOM表、装配图、IPC-2581/ODB++等。 3.3 高级设计技巧演示： 差分对布线技巧。 高速信号的阻抗控制布线。 HDI设计（微过孔、盲孔、埋孔）的应用。 柔性PCB和刚挠结合PCB的设计要点。 电源完整性分析（PI）工具的应用（如Altium Designer的PI Solver）。 EMC/EMI设计规则的设置与验证。 多层板的堆叠设计。 第四章：PCB制造工艺与可制造性设计（DFM） 4.1 PCB制造流程概述： 内层线路制作： 曝光、显影、蚀刻、去除阻焊层。 叠层工艺： 压合多层板。 钻孔： 普通钻孔、高精度钻孔、埋孔/盲孔钻孔。 金属化： 化铜、电镀铜。 外层线路制作： 曝光、显影、蚀刻。 阻焊层制作： 曝光、显影、固化。 表面处理：OSP、ENIG、沉金、喷锡等。 字符印刷与成型。 测试（Electrical Test）。 飞针/针床测试。 4.2 PCB制造的关键参数与公差： 线宽、线距的最小限制。 钻孔尺寸与定位精度。 层间对位精度。 表面处理的厚度与均匀性。 焊盘的尺寸与形状。 4.3 可制造性设计（DFM）原则： 线宽与线距： 避免过细或过密。 过孔设计： 避免过多的微过孔，合理使用盲孔/埋孔，考虑过孔塞孔。 焊盘与阻焊层： 确保焊盘有足够的露铜，阻焊层与焊盘之间留有合适的间隙（Solder Mask Expansion）。 元件间距： 考虑贴片工艺和清洗需求。 板边设计： 避免出现尖角和易碎边缘。 V-Cut与邮票孔： 考虑PCB分割的便利性。 泪滴（Tear Drop）的应用： 增强焊盘与导线连接的可靠性。 防焊桥（Anti-Pad）的应用： 防止大面积铜箔意外连接。 4.4 PCB制造中的常见问题与对策： 短路、断路。 虚焊、漏焊。 阻焊溢出或缺失。 表面处理不良。 层间偏移。 第五章：PCB信号完整性（SI）与电源完整性（PI） 5.1 信号完整性基础： 信号失真： 反射、振铃、过冲、下冲、串扰。 阻抗的概念与匹配： 传输线理论，特征阻抗，为什么需要阻抗匹配。 反射的产生与抑制： 源端匹配、负载端匹配、串联匹配、并联匹配。 串扰的产生与控制： 间距、屏蔽、差分对。 时域与频域分析。 5.2 阻抗控制PCB设计： 如何设计和控制传输线阻抗： 线宽、介质厚度、介电常数、参考平面。 单端阻抗与差分阻抗的计算与控制。 叠层设计对阻抗控制的影响。 PCB设计软件中的阻抗计算工具。 5.3 电源完整性基础： 电源噪声的产生： 器件开关效应、电源线上的电感效应（ESL）。 电源下降（Voltage Drop）与压降。 去耦电容的作用与选型： 降低电源阻抗，滤除高频噪声。 旁路电容和去耦电容的配合。 电源平面和地平面设计的重要性。 5.4 SI/PI分析工具与应用： PCB设计软件内置的SI/PI分析功能。 专业的SI/PI仿真软件。 通过仿真预测和优化信号质量和电源性能。 第六章：先进PCB技术与未来趋势 6.1 高密度互连（HDI）PCB： HDI的定义与特点： 微过孔、高密度线/间距、多层堆叠。 HDI的制造工艺： COF、COB、COA等。 HDI的应用： 智能手机、平板电脑、高端通信设备。 HDI设计的挑战与考量。 6.2 柔性PCB（Flex PCB）与刚挠结合PCB： 柔性PCB的材料与结构。 柔性PCB的设计要点： 弯折半径、应力缓和、覆铜比。 刚挠结合PCB的优势： 结合硬板的支撑性和柔性板的连接性。 刚挠结合PCB的设计与制造。 应用案例： 可穿戴设备、折叠屏手机、汽车电子。 6.3 封装技术与PCB的集成： BGA、CSP、QFN等先进封装。 晶圆级封装（WLP）、扇出晶圆级封装（FOWLP）。 2.5D/3D封装技术。 PCB如何与这些先进封装协同设计。 6.4 PCB制造的自动化与智能化： MES（制造执行系统）在PCB制造中的应用。 人工智能（AI）在PCB设计和制造过程中的潜在应用： 智能布局、智能布线、缺陷检测等。 数字孪生（Digital Twin）技术在PCB生产中的应用。 6.5 PCB材料的创新与可持续发展： 低介电常数（Low-k）材料。 高Tg（玻璃化转变温度）材料。 环保型PCB材料。 附录 常用PCB设计术语表 PCB制造参数参考 常见PCB设计软件快捷键列表 案例研究：从概念到成品的一个完整PCB设计项目 结语 印制电路板的设计与制造是一个融合了理论、实践与创新的多学科领域。本书力求以系统化、深度化的内容，辅以详实的案例分析和实操指导，帮助读者建立起扎实的理论基础，掌握先进的设计理念和工具，理解精密制造的要领。我们希望本书能成为您在PCB设计领域探索与进步的得力助手，陪伴您在不断发展的电子技术浪潮中，创造出更多令人瞩目的产品。