Altium Designer 17一体化设计高级教程 从电路仿真、原理图与PCB设计、工艺实现到高级分析2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1篇 Altium Designer入门指南3

第1章 Altium Designer的安装和概述3

1.1 Altium Designer 17.1 的安装和配置3

1.1.1 下载Altium Designer 17.1安装文件3

1.1.2 安装Altium Designer 17.1基本应用5

1.1.3 注册Altium Designer 17.1集成开发环境7

1.1.4 安装Altium Designer 17.1扩展应用9

1.2 Altium Designer 17.1集成设计平台功能9

1.2.1 原理图捕获工具10

1.2.2 印制电路板（PCB）设计工具10

1.2.3 FPGA集成开发工具10

1.2.4 发布／数据管理工具10

1.2.5 新增加的功能11

1.3 Altium Designer 17.1“一体化”设计理念11

1.3.1 传统电子设计方法的局限性11

1.3.2 电子设计的未来要求12

1.3.3 生态系统对电子设计的重要性12

1.3.4 电子设计一体化13

第2章 Altium Designer基本设计流程——原理图设计15

2.1 设计思路15

2.2 创建PCB工程15

2.3 在工程中添加一个原理图17

2.4 设置文档选项18

2.5 元件和库19

2.5.1 访问元件20

2.5.2 添加元件库22

2.5.3 在库中找到元件22

2.5.4 在可用的库中定位一个元件24

2.5.5 使数据保险库可以用于访问元件25

2.5.6 在数据保险库中查找元件26

2.5.7 在数据保险库中工作26

2.6 在原理图放置元件28

2.6.1 放置元件的一些小技巧28

2.6.2 改变元件位置的一些小技巧28

2.7 连接原理图中的元件30

2.7.1 连线的一些小技巧30

2.7.2 网络和网络标号30

2.7.3 网络标号、端口和供电端口31

2.8 配置和编译工程31

2.8.1 配置工程选项31

2.8.2 编译工程32

2.9 检查原理图的电气属性32

2.9.1 设置Error Reporting33

2.9.2 设置连接矩阵33

2.9.3 配置类产生34

2.9.4 设置比较器35

2.9.5 编译工程检查错误36

第3章 Altiun Designer基本设计流程——PCB图设计38

3.1 创建一个新的PCB38

3.1.1 配置板的形状和位置38

3.1.2 将设计从原理图导入PCB编辑器40

3.2 设置PCB作区42

3.2.1 配置显示层43

3.2.2 物理层和层堆栈管理器46

3.2.3 单位的选择（公制／英制）47

3.2.4 支持多重栅格48

3.2.5 设置捕获栅格49

3.2.6 设置设计规则50

3.2.7 布线宽度设计规则50

3.2.8 定义电气间距约束51

3.2.9 定义布线过孔类型52

3.2.10 设计规则冲突53

3.3 PCB元件布局54

3.3.1 元件的放置和布局选项54

3.3.2 放置元件54

3.4 PCB元件布线55

3.4.1 准备交互布线55

3.4.2 开始布线57

3.4.3 交互布线模式58

3.4.4 修改和重新布线59

3.4.5 自动布线模式60

第4章 Altium Designer基本设计流程——设计检查和输出64

4.1 验证PCB设计64

4.1.1 配置规则冲突显示64

4.1.2 配置规则检查器66

4.1.3 运行设计规则检查68

4.1.4 理解错误条件69

4.1.5 解决冲突72

4.2 查看PCB的3D视图74

4.3 输出文档76

4.3.1 可用的输出类型76

4.3.2 单个输出和一个输出工作文件77

4.3.3 配置Gerber文件78

4.3.4 配置BOM文件79

4.3.5 将设计数据映射到BOM80

第2篇 Altium Designer原理图设计详解83

第5章 Altium Designer设计环境基本框架83

5.1 Altium Designer 17.1 的工程及相关文件83

5.2 Altium Designer 17.1 集成设计平台界面84

5.2.1 Altium Designer 17.1 集成设计平台主界面84

