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第1章 Altium Designer 15操作基础1

1.1 Altium Designer 15简介1

1.2 Altium Designer 15的运行环境要求2

1.3 Altium Designer 15软件的安装和卸载3

1.3.1 Altium Designer 15的安装3

1.3.2 Altium Designer 15的汉化6

1.3.3 Altium Designer 15的卸载6

1.4 Altium Designer 15的主窗口6

1.5 Altium Designer 15的菜单栏和工具栏7

1.5.1 用户配置按钮7

1.5.2 “文件”菜单9

1.5.3 “视图”菜单10

1.5.4 “工程”菜单11

1.5.5 “窗口”和“帮助”菜单12

1.5.6 工具栏12

1.6 工作区面板12

1.7 Altium Designer 15的文件管理系统13

1.7.1 项目文件13

1.7.2 自由文件13

1.7.3 存盘文件13

1.8 Altium Designer 15的开发环境13

1.8.1 Altium Designer 15原理图开发环境14

1.8.2 Altium Designer 15PCB开发环境14

1.8.3 Altium Designer 15仿真编辑环境14

1.8.4 Altium Designer 15VHDL编辑环境15

1.9 编辑器的启动15

1.9.1 创建新的项目文件16

1.9.2 原理图编辑器的启动17

1.9.3 PCB编辑器的启动17

1.9.4 不同编辑器之间的切换18

第2章 原理图设计基础19

2.1 原理图简介19

2.1.1 原理图的组成19

2.1.2 原理图设计的一般流程20

2.2 原理图编辑器21

2.2.1 打开原理图编辑器21

2.2.2 原理图编辑器主菜单21

2.2.3 原理图编辑器工具栏22

2.2.4 工作窗口和工作面板23

2.3 原理图的图纸参数设置24

2.4 绘图工具的使用27

2.4.1 绘图工具命令和按钮27

2.4.2 绘制直线27

2.4.3 绘制贝塞尔曲线28

2.4.4 绘制椭圆弧线29

2.4.5 绘制多边形29

2.4.6 绘制矩形30

2.4.7 绘制圆角矩形30

2.4.8 绘制椭圆31

2.4.9 绘制饼形图（扇形图）32

2.4.10 添加说明文字32

2.4.11 添加图像34

2.5 原理图设计环境参数设置35

2.5.1 “General”参数设置35

2.5.2 “Graphical Editing”参数设置37

2.5.3 “Mouse Wheel Configuration”参数设置40

2.5.4 “Compiler”参数设置41

2.5.5 “AutoFocus”参数设置42

2.5.6 “Library AutoZoom”参数设置43

2.5.7 “Grids”参数设置43

2.5.8 “Break Wire”参数设置44

2.5.9 “Default Units”参数设置45

2.5.10 “Default Primitives”参数设置46

2.5.11 “Orcad（tm）”参数设置48

第3章 原理图的绘制49

3.1 元器件库的操作49

3.1.1 Altium Designer 15的元器件库49

3.1.2 查找元器件49

3.1.3 元器件库的加载与卸载50

3.2 元器件的操作52

3.2.1 放置元器件52

3.2.2 编辑元器件属性52

3.2.3 元器件的删除54

3.2.4 元器件的编号54

3.3 元器件的位置调整55

3.3.1 元器件的选取和取消选取55

3.3.2 元器件的移动56

3.3.3 元器件的旋转56

3.3.4 元器件的复制与粘贴57

3.3.5 元器件的排列与对齐59

3.4 绘制电路原理图60

3.4.1 绘制原理图的工具60

3.4.2 绘制导线60

3.4.3 绘制总线63

3.4.4 放置电路结点65

3.4.5 设置网络标号66

3.4.6 放置电源和接地符号68

3.4.7 放置输入/输出端口70

3.4.8 放置忽略ERC检查测试点72

3.4.9 电路原理图绘制示例72

第4章 原理图的高级编辑79

4.1 工作窗口的操作79

4.1.1 工作窗口的缩小和放大79

4.1.2 原理图的刷新80

4.1.3 打开/关闭工具栏和工作面板80

4.1.4 打开/关闭状态信息显示栏80

4.2 对象的复制、剪切和粘贴81

