中等職業學校創業教育係列教材：印製電路闆設計與實訓（高級） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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吳關興，金國砥，魯曉陽 編

圖書標籤:

• 印製電路闆
• PCB設計
• 創業教育
• 職業教育
• 實訓
• 電子技術
• 電路設計
• 中等職業學校
• 教材
• 高級

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302302438

版次：1

商品編碼：11152992

品牌：清華大學

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-12-01

用紙：膠版紙

頁數：227

字數：356000

正文語種：中文

內容簡介

　　《中等職業學校創業教育係列教材：印製電路闆設計與實訓（高級）》根據《計算機電子綫路輔助設計（高級工）職業技能鑒定規範》的要求，以中等職業學校電類專業學生所必備的電子電路設計技能為主綫，結閤中等職業學校電類專業高級工的技能要求而編寫。
　　《中等職業學校創業教育係列教材：印製電路闆設計與實訓（高級）》包括層次性原理圖設計、麵闆的使用技巧、PCB闆規劃與常用操作、PCB闆設計實訓、電路仿真5個項目，共分47個實訓任務，重點是指導學生進行電子電路設計技能的操作實訓，並幫助學生掌握電子電路設計與製作中的新技術和新工藝。
　　《中等職業學校創業教育係列教材：印製電路闆設計與實訓（高級）》不僅可以作為中等職業學校電類專業的實訓教材，也可以作為廣大電類專業教師的參考用書。

內頁插圖

目錄

項目1 層次性原理圖設計
任務1.1 從上往下設計層次性原理圖
分任務1.1.1 認識層次性原理圖
分任務1.1.2 設計方塊電路
分任務1.1.3 子原理圖設計
分任務1.1.4 從上往下設計層次性原理圖實訓
任務1.2 從下往上設計層次性原理圖
分任務1.2.1 認識從下往上設計層次性原理圖的方法
分任務1.2.2 從下往上設計層次性原理圖實訓
任務1.3 嵌套式層次性原理圖設計
分任務1.3.1 認識嵌套式層次性原理圖的設計方法
分任務1.3.2 嵌套式層次性原理圖設計實訓
任務1.4 層次性原理圖設計綜閤實訓
分任務1.4.1 MP3層次性原理圖設計實訓
分任務1.4.2 原理圖改畫與層次性原理圖設計實訓

項目2 麵闆的使用技巧
任務2.1 使用Projects麵闆
分任務2.1.1 Projects麵闆的基本操作
分任務2.1.2 Projects麵闆的文件操作
任務2.2 使用Files麵闆
任務2.3 使用Messages麵闆
任務2.4 使用SCH係列麵闆
任務2.5 使用PCB和PCB3D麵闆
任務2.6 使用其他麵闆

項目3 PCB闆規劃與常用操作
任務3.1 認識PCB闆布局與布綫原則
任務3.2 布局原則綜閤應用
分任務3.2.1 布局前期準備
分任務3.2.2 導入文件與PCB規劃
任務3.3 使用PCB闆實用工具
分任務3.3.1 使用校準工具
分任務3.3.2 使用尺寸標注工具
任務3.4 創建PCB闆
分任務3.4.1 使用嚮導創建PCB闆
分任務3.4.2 使用模闆創建PCB闆
任務3.5 PCB闆闆層設置
任務3.6 手動添加飛綫設計PCB闆
任務3.7 PCB闆設計布綫規則設置
分任務3.7.1 原理圖文件中設置布綫規則
分任務3.7.2 PCB文件中設置布綫規則
任務3.8 PCB參數的整體修改

項目4 PCB闆設計實訓
任務4.1 高頻電路PCB闆設計
任務4.2 雙麵PCB闆設計
分任務4.2.1 手動雙麵PCB闆設計
分任務4.2.2 自動雙麵PCB闆設計
分任務4.2.3 雙麵PCB闆手動修改與規則檢查
分任務4.2.4 自動與手動相結閤設計PCB闆
任務4.3 雙麵PCB闆設計實訓
任務4.4 異形PCB闆設計
分任務4.4.1 圓形PCB闆設計
分任務4.4.2 特殊形狀PCB闆設計
任務4.5 帶PCI的PCB闆設計
任務4.6 多層PCB闆設計
任務4.7 模數混閤PCB闆設計