5.2.2 Altium Designer 17.1 工作区面板86

5.2.3 Altium Designer 17.1 文件编辑空间操作功能89

5.2.4 Altium Designer 17.1 工具栏和状态栏90

第6章 Altium Designer单页原理图绘图功能详解98

6.1 放置元器件98

6.1.1 生成新的设计98

6.1.2 在原理图中添加元器件99

6.1.3 重新分配原件标识符101

6.2 添加信号线连接105

6.3 添加总线连接107

6.3.1 添加总线107

6.3.2 添加总线入口108

6.4 添加网络标号109

6.5 添加端口连接111

6.6 添加信号束系统114

6.6.1 添加信号束连接器114

6.6.2 添加信号束入口116

6.6.3 查看信号束定义文件118

6.7 添加No ERC标识119

6.7.1 设置阻止所有冲突标识119

6.7.2 设置阻止指定冲突标识121

6.8 编译屏蔽123

6.9 覆盖123

第7章 Altium Designer多页原理图平坦式和层次化设计方法125

7.1 多页原理图绘制方法125

7.1.1 层次化和平坦式原理图设计结构125

7.1.2 多页原理图中的网络标识符126

7.1.3 网络标号范围127

7.2 平坦式原理图绘制130

7.2.1 建立新的平坦式原理图设计工程130

7.2.2 绘制平坦式设计中第一个放大电路原理图130

7.2.3 绘制平坦式设计中第二个放大电路原理图132

7.2.4 绘制平坦式设计中其他单元的原理图135

7.3 层次化原理图绘制138

7.3.1 建立新的层次化原理图设计工程138

7.3.2 绘制层次化设计中第一个放大电路原理图138

7.3.3 绘制层次化设计中第二个放大电路原理图140

7.3.4 绘制层次化设计中顶层放大电路原理图142

第3篇 Altium Designer混合电路仿真149

第8章 Altium Designer混合电路仿真功能概述149

8.1 Altium Designer 17.1 软件的SPICE仿真导论149

8.1.1 Altium Designer 17.1 软件的SPICE构成149

8.1.2 Altium Designer 17.1 软件的SPICE仿真功能150

8.1.3 Altiun Designer 17.1 软件的SPICE仿真流程156

8.2 电子线路的SPICE描述157

8.2.1 电子线路的构成157

8.2.2 SPICE程序的结构158

8.2.3 SPICE程序相关命令162

第9章 电子线路元件及SPICE模型167

9.1 基本元件167

9.1.1 电阻167

9.1.2 半导体电阻167

9.1.3 电容168

9.1.4 半导体电容168

9.1.5 电感169

9.1.6 耦合（互感）电感169

9.1.7 开关170

9.2 电压／电流源170

9.2.1 独立源171

9.2.2 线性受控源175

9.2.3 非线性独立源178

9.3 传输线179

9.3.1 无损传输线179

9.3.2 有损传输线180

9.3.3 均匀分布的RC线181

9.4 晶体管和二极管182

9.4.1 结型二极管182

9.4.2 双极结型晶体管183

9.4.3 结型场效应管186

9.4.4 金属氧化物半导体场效应管187

9.4.5 金属半导体场效应管190

9.4.6 不同晶体管的特性比较与应用范围191

9.5 从用户数据中创建SPICE模型194

9.5.1 SPICE模型的建立方法194

9.5.2 运行SPICE模型向导194

第10章 Altium Designer模拟电路仿真实现203

10.1 直流工作点分析203

10.1.1 建立新的直流工作点分析工程203

10.1.2 添加新的仿真库203

10.1.3 构建直流分析电路205

10.1.4 设置直流工作点分析参数207

10.1.5 直流工作点仿真结果的分析207

10.2 直流扫描分析209

10.2.1 打开前面的设计209

10.2.2 设置直流扫描分析参数210

10.2.3 直流扫描仿真结果的分析210

10.3 传输函数分析213

10.3.1 建立新的传输函数分析工程213

10.3.2 构建传输函数分析电路213