4.3 查找与替换操作83

4.3.1 文本的查找与替换83

4.3.2 相似对象的查找84

4.4 元器件的编号管理86

4.4.1 元器件的重新编号86

4.4.2 元器件编号的反向标注89

4.5 元器件的过滤89

4.6 添加和放置PCB设计规则和标志91

4.6.1 添加PCB设计规则91

4.6.2 放置PCB Layout标志92

4.7 原理图的快速浏览94

4.7.1 利用“Navigator”面板浏览94

4.7.2 利用“SCH Filter”面板浏览95

4.8 原理图的查错、编译和修正96

4.8.1 原理图的查错96

4.8.2 原理图的编译101

4.8.3 原理图的修正102

4.9 电路原理图设计示例103

第5章 层次化原理图设计110

5.1 层次化原理图设计简介110

5.1.1 层次化原理图设计的基本概念110

5.1.2 顶层原理图的基本组成111

5.2 “自上而下”的层次化原理图设计111

5.2.1 绘制顶层原理图112

5.2.2 绘制子原理图115

5.3 “自下而上”的层次化原理图设计116

5.4 层次原理图之间的切换117

5.4.1 利用“Projects”面板切换117

5.4.2 利用命令方式切换117

5.5 原理图的报表输出119

5.5.1 原理图的网络表120

5.5.2 原理图的元器件报表123

5.5.3 层次设计表128

5.6 打印输出128

5.6.1 打印电路图128

5.6.2 输出PDF文档129

5.7 综合示例133

5.7.1 “自上而下”层次电路设计示例133

5.7.2 “自下而上”层次电路设计示例140

第6章 PCB设计基础144

6.1 元器件在PCB上的安装形式144

6.1.1 元器件单面安装形式144

6.1.2 元器件双面安装形式144

6.1.3 元器件之间的间距144

6.1.4 元器件布局形式146

6.1.5 测试探针触点/通孔尺寸148

6.2 焊盘设计148

6.2.1 焊盘类型148

6.2.2 焊盘尺寸149

6.3 过孔设计149

6.3.1 过孔类型149

6.3.2 过孔的电流模型150

6.3.3 过孔焊盘与孔径尺寸设置150

6.3.4 过孔与SMT焊盘的连接151

6.3.5 过孔到金手指的距离152

6.3.6 PCB的过孔电容152

6.3.7 PCB的过孔电感153

6.3.8 典型过孔的RLC参数154

6.4 PCB的叠层设计154

6.4.1 PCB的叠层设计一般原则154

6.4.2 四层板设计156

6.4.3 六层板设计156

6.4.4 八层板设计157

6.4.5 十层板设计158

6.5 PCB的RLC159

6.5.1 PCB的导线电阻159

6.5.2 PCB的导线电感160

6.5.3 PCB导线的阻抗160

6.5.4 PCB导线的互感162

6.5.5 PCB电源和接地平面电感162

6.5.6 PCB的导线电容163

6.5.7 PCB的平行板电容163

6.6 PCB布线的一般原则164

6.6.1 控制走线方向164

6.6.2 检查走线的开环和闭环164

6.6.3 控制走线的长度165

6.6.4 控制走线分支的长度165

6.6.5 拐角设计165

6.6.6 差分对走线166

6.6.7 控制PCB导线的阻抗167

6.6.8 设计接地保护走线168

6.6.9 防止走线谐振169

6.6.10 布线的一些工艺要求169

6.7 PCB的地线设计171

6.7.1 接地系统设计的一般规则171

6.7.2 参考面172

6.7.3 避免接地平面开槽172

6.7.4 接地点的相互距离174

6.7.5 地线网络175

6.7.6 电源线和地线的栅格177

6.7.7 电源线和地线的指状布局178

6.7.8 最小化环面积179

6.7.9 局部接地面181

6.7.10 参考层的重叠182

6.7.11 20H原则183

6.8 去耦滤波器电路的PCB设计184

6.8.1 去耦电容器的安装位置184

6.8.2 与电源引脚端共用一个焊盘186

6.8.3 采用小面积的电源平面187

6.8.4 连接在每个电源引脚端上187

6.8.5 抑制电容器并联的反谐振188

6.8.6 降低去耦电容器的ESL190

6.8.7 靠近IC放置的允许距离190

6.9 电源电路的PCB设计191

6.9.1 开关型调节器的PCB设计191

6.9.2 开关电源的PCB设计196

6.10 模数混合系统的PCB设计201