項目5 電路仿真
任務5.1 Protel DXP 2004仿真操作
任務5.2 設置仿真激勵源參數
任務5.3 電路仿真類型和參數設置
任務5.4 單管放大電路仿真分析
任務5.5 譯碼器電路仿真分析
任務5.6 運放電路（參數掃描）仿真分析
任務5.7 交流小信號仿真分析

附錄A 計算機電子綫路輔助設計（高級工）職業技能鑒定規範
附錄B 計算機輔助設計繪圖員技能鑒定樣捲（高級工）
附錄C GB 9316-1988電路闆外形尺寸標準

參考文獻

前言/序言

《精工巧製：PCB設計與實踐指南（進階篇）》 引言 在電子技術飛速發展的今天，印刷電路闆（PCB）作為現代電子設備賴以生存的“骨架”，其設計與製造的精密度和效率直接關係到産品的性能和競爭力。本書——《精工巧製：PCB設計與實踐指南（進階篇）》，旨在為具備一定電子設計基礎的愛好者、在校學生以及初級電子工程師提供一條深入掌握PCB設計流程、提升實踐技能的進階之路。本書聚焦於PCB設計的高級理念、復雜技巧和實操訓練，旨在幫助讀者從“會用”邁嚮“精通”，能夠獨立解決設計中的難點問題，並為未來更復雜的電子係統設計奠定堅實基礎。 第一部分：高級PCB設計理念與流程解析 第一章：深入理解PCB設計標準與規範 本章將帶領讀者超越基礎的布局布綫，深入探討行業內通用的PCB設計標準和規範。我們將從更宏觀的視角審視設計流程，包括： DFM (Design For Manufacturability) 與 DFA (Design For Assembly) 的深度融閤： 不僅要考慮如何設計齣功能完善的電路，更要重點關注如何讓PCB能夠高效、低成本地被製造和組裝。我們將詳細講解如何通過設計規則來避免生産中的常見缺陷，例如綫寬/綫距的最小限製、過孔的尺寸與數量、阻焊層的設計、絲印層的排布等。理解這些標準，能夠顯著降低試産成本和提高良性率。 信號完整性 (Signal Integrity, SI) 的基礎理論與實踐： 隨著電子産品速度的提升，信號完整性問題變得尤為關鍵。本章將介紹SI的基本原理，如阻抗匹配、串擾、反射、時域反射（TDR）等，並結閤實際PCB設計軟件中的仿真工具，指導讀者如何識彆和解決潛在的SI問題。我們將討論如何通過閤理的疊層設計、綫寬控製、間距設置以及差分綫對的使用來優化信號傳輸質量。 電源完整性 (Power Integrity, PI) 的優化策略： 穩定的電源供應是電子係統正常工作的基石。本章將深入講解PI的重要性，包括電源噪聲的來源、去耦電容的選型與布局、電源平麵和地平麵的設計技巧，以及如何通過仿真分析來評估電源網絡的穩定性。讀者將學習到如何設計低阻抗的電源分配網絡（PDN），以確保在高速工作條件下，各器件都能獲得穩定可靠的電壓。 電磁兼容性 (Electromagnetic Compatibility, EMC) 設計原則： 高速數字信號和射頻信號的設計往往伴隨著電磁乾擾（EMI）和電磁敏感性（EMS）的問題。本章將介紹EMC的基本概念，包括輻射源、耦閤路徑和敏感接收器，並詳細闡述如何在PCB設計階段就采取措施來抑製EMI和提高EMS。我們將討論屏蔽設計、濾波器的應用、地綫的設計、走綫規則以及元器件的布局對EMC的影響。 PCB設計流程的優化與精益化： 除瞭標準，我們也關注設計效率的提升。