10.3.3 设置传输函数分析参数215

10.3.4 传输函数仿真结果的分析216

10.4 交流小信号分析217

10.4.1 建立新的交流小信号分析工程218

10.4.2 构建交流小信号分析电路218

10.4.3 设置交流小信号分析参数222

10.4.4 交流小信号仿真结果的分析223

10.5 瞬态分析225

10.5.1 建立新的瞬态分析工程225

10.5.2 构建瞬态分析电路225

10.5.3 设置瞬态分析参数228

10.5.4 瞬态仿真结果的分析229

10.6 参数扫描分析230

10.6.1 打开前面的设计230

10.6.2 设置参数扫描分析参数230

10.6.3 参数扫描结果的分析231

10.7 零点-极点分析232

10.7.1 建立新的零点-极点分析工程232

10.7.2 构建零点-极点分析电路232

10.7.3 设置零点-极点分析参数235

10.7.4 零点-极点仿真结果的分析236

10.8 傅里叶分析237

10.8.1 建立新的傅里叶分析工程237

10.8.2 构建傅里叶分析电路237

10.8.3 设置傅里叶分析参数240

10.8.4 傅里叶仿真结果分析241

10.8.5 修改电路参数重新执行傅里叶分析242

10.9 噪声分析244

10.9.1 建立新的噪声分析工程246

10.9.2 构建噪声分析电路246

10.9.3 设置噪声分析参数249

10.9.4 噪声仿真结果分析250

10.10 温度分析251

10.10.1 建立新的温度分析工程251

10.10.2 构建温度分析电路251

10.10.3 设置温度分析参数254

10.10.4 温度仿真结果分析255

10.11 蒙特卡罗分析256

10.11.1 建立新的蒙特卡罗分析工程256

10.11.2 构建蒙特卡罗分析电路256

10.11.3 设置蒙特卡罗分析参数259

10.11.4 蒙特卡罗仿真结果分析261

第11章 Altium Designer模拟行为仿真实现262

11.1 模拟行为仿真概念262

11.2 基于行为模型的增益控制实现263

11.2.1 建立新的行为模型增益控制工程263

11.2.2 构建增益控制行为模型263

11.2.3 设置增益控制行为仿真参数265

11.2.4 分析增益控制行为仿真结果266

11.3 基于行为模型的调幅实现267

11.3.1 建立新的行为模型AM工程267

11.3.2 构建AM行为模型267

11.3.3 设置AM行为仿真参数269

11.3.4 分析AM行为仿真结果270

11.4 基于行为模型的滤波器实现271

11.4.1 建立新的滤波器行为模型工程271

11.4.2 构建滤波器行为模型271

11.4.3 设置滤波器行为仿真参数273

11.4.4 分析滤波器行为仿真结果274

11.5 基于行为模型的压控振荡器实现275

11.5.1 建立新的压控振荡器行为模型工程275

11.5.2 构建压控振荡器行为模型275

11.5.3 设置压控振荡器行为仿真参数278

11.5.4 分析压控振荡器行为仿真结果279

第12章 Altium Designer数模混合电路仿真实现281

12.1 建立数模混合电路仿真工程281

12.2 构建数模混合仿真电路281

12.3 分析数模混合电路实现原理283

12.4 设置数模混合仿真参数284

12.5 遇到仿真不收敛时的处理方法286

12.5.1 修改误差容限286

12.5.2 直流分析帮助收敛策略286

12.5.3 瞬态分析帮助收敛策略287

12.6 分析数模混合仿真结果287

第13章 Altium Designer数字电路仿真实现289

13.1 数字逻辑仿真库的构建289

13.1.1 导入与数字逻辑仿真相关的原理图库289

13.1.2 构建相关的mdl文件290

13.2 时序逻辑电路的门级仿真291

13.2.1 有限自动状态机的实现原理291

13.2.2 3位八进制计数器实现原理292

13.2.3 建立新的3位计数器电路仿真工程293

13.2.4 构建3位计数器仿真电路294

13.2.5 设置3位计数器电路的仿真参数296

13.2.6 分析3位计数器电路的仿真结果298

13.3 基于HDL语言的数字系统仿真及验证298

13.3.1 HDL功能及特点298

13.3.2 建立新的IP核设计工程299

