PADS2005电路原理图与PCB设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:289

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出版时间:2009-4

价格:36.00元

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isbn号码:9787111263456

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• PADS2005
• 电路原理图
• PCB设计
• 电子设计
• 电路分析
• 印刷电路板
• EDA
• 电路图绘制
• PCB布局布线
• 电子工程
• 设计软件

《现代电子线路设计与仿真技法》 内容简介 本书旨在深入剖析现代电子线路设计与仿真的核心理论、关键技术及实际应用，为读者提供一套系统、全面且实用的知识体系。从基础的元器件模型到复杂的系统集成，从原理图的绘制到PCB的高效布局布线，再到前沿的仿真技术在设计验证中的应用，本书力求覆盖电子设计领域的重要环节。 第一部分：电子元器件模型与电路基础 本部分将从最基本的层面入手，详细阐述各类电子元器件（包括阻容感、二极管、三极管、MOSFET、运算放大器、集成电路等）在不同工作状态下的精确模型。我们将深入探讨这些模型的建立依据，以及它们在电路分析中的重要作用。 电阻、电容、电感模型： 除了理想模型，我们还将关注实际元器件的寄生效应（如ESR、ESL、漏电），以及温度、频率等因素对它们参数的影响。理解这些非理想因素对于设计高精度、高性能的电路至关重要。 半导体器件模型： 详细介绍pn结二极管、稳压二极管、BJT、JFET、MOSFET等器件的直流和交流小信号模型，并进一步探讨高频模型和功率模型。我们将分析不同模型适用于何种设计场景。 运算放大器模型： 重点介绍理想运放模型、实际运放的开环增益、输入输出阻抗、带宽、压摆率、噪声等参数对电路性能的影响。涵盖各种典型运放电路（如同相/反相放大器、差分放大器、积分器、微分器、比较器）的设计要点。 集成电路（IC）基础： 介绍数字逻辑门、触发器、计数器、寄存器等基本数字集成电路的工作原理及其模型。对于模拟IC，我们将介绍其内部结构和简化模型，以及如何将其集成到更大的系统中。 第二部分：模拟电路设计与分析 本部分将聚焦于模拟电路的设计与分析，从信号的产生、放大、滤波到信号的混合与处理，力求让读者掌握设计各类实用模拟电路的方法。 放大电路设计： 深入研究各种放大器拓扑（如共射、共集、共基、差分放大器）的设计原则、增益计算、输入输出阻抗特性、频率响应分析等。我们将详细讲解如何根据具体需求选择合适的放大器类型和偏置方式。 滤波器设计： 涵盖低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型，介绍巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等不同逼近函数的特性及其在滤波器设计中的应用。我们将讲解有源滤波器和无源滤波器的设计流程，以及如何利用仿真工具优化滤波器性能。 振荡器与波形发生器： 详细介绍RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器等不同类型的振荡器电路。讲解正弦波、方波、三角波等基本波形的产生原理和电路实现。 电源电路设计： 涵盖线性稳压器和开关稳压器（Buck, Boost, Buck-Boost）的设计要点，包括效率、纹波、瞬态响应等关键性能指标的考量。还将介绍DC-DC转换器的设计与应用。 信号处理电路： 讲解混频器、解调器、乘法器、包络检波器等信号处理电路的设计与原理，为读者在通信、音频处理等领域的设计打下基础。 第三部分：数字电路设计与时序分析 本部分将系统介绍数字电路的设计流程，从逻辑门到复杂状态机的实现，以及至关重要的时序分析。 组合逻辑电路设计： 讲解逻辑函数化简、卡诺图、Quine-McCluskey算法等方法。介绍编码器、译码器、多路选择器、数据选择器等常用组合逻辑模块的设计。 时序逻辑电路设计： 深入讲解触发器（D触发器、JK触发器、T触发器、RS触发器）的工作原理及状态转移图。掌握状态机的设计方法，包括有限状态机（FSM）的状态转移图、状态表和状态方程的设计。 常用数字模块设计： 详细介绍移位寄存器、计数器（同步/异步）、加法器、减法器、比较器等基本数字模块的设计与实现。 