本章將梳理從原理圖到 Gerber 文件輸齣的整個流程，並重點講解如何在每個環節引入更高效的工具和方法。例如，如何利用網錶比對、DRC (Design Rule Check) 和 LVS (Layout Versus Schematic) 的高級功能來保證設計的一緻性；如何通過設計模闆和元件庫管理來提高復用性；以及如何在版本控製係統中管理設計文件，實現團隊協作。 第二章：高級PCB設計軟件功能深度挖掘 本章將以一款主流的PCB設計軟件（例如 Altium Designer, PADS, OrCAD 等，具體會根據市場主流情況選擇）為例，深入講解其高級功能的應用。重點不在於基礎操作，而是那些能夠顯著提升設計效率和質量的進階技巧： 智能布局與自動布綫的高級應用： 講解如何根據具體的電路特性（如高速信號、電源網絡、射頻信號）來配置自動布綫器的參數，使其更好地完成復雜的布綫任務。重點會放在如何利用“推擠”功能、扇齣（Fanout）工具、差分對布綫以及最小化信號路徑長度等技巧，來優化自動布綫的質量，並講解何時應該停止自動布綫，轉為手動精修。 疊層設計與阻抗控製的精細化操作： 詳細演示如何在軟件中定義多層PCB的疊層結構，包括芯闆、半固化片（Prepreg）的介電常數和厚度選擇。講解如何利用軟件內置的阻抗計算器，根據綫寬、綫距、疊層結構來精確計算和控製傳輸綫的阻抗，並如何進行相應的迴饋調整。 差分對與高速信號的專用布綫技巧： 深入講解差分對的創建、布綫規則（如長度匹配、蛇形綫補償）以及 Snakes in line（蛇形綫）的閤理使用。討論如何為高速數字信號和射頻信號定義特殊的走綫規則，如保持與地平麵一緻的間距、避免過孔等。 3D視圖與虛擬樣機： 講解如何利用軟件的3D視圖功能，模擬PCB與機箱、散熱器等機械部件的配閤情況，提前發現乾涉問題。同時，探討如何利用3D模型來輔助元器件的選型和布局，優化整體的結構設計。 參數化設計與設計模闆： 介紹如何利用軟件的參數化功能，創建可復用的設計模塊和元件庫，例如不同封裝的連接器、電源模塊等。講解如何建立標準的設計模闆，包括項目設置、設計規則、層定義、顔色方案等，以確保項目之間設計風格和規範的一緻性。 集成仿真工具的使用： 重點講解如何利用軟件內置的SI/PI/EMC仿真工具，對設計的關鍵部分進行預先分析，例如阻抗匹配、信號衰減、電源紋波等。指導讀者如何解讀仿真結果，並根據仿真反饋來優化PCB布局和布綫。 第二部分：復雜PCB設計實踐案例分析與訓練 本部分將通過一係列典型的復雜PCB設計案例，引導讀者將理論知識轉化為實際操作能力。每個案例都將涵蓋從原理圖導入到最終Gerber輸齣的完整流程，並重點解析其中的設計難點和解決方案。 第三章：多層高速數字電路PCB設計 案例背景： 設計一款具有DDR內存接口、PCIe接口或USB 3.0接口的高速數字電路闆。 設計重點： 信號完整性分析與優化： 如何閤理分配差分對，保證長度匹配，控製阻抗。 電源完整性設計： 如何設計多層電源平麵，閤理布局去耦電容，降低電源噪聲。 EMC設計考量： 如何通過走綫規則、濾波器件、地綫隔離等來抑製EMI。 元器件布局與散熱： 高速器件的密集布局與散熱問題的解決。 疊層設計： 選擇閤適的介質材料和層數，滿足高速信號要求。 第四章：射頻/微波電路PCB設計 案例背景： 設計一款基於Wi-Fi、藍牙或5G通信模塊的射頻電路闆。 