6.10.1 模数混合电路PCB的分区201

6.10.2 PCB分割的隔离与互连201

6.10.3 模拟地和数字地分割202

6.10.4 按电路功能分割接地面203

6.10.5 采用“统一地平面”形式203

6.10.6 模数电源平面的分割205

6.10.7 导线环的面积最小化205

6.10.8 提供电流的返回路径206

6.10.9 改进ADC的接地设计206

6.10.10 模数混合系统的电源和接地布局示例209

6.11 放大器电路的PCB设计210

6.11.1 放大器输入端保护环设计210

6.11.2 放大器PCB的对称设计211

6.11.3 差分电路的PCB设计211

6.12 射频电路的PCB设计214

6.12.1 “零阻抗”接地214

6.12.2 “无穷大阻抗”辅助接地216

6.12.3 复杂射频系统的接地216

6.12.4 半波长PCB连接线接地217

6.12.5 1/4波长PCB连接线接地217

6.12.6 连线上的过孔数量与尺寸217

6.12.7 端口的PCB连线设计219

6.12.8 PCB保护环220

6.12.9 接地平面的开缝设计220

6.12.10 PCB走线形式222

6.13 PCB的散热设计223

6.13.1 PCB的热性能分析223

6.13.2 PCB基材选择224

6.13.3 PCB元器件的布局225

6.13.4 PCB的布线227

6.13.5 裸露焊盘的PCB设计229

第7章 PCB设计环境和基本操作233

7.1 Altium Designer 15PCB编辑器简介233

7.2 PCB编辑器的设计界面234

7.2.1 菜单栏235

7.2.2 工具栏235

7.3 创建PCB文件236

7.3.1 利用“PCB板向导”创建PCB文件236

7.3.2 利用菜单命令创建PCB文件239

7.3.3 利用模板创建PCB文件239

7.4 PCB结构及环境参数设置240

7.4.1 PCB板型设置240

7.4.2 PCB图纸设置243

7.4.3 PCB层面设置246

7.4.4 PCB板层颜色设置248

7.4.5 PCB布线框设置250

7.4.6 “参数选择”设置250

7.5 PCB图与原理图的同步和更新257

7.5.1 装载元器件封装库257

7.5.2 同步比较规则设置257

7.5.3 导入网络表258

7.5.4 原理图与PCB图的同步更新260

7.6 PCB视图操作263

7.6.1 视图的移动263

7.6.2 视图的放大或缩小263

7.6.3 视图的整体显示263

7.7 元器件的手动布局264

7.7.1 手动布局的菜单命令264

7.7.2 元器件的对齐操作265

7.7.3 元器件说明文字的位置调整265

7.7.4 元器件的间距调整265

7.7.5 移动元器件到栅格上266

7.7.6 元器件的手动布局操作示例266

7.8 3D效果图267

7.9 网络密度分析268

7.10 PCB设计示例268

第8章 PCB的高级编辑273

8.1 PCB的设计规则273

8.1.1 PCB规则及约束编辑器273

8.1.2 “Electrical”设计规则274

8.1.3 “Routing”设计规则275

8.1.4 “SMD”设计规则279

8.1.5 “ Mask”设计规则280

8.1.6 “Plane”设计规则281

8.1.7 “Test Point”设计规则283

8.1.8 “Manufacturing”设计规则284

8.1.9 “High Speed”设计规则287

8.1.10 “Placement”设计规则289

8.1.11 “Signal Integrity”设计规则289

8.2 PCB的“自动布线”策略289

8.2.1 默认的“自动布线”策略289

8.2.2 添加新的“自动布线”策略290

8.2.3 设置PCB“自动布线”策略292

8.3 PCB的“自动布线”操作292

8.3.1 “自动布线”菜单命令的操作292

8.3.2 “自动布线”的手动调整296

8.4 PCB的“覆铜”297

8.4.1 启动“覆铜”命令297

8.4.2 设置“覆铜”属性298

8.4.3 放置“覆铜”的操作步骤300

8.5 补“泪滴”300

8.6 添加安装孔302

8.7 PCB的测量303

8.7.1 测量工具菜单命令303

8.7.2 测量距离303

8.7.3 测量导线长度304

8.8 DRC（设计规则检查）304

8.8.1 DRC报告选项和规则304