13.3.3 建立新的FPGA设计工程308

第4篇 Altium Designer的WEBENCH设计工具319

第14章 WEBENCH电源设计与实现319

14.1 激活WEBENCH工具包319

14.2 WEBENCH设计工具介绍320

14.3 电源设计工具321

14.3.1 电源设计背景321

14.3.2 电源选型322

14.3.3 单电源设计324

14.3.4 电源结构设计326

14.3.5 FPGA／处理器电源结构设计330

14.3.6 LED电源结构设计331

14.3.7 电源仿真333

14.3.8 原理图导出339

14.4 开关电源参数之间的关系341

14.4.1 开关频率和电感341

14.4.2 开关频率和MOS管343

14.5 Buck开关电源设计实现345

14.5.1 芯片选择优化345

14.5.2 外围元件优化选择347

14.5.3 三种优化方案对比348

14.5.4 方案的仿真分析349

14.6 Boost开关电源设计实现367

14.6.1 Boost电路电流路径分析368

14.6.2 开关电源波特图仿真369

14.6.3 Boost开关电源效率仿真370

14.7 FPGA电源设计实现371

14.7.1 FPGA芯片选择372

14.7.2 供电芯片电源树设计373

14.7.3 电源树优化设计374

14.7.4 电源芯片优化选型376

14.7.5 电源芯片外围电路优化377

14.7.6 原理图输出377

第5篇 Altium Designer元器件封装设计381

第15章 常用电子元器件的物理封装381

15.1 电阻元件的特性及封装381

15.1.1 电阻元件的分类381

15.1.2 电阻值表示方法383

15.1.3 电阻元件物理封装的表示384

15.2 电容元件的特性及封装386

15.2.1 电容元件的作用386

15.2.2 电容元件的分类387

15.2.3 电容值表示方法389

15.2.4 电容器的主要参数389

15.2.5 电容元件正负极判断391

15.2.6 电容元件PCB封装的表示391

15.3 电感器的特性及封装393

15.3.1 电感器的分类393

15.3.2 电感器电感值标注方法394

15.3.3 电感器的主要参数395

15.3.4 电感器PCB封装的标识395

15.4 二极管的特性及封装396

15.4.1 二极管的分类396

15.4.2 极管的识别和检测399

15.4.3 二极管的主要参数400

15.4.4 二极管PCB封装的表示401

15.5 三极管的特性及封装403

15.5.1 三极管的分类403

15.5.2 三极管的识别和检测403

15.5.3 三极管的主要参数404

15.5.4 三极管PCB封装的表示404

15.6 集成电路芯片的特性及封装406

第16章 Altium Designer自定义元件设计412

16.1 自定义元件设计流程412

16.2 打开和浏览PCB封装库414

16.3 打开和浏览集成封装库416

16.4 创建元件PCB封装417

16.4.1 使用IPC Footprint Wizard创建PCB封装418

16.4.2 使用Component Wizard创建元件PCB封装425

16.4.3 使用IPC Footprints Batch Generator创建元件PCB封装428

16.4.4 不规则焊盘和PCB封装的绘制431

16.4.5 检查元件PCB封装441

16.5 创建元件原理图符号封装442

16.5.1 元件原理图符号术语442

16.5.2 为LM324器件创建原理图符号封装443

16.5.3 为XC3S100E-CP132器件创建原理图符号封装447

16.6 分配模型和参数455

16.6.1 分配器件模型455

16.6.2 器件主要参数功能459

16.6.3 使用供应商数据分配器件参数460

第17章 电子线路信号完整性设计规则464

17.1 信号完整性问题的产生464

17.2 电源分配系统及其影响464

17.2.1 理想的电源不存在465

17.2.2 电源总线和电源层465

17.2.3 印制电路板的去耦电容配置466

17.2.4. 电源分配方面考虑的电路板设计规则470

17.3 信号反射及其消除方法472

17.3.1 信号传输线的定义472

