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出版者:清华大学出版社

作者:黄河

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:2004-9-1

价格:29.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302093145

丛书系列:

图书标签:

• Protel DXP
• 电路设计
• PCB设计
• 电子工程
• SMT
• 原理图
• PCB布局
• 培训教程
• 设计软件
• 电子技术

电子设计自动化（EDA）领域经典著作：深入解析电路原理与实践的基石 本书并非聚焦于特定软件工具——如Protel DXP——的使用指南或操作手册。相反，它是一部致力于奠定电子设计基础理论、系统阐述电路设计方法学，并引领读者进入更广阔、更深层次电子工程实践领域的权威性著作。我们旨在提供一个扎实的知识框架，使其能够经受住行业工具的迭代，专注于设计思想本身的永恒价值。 --- 第一部分：电子设计基础理论的重塑与深化 (The Foundation Rebuilt) 本书的第一部分着眼于电子设计中最核心、最不易过时的知识体系。我们相信，对工具的熟练掌握固然重要，但对底层原理的深刻理解才是决定设计成败的关键。 第一章：模拟电路的精微解析：超越教科书的深度 本章深入探讨了晶体管（BJT与MOSFET）在非线性工作状态下的精确模型构建。我们摒弃了过于简化的模型，转而采用更接近真实器件特性的Spice级模型进行分析。重点讲解了： 1. 小信号与大信号分析的辩证统一： 如何在不同工作范围内选择恰当的分析方法，特别是在高频和高功率应用中，如何处理跨导和输出阻抗的动态变化。 2. 反馈理论的广义视角： 引入零点与极点的概念来精确描述系统的稳定性裕度（Phase Margin与Gain Margin），并详细推导了寄生参数对环路增益的影响模型。我们不仅讨论了经典的波特图，还引入了史密斯圆图在阻抗匹配和回路稳定性分析中的高级应用。 3. 电源完整性（Power Integrity, PI）的早期认知： 在系统级层面讨论去耦电容的选择依据，不仅仅是频率响应，更重要的是等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）对瞬态电流抑制的实际效果。 第二章：数字电路设计的时序约束与优化 数字电路已不再是简单的逻辑门组合，而是高度依赖时序的系统工程。本章聚焦于如何从源头保证设计的鲁棒性。 1. 时钟域交叉（CDC）的理论与实践： 详细分析了异步信号在不同时钟域之间传输的潜在风险（如亚稳态）。深入比较了握手协议（Handshaking）、双端口RAM（FIFO）等不同CDC结构的内在机制、资源消耗和最大传输速率限制。 2. 同步设计中的时钟树综合（CTS）原理： 探讨了时钟偏斜（Skew）和抖动（Jitter）对系统性能的实际影响。虽然不涉及具体软件实现，但阐述了设计者必须理解的物理限制——如何通过布局布线规则来影响时钟信号的传输特性。 3. 低功耗数字设计的电压域隔离与电源门控： 讲解了如何通过设计技巧，在不影响关键路径时序的前提下，实现对空闲模块的电源切断（Power Gating）与电平转换（Level Shifting）。 --- 第二部分：系统级设计方法学与物理实现考量 (Systemic Approach and Physical Realization) 本部分内容将设计思维从原理图提升到整个电路板（PCB）乃至系统层级，强调设计前期决策对后期验证和制造的影响。 第三章：电磁兼容性（EMC/EMI）的系统级视角 EMC不应是设计收尾阶段的测试和修改，而应是设计伊始就要融入的理念。 1. 辐射源与耦合路径识别： 重点分析了高速信号线（如DDR、PCIe）作为辐射源的机理，以及通过回路面积、阻抗不连续性导致的反射和串扰问题。 2. 接地设计原则的演进： 讨论了单点接地、多点接地和混合接地的适用场景。详细论述了“返回电流路径”的概念，强调良好的接地平面是控制信号完整性和EMC的关键。 3. 屏蔽与滤波的物理实现： 介绍屏蔽罩（Can）的设计要求（如通风孔的尺寸与频率关系）以及共模扼流圈的选择原则，着重于如何通过PCB层压结构来辅助EMI抑制。 第四章：高速信号完整性（SI）的传输线理论 本章是本书的重中之重，专注于信号在PCB走线上传输时的物理行为。 1. 传输线模型与阻抗控制： 推导了集总电路模型失效的临界长度判断标准。详细分析了微带线（Microstrip）和带状线（Stripline）的有效介电常数和特征阻抗的计算公式，以及覆铜处理对阻抗的影响。 2. 反射与串扰的量化分析： 引入反射系数（Reflection Coefficient）和串扰耦合系数的计算。讲解了如何通过端接技术（串联、并联、AC端接）来最小化信号反射，以及如何通过走线间距和参考平面变化来控制串扰。 3. 差分信号的完整性： 深入剖析了差分对的设计规范，包括线对匹配（Length Matching）、耦合系数（K）的控制，以及如何确保在不同层间转换时差分阻抗的连续性。 第五章：多层板的结构优化与热管理 现代复杂电路必然依赖多层板，本章侧重于堆叠结构对电气性能的隐性影响。 1. 板层堆叠的工程权衡： 分析了常见的板堆叠结构（如4层、6层、8层板）的成本、信号完整性和成本之间的平衡点。阐述了相邻层信号之间的耦合（Crosstalk）与相邻层之间的电磁隔离。 2. 热设计与散热策略： 探讨了元器件功耗的估算方法。重点讲解了如何利用铜箔和过孔（Via Stitching）来构建有效的散热通路，包括热阻的计算模型和对器件寿命的影响。 3. 制造工艺限制与可制造性设计（DFM）： 讨论了最小线宽、最小间距、钻孔的径比限制、阻抗公差等对设计自由度的实际约束，确保设计方案在可量产的范围内。 --- 结语：走向通用与创新的设计思维 本书的最终目标是培养工程师的“通用设计直觉”。我们避免深入探讨任何特定EDA软件的菜单栏和快捷键，而是将焦点放在电子设计所遵循的普遍物理定律和工程范式上。掌握这些基础和方法论，读者将能够迅速适应任何新的设计平台，并能对所生成的设计文件背后的物理真实性进行批判性评估。这是一部指导你如何“思考”电子设计的书籍，而非仅仅指导你如何“操作”软件的工具手册。

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