8.8.2 在线DRC和批处理DRC306

8.8.3 对未布线的PCB进行“批处理DRC”307

8.8.4 对已布线的PCB进行“批处理DRC”308

8.9 PCB的报表输出308

8.9.1 PCB的网络表308

8.9.2 PCB的信息报表310

8.9.3 元器件报表311

8.9.4 简单元器件报表312

8.9.5 网络表状态报表313

8.10 PCB的打印输出314

8.10.1 打印PCB文件314

8.10.2 打印报表文件317

8.11 生成Gerber文件317

第9章 电路仿真321

9.1 电路仿真的基本概念321

9.2 元件的仿真模式及参数322

9.2.1 常用元件的仿真参数设置322

9.2.2 特殊仿真元件的参数设置323

9.2.3 仿真数学函数326

9.2.4 仿真电源及激励源331

9.3 电路仿真分析方式选择和参数设置335

9.3.1 电路仿真分析方式335

9.3.2 仿真通用参数设置336

9.3.3 工作点分析337

9.3.4 瞬态特性分析338

9.3.5 直流扫描分析339

9.3.6 交流小信号分析340

9.3.7 噪声分析340

9.3.8 零-极点分析341

9.3.9 传递函数分析342

9.3.10 温度扫描分析343

9.3.11 参数扫描分析343

9.3.12 蒙特卡罗分析344

9.3.13 仿真波形管理345

9.4 电路仿真示例346

9.4.1 电路仿真方法和步骤346

9.4.2 电路仿真示例346

第10章 信号完整性分析354

10.1 信号完整性分析基础354

10.1.1 上升时间与带宽354

10.1.2 传播速度与材料介电常数356

10.1.3 反射356

10.1.4 串扰358

10.1.5 同时开关噪声（SSN）360

10.1.6 PDN与SI， PI和EMI362

10.1.7 EMI噪声与控制364

10.1.8 利用PCB分层堆叠设计抑制EMI辐射365

10.1.9 高速数字电路的差模辐射与控制366

10.1.10 高速数字电路的共模辐射与控制368

10.2 信号完整性分析工具简介371

10.3 信号完整性分析规则参数设置371

10.3.1 “Signal Integrity”规则选择371

10.3.2 “Signal Stimulus”规则373

10.3.3 “Overshoot-Falling Edge”规则374

10.3.4 “Overshoot-Rising Edge”规则374

10.3.5 “Undershoot-Falling Edge”规则374

10.3.6 “Undershoot-Rising Edge”规则374

10.3.7 “Impedance”规则375

10.3.8 “Signal Top Value”规则375

10.3.9 “Signal Base Value”规则375

10.3.10 “Flight Time-Rising Edge”规则375

10.3.11 “Flight Time-Falling Edge”规则375

10.3.12 “Slope-Rising Edge” 规则376

10.3.13 “Slope-Falling Edge” 规则376

10.3.14 “Supply Nets”规则376

10.4 设定元件的信号完整性模型376

10.4.1 在信号完整性分析之前设定元件的SI模型377

10.4.2 在信号完整性分析过程中设定元件的SI模型379

10.5 信号完整性分析器设置381

10.6 信号完整性分析示例385

10.6.1 PCB信号完整性分析示例385

10.6.2 PCB信号串扰分析示例391

第11章 绘制元器件394

11.1 绘制原理图库元件394

11.1.1 打开原理图库文件编辑器394

11.1.2 工具栏394

11.1.3 “工具”菜单的库元器件管理命令397

11.1.4 设置库编辑器工作区参数398

11.1.5 “SCH Library”面板399

11.1.6 绘制库元件400

11.1.7 绘制含有子部件的库元件404

11.1.8 元件报告405

11.1.9 库报告406

11.1.10 元件规则检查器406

11.2 绘制 PCB库元器件封装407

11.2.1 PCB库编辑器407

11.2.2 PCB库编辑器环境设置409

11.2.3 利用PCB器件向导创建规则的PCB元件封装410

11.2.4 手工创建不规则的PCB元件封装412

11.2.5 元件封装检错和元件封装库报表415

参考文献417