时序分析与优化： 重点讲解建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟偏斜（Clock Skew）、时钟抖动（Clock Jitter）等概念。分析时序违例（Timing Violation）产生的原因，并介绍相关的优化技术，确保数字电路的时序正确性。 FPGA/CPLD基础： 介绍可编程逻辑器件（PLD）的基本概念、架构和设计流程。简要说明如何利用硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）进行逻辑设计，并烧录到FPGA/CPLD中实现。 第四部分：PCB布局布线技术与优化 本部分将深入探讨印刷电路板（PCB）的设计流程，从元器件布局到布线优化，强调信号完整性、电源完整性以及电磁兼容性（EMC）在PCB设计中的重要性。 PCB设计流程概述： 从原理图导入、元器件封装选择、PCB层叠结构定义到最终的 Gerber 文件生成，全面介绍 PCB 设计的全过程。 元器件布局策略： 讲解根据电路功能、信号流向、散热需求、元器件类型等因素进行布局的原则。重点介绍高频元器件、敏感元器件、电源模块的布局注意事项。 布线技术与规则： 详细介绍单层、多层 PCB 的布线技巧。讲解差分信号布线、阻抗匹配布线、等长布线、泪滴制作等高频和高速布线方法。 电源与地平面设计： 深入阐述电源完整性（PI）的重要性，讲解如何设计良好的电源分配网络（PDN），包括去耦电容的选择与放置、接地策略（单点接地、多点接地、混合接地）。 信号完整性（SI）与电磁兼容性（EMC）设计： 重点讲解信号完整性问题（反射、串扰、振铃、过冲/下冲）的产生原因及预防措施。介绍电磁兼容性设计原则，如屏蔽、滤波、接地、减少环路面积等。 PCB制造与测试考量： 提及 PCB 制造工艺的要求，如最小线宽、最小线距、过孔尺寸等。介绍 PCB 测试与调试中的常见问题及解决方案。 第五部分：电路仿真技术与设计验证 本部分将聚焦于电路仿真技术在电子设计中的应用，涵盖各类仿真器的使用方法，以及如何通过仿真来验证和优化设计。 SPICE仿真基础： 详细介绍 SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）的基本概念、语法和模型参数。讲解直流工作点分析（.OP）、瞬态分析（.TRAN）、交流小信号分析（.AC）、傅立叶分析（.FOUR）等基本分析类型。 高级SPICE分析： 探讨蒙特卡洛分析（.MC）、参数扫描（.STEP）、噪声分析（.NOISE）、失真分析（.DISTO）等高级分析方法，用于评估参数变化、器件容差对电路性能的影响。 数字电路仿真： 介绍使用 Verilog/VHDL 进行行为级仿真、 RTL 级仿真和门级仿真的流程。讲解 testbench 的编写技巧，以充分验证数字逻辑的功能和时序。 混合信号仿真： 讲解如何对同时包含模拟和数字部分的混合信号电路进行仿真。介绍常用的混合信号仿真器及其工作原理。 PCB协同仿真： 介绍如何将 PCB 布局布线信息导入仿真工具，进行 SI/PI/EMC 的预仿真和后仿真。讲解如何根据仿真结果进行 PCB 优化。 设计验证流程： 强调仿真在设计流程中的关键作用，从早期验证概念可行性，到设计过程中的参数优化，再到最终的设计验证和调试，提供完整的仿真应用指导。 常用仿真工具介绍（以通用性工具为例）： 简要介绍业界主流的仿真工具（如 Cadence PSpice/Allegro, Altium Designer, Mentor Graphics, Keysight ADS 等）在不同设计阶段的应用特点，强调理解仿真原理比单纯掌握工具操作更为重要。 本书特点： 理论与实践紧密结合： 每一章节都围绕实际设计需求展开，通过丰富的实例和图示，将抽象的理论知识转化为可操作的设计方法。 系统性与深度并重： 从基础概念到高级技术，力求构建一个完整、连贯的电子设计知识体系，并对关键技术进行深入剖析。 注重现代设计理念： 强调信号完整性、电源完整性、EMC 等现代电子设计不可或缺的理念。 仿真工具的应用指导： 详细讲解电路仿真的原理与方法，并指导读者如何利用仿真工具提高设计效率和成功率。 面向广泛的读者群体： 适合电子工程、通信工程、自动化等相关专业的学生、研究人员、以及从事电子产品设计与开发的工程师。 通过阅读本书，读者将能够建立起扎实的电子电路设计基础，掌握现代化的设计工具与仿真技术，从而能够独立完成从概念到原理图、再到 PCB 设计的整个流程，并有效地验证和优化设计结果，应对日益复杂的电子系统设计挑战。