17.3.2 信号传输线的分类473

17.3.3 信号反射的定义475

17.3.4 信号反射的计算476

17.3.5 消除信号反射477

17.3.6 传输线的布线规则480

17.4 信号串扰及其消除方法481

17.4.1 信号串扰的产生481

17.4.2 信号串扰的类型482

17.4.3 抑制串扰的方法484

17.5 电磁干扰及其解决方法485

17.5.1 滤波485

17.5.2 磁性元件486

17.5.3 器件的速度486

17.6 差分信号原理及设计规则487

17.6.1 差分线的阻抗匹配487

17.6.2 差分线的端接488

17.6.3 差分线的一些设计规则489

第6篇 Altium Designer电路原理图设计493

第18章 Altium Designer原理图参数设置与绘制493

18.1 原理图绘制流程493

18.2 原理图设计规划494

18.3 原理图绘制环境参数设置495

18.3.1 设置图纸选项标签栏496

18.3.2 设置参数标签栏497

18.3.3 设置单位标签栏499

18.4 所需元件库的安装500

18.5 绘制原理图501

18.5.1 添加剩余的图纸501

18.5.2 放置原理图符号503

18.5.3 连接原理图符号509

18.5.4 检查原理图设计510

18.6 将原理图设计导入PCB514

18.6.1 设置导入PCB编辑器工程选项514

18.6.2 使用同步器将设计导入PCB编辑器515

第7篇 Altium Designer电子线路PCB图设计519

第19章 Altium Designer PCB绘制基础知识519

19.1 PCB设计流程519

19.2 PCB层标签520

19.3 PCB视图查看命令520

19.3.1 自动平移521

19.3.2 显示连接线521

19.4 PCB绘图对象522

19.4.1 电气连接线（Track）523

19.4.2 普通线（Line）525

19.4.3 焊盘（Pad）525

19.4.4 过孔（Via）526

19.4.5 弧线（Arcs）527

19.4.6 字符串（Strings）528

19.4.7 原点（Origin）529

19.4.8 尺寸（Dimension）530

19.4.9 坐标（Coordinate）530

19.4.10 填充（Fill）530

19.4.11 固体区（Solid Region）531

19.4.12 多边形灌铜（Polygon Pour）532

19.4.13 禁止布线对象（Keepout object）535

19.4.14 捕获向导（Snap Guide）535

19.5 PCB绘图环境参数设置536

19.5.1 板选项对话框参数设置536

19.5.2 栅格尺寸设置537

19.5.3 视图配置539

19.5.4 PCB坐标系统的设置541

19.5.5 设置选项快捷键542

19.6 PCB形状和边界设置543

19.6.1 通过板规划模式定义板形状543

19.6.2 通过2D模式定义板形状546

19.6.3 通过3D模式定义板形状547

19.6.4 PCB中间掏空的设计548

19.7 PCB叠层设置548

19.7.1 柔性电路制造技术的发展549

19.7.2 打开叠层管理器550

19.7.3 添加／删除多个层堆叠551

19.7.4 添加／删除叠层552

19.7.5 更改叠层顺序554

19.7.6 编辑叠层属性555

19.7.7 层设置555

19.7.8 钻孔对556

19.7.9 内部电源层556

19.8 PCB面板的使用558

19.8.1 PCB面板558

19.8.2 PCB规则和冲突558

19.9 PCB设计规则559

19.9.1 添加设计规则559

19.9.2 如何检查规则561

19.9.3 规则应用场合563

19.10 PCB高级绘图对象565

19.10.1 对象类565

19.10.2 房间567

19.11 运行设计规则检查571

19.11.1 设计规则检查报告571

19.11.2 定位设计规则冲突572

第20章 Altium Designer PCB图绘制实例操作574

20.1 PCB板形状和尺寸设置574

20.1.1 定义PCB形状574

20.1.2 定义PCB的边界575

20.2 PCB布局设计576