設計重點： 微帶綫/帶狀綫的設計與阻抗匹配： 精確計算和製作微帶綫/帶狀綫，保證50歐姆特性阻抗。 射頻器件的布局與連接： 射頻功放、低噪聲放大器（LNA）、濾波器等器件的緊湊布局，盡量縮短射頻信號路徑。 接地設計： 完整的地平麵，避免信號迴流路徑過長。 屏蔽設計： 使用屏蔽罩或屏蔽層來隔離射頻電路，防止乾擾。 RF過孔的特殊處理： 避免RF信號在過孔處發生反射和損耗。 第五章：高密度互連（HDI）PCB設計 案例背景： 設計一款手機主闆、高端消費電子産品或嵌入式係統的主闆。 設計重點： 微過孔（Microvias）與盲/埋孔（Blind/Buried Vias）的應用： 如何規劃過孔層，實現更緊密的布綫。 BGA（Ball Grid Array）器件的扇齣與布綫： 如何高效地將BGA器件的引腳引齣，並進行多層布綫。 堆疊通孔（Stacked Vias）與重疊通孔（Buried/Blind Vias）的工藝考量： 瞭解不同類型 HDI 工藝對設計的影響。 綫寬/綫距的極限挑戰： 在有限空間內實現更精細的布綫。 第六章：電源模塊與功率器件PCB設計 案例背景： 設計一款開關電源、LED驅動電源或電機驅動控製闆。 設計重點： 大電流走綫設計： 如何設計足夠寬的銅箔走綫，降低壓降和發熱。 散熱設計： 利用大麵積銅箔、散熱過孔、熱風扇等輔助散熱。 EMI抑製： 功率開關器件的布局與走綫對EMI的影響，濾波電路的設計。 元器件選型與布局： 功率MOSFET、二極管、電感、電容等器件的閤理布局，考慮寄生參數的影響。 安全距離與絕緣要求： 考慮高壓電路的設計，保證安全間距。 第三部分：PCB製造與質量控製 第七章：Gerber文件生成與製造流程詳解 Gerber文件的生成與檢查： 詳細講解如何生成各種 Gerber 文件（銅層、阻焊層、絲印層、鑽孔文件等），並重點強調在生成 Gerber 文件前必須進行的 DRC 檢查和文件輸齣設置。 PCB製造工藝流程： 介紹 PCB 從設計到成品的全過程，包括開料、鑽孔、沉銅、電鍍、曝光、顯影、蝕刻、阻焊、絲印、金手指、測試、飛達等關鍵工序。 常見的 PCB 製造缺陷與規避： 分析可能齣現的製造缺陷，如短路、開路、虛焊、疊層分層、阻焊溢齣等，並給齣相應的 PCB 設計規避措施。 PCB 行業術語與交流： 幫助讀者理解與 PCB 廠商溝通時常用的術語，如闆材、銅厚、層數、錶麵處理、最小綫寬/綫距等。 第八章：PCB的測試與可靠性分析 Electrical Test (ET) - 電氣性能測試： 介紹開路、短路測試（飛針測試、針床測試）的原理與方法。 功能測試 (Functional Test, FT)： 講解如何針對設計的功能需求進行驗證測試。 可靠性測試簡介： 簡要介紹溫度循環、濕熱試驗、振動試驗等，以及這些測試對 PCB 設計的要求。 附錄： 常用的 PCB 設計軟件快捷鍵與技巧。 PCB 設計常用的元件庫資源。 PCB 設計規則參考值錶格。 結語 《精工巧製：PCB設計與實踐指南（進階篇）》不僅僅是一本技術手冊，更是一座連接理論與實踐的橋梁。通過本書的學習，讀者將能夠深刻理解 PCB 設計的深層原理，熟練掌握先進的設計工具和技巧，並能夠應對更復雜、更具挑戰性的電子産品設計任務。我們期望本書能成為您在電子設計領域不斷探索、不斷進步的得力助手。