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从内容深度来看，这本书更侧重于“如何完成任务”，而非“如何做得更好”。举例来说，在讲解多层板的电源分割（Power Plane）设计时，它仅仅展示了如何用铺铜工具去实现一个大致的平面，但对于电源层的去耦电容布局的最佳实践，或者如何通过合理的参考平面设计来最小化回路面积以提高信号质量，书中几乎没有涉及。这让我意识到，这本书的适用范围非常局限，它也许能帮助一个新手成功绘制出一张能送到PCB厂的Gerber文件，但绝对无法帮助他设计出一块性能卓越、可靠性高的现代电子产品核心板。我尝试从中寻找一些关于版本控制和团队协作的讨论，毕竟在项目化设计中，这些是至关重要的管理环节，但翻遍全书，也找不到相关的哪怕是基础的描述。这使得这本书的价值更多停留在个人独立完成作业的层面，缺乏对现代工程协作环境的适应性。

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这本书的封面设计倒是挺抓人眼球的，那种老式的工程图纸风格，一下子就把我带回了那个特定的年代。我本来是想找一本关于现代EDA工具的书籍，结果翻开这本《PADS2005电路原理图与PCB设计》，发现它就像一个时间胶囊，把我拉回了二十年前的电子设计现场。说实话，对于一个习惯了Altium Designer或者KiCad这些新工具的工程师来说，操作PADS 2005简直像在玩古董。里面的界面布局、快捷键逻辑，都带着浓浓的时代烙印，很多现代设计流程中习以为常的功能在这里都没有体现出来，比如智能布线算法的优化、多层板层叠管理的直观性等等，都显得有些捉襟见肘。这本书的讲解方式也偏向于“操作手册”的风格，每一个步骤都掰开了揉碎了讲，对于初学者可能算是一种安慰，但对于有经验的设计师来说，阅读起来会显得有些冗余和缓慢。我尝试在书中寻找一些关于高速信号完整性分析的章节，希望能找到一些基础概念的启发，但很遗憾，这方面的深入探讨几乎没有，更多的是停留在传统的规则检查层面。这本书更像是一本详尽的软件使用指南，而非一本涵盖现代PCB设计哲学和实践的参考书。

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这本书的语言风格非常直白、机械化，缺乏对设计意图背后的理论支撑的深入挖掘。例如，在介绍元件库的创建流程时，它会告诉你“点击A按钮，输入B值，然后保存”，但很少会解释“为什么这个尺寸的焊盘能够保证可靠的焊接效果”或者“不同类型的元件应该采用哪种封装标准”。这使得这本书更像是一份给机器人的操作指南，而不是一本激发工程师思考和创新的教材。阅读过程中，我一直在寻找一些关于设计迭代和问题排查的“经验之谈”或“陷阱警示”，但这些“软技能”在书中几乎是空白。工程师的成长往往来自于对错误和失败案例的学习，这本书过于聚焦于“正确操作的路径”，对于那些在实际操作中可能遇到的各种奇异错误和软件怪癖，它提供的解决思路显得过于理想化和书本化了。对于那些希望通过阅读这本书来提升自己“工程直觉”的读者来说，可能会感到失望。

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这本书的排版和图例部分，给我留下了一种既熟悉又陌生的感觉。熟悉是因为，它确实详细记录了那个版本软件的每一个菜单和对话框，对于想要复原或维护老旧项目的人来说，这无疑是一个宝库。陌生则是因为，书中大量采用的截图和界面风格，与当前主流的2D/3D协同设计理念格格不入。当我翻阅到关于元件封装建立的那一章节时，我深刻体会到了那个时代制图的繁琐。它要求设计者对每一个焊盘的尺寸、每一个丝印层的位置都进行极其精细的手动调整，缺乏现在软件中那种基于标准库自动生成和校验的便捷性。更别提在进行热仿真或者电磁兼容（EMC）预处理时，这本书中展示的那些相对原始的工具集，让人不禁感叹技术进步的飞速。我特别关注了它关于 DRC（设计规则检查）的章节，发现它主要集中在几何尺寸和间距的静态检查上，对于阻抗匹配、差分对约束这类动态性能指标的提及非常浅显，这使得这本书在指导复杂、高密度电路板设计时显得力不从心。

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不得不提的是，这本书所使用的软件版本本身就限定了它的应用场景。PADS 2005在今天看来，其稳定性和对新标准的兼容性都是一个巨大的问号。我尝试将其与我目前使用的其他EDA工具进行互操作性的验证，结果发现数据格式的转换和兼容性问题会成为一个巨大的障碍。这本书耗费了大量篇幅去介绍软件界面的具体布局和菜单位置，这些信息在软件升级换代后几乎全部失效，成为了过时的信息冗余。如果这本书的目标读者是那些需要维护基于PADS 2005平台遗留项目的工程师，那么它的价值或许能体现出来。但对于任何想要进入PCB设计领域，并期望所学知识能够支撑未来五年技术发展的人来说，这本书的选择无疑是背道而驰的。它像一个定格在过去的技术样本，展示了那个时代的设计流程，但对于解决今天乃至明天的设计挑战，它提供的帮助极其有限。

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