20.2.1 PCB布局规则的设置576

20.2.2 PCB布局原则576

20.2.3 PCB布局中的其他操作577

20.3 PCB布线设计578

20.3.1 交互布线线宽和过孔大小的设置579

20.3.2 交互布线线宽和过孔大小规则设置580

20.3.3 处理交互布线冲突581

20.3.4 其他交互布线选项582

20.3.5 交互多布线584

20.3.6 交互差分对布线584

20.3.7 交互布线长度对齐587

20.3.8 自动布线589

20.3.9 布线中泪滴的处理593

20.3.10 布线阻抗控制594

20.3.11 设计中关键布线策略595

20.4 测试点系统设计601

20.4.1 测试点策略的考虑602

20.4.2 焊盘和过孔测试点支持602

20.4.3 测试点设计规则设置603

20.4.4 测试点管理605

20.4.5 检查测试点的有效性606

20.4.6 测试点相关查询字段606

20.4.7 生成测试点报告607

20.5 PCB覆铜设计609

20.6 PCB设计检查612

第8篇 Altium Designer PCB仿真和验证619

第21章 IBIS模型原理和功能619

21.1 IBIS模型定义619

21.2 IBIS发展历史620

21.3 IBIS模型生成620

21.4 IBIS模型所需数据621

21.4.1 输出模型621

21.4.2 输入模型623

21.4.3 其他参数624

21.5 IBIS文件格式624

21.6 IBIS模型验证626

21.7 IBIS模型编辑器627

21.7.1 下载IBIS模型627

21.7.2 安装TI元件库628

21.7.3 IBIS模型映射629

第22章 Altium Designer电子线路板极仿真实现632

22.1 Altium Designer信号完整性分析原理和功能632

22.1.1 信号完整性分析原理632

22.1.2 分析设置需求633

22.1.3 操作流程634

22.2 设计实例信号完整性分析634

22.2.1 检查原理图和PCB图之间的元件链接634

22.2.2 叠层参数的设置635

22.2.3 信号完整性规则设置636

22.2.4 为元件分配IBIS模型638

22.2.5 执行信号完整性分析639

22.2.6 观察信号完整性分析结果640

第23章 Altium Designer生成加工PCB的相关文件645

23.1 生成和配置输出工作文件645

23.1.1 生成输出工作文件645

23.1.2 设置打印工作选项646

23.2 生成CAM文件648

23.2.1 生成料单文件649

23.2.2 生成光绘文件650

23.2.3 生成钻孔文件653

23.2.4 生成贴片机文件654

23.3 生成PDF格式文件655

23.4 CAM编辑器655

23.4.1 导入数据设置656

23.4.2 导入／导出CAM文件658

23.5 生成和打印3D视图661

23.5.1 生成3D视图661

23.5.2 打印3D视图662

第9篇 PCB制造工艺流程详解667

第24章 PCB生产工艺及流程667

24.1 工程文件制作667

24.2 PCB制造工艺流程概述672

24.3 L3-L4层（内层）制造工艺流程673

24.3.1 内层基材裁切673

24.3.2 处理线路处理流程673

24.4 L2-L5层制造工艺流程675

24.4.1 L2-L5层压合工艺流程675

24.4.2 L2-L5钻孔工艺流程677

24.4.3 L2-L5层线路制作流程677

24.5 L1-L6层制造工艺流程680

24.5.1 第二次压合L1-L6工艺流程680

24.5.2 棕化减铜工艺流程680

24.5.3 激光钻孔工艺流程680

24.5.4 机械钻孔工艺流程681

24.5.5 L1-L6层线路制作流程681

24.5.6 绿油工序制作流程684

24.5.7 表面处理工艺流程685

24.5.8 成型工艺流程686

24.5.9 电测工艺流程686

24.5.10 FQC＆FQA工艺流程686

24.5.11 包装工艺流程687

24.6 1+4+1盲埋孔板结构说明687

第10篇 Altium Designer高级分析工具691

第25章 高速设计和XSignals的应用691

25.1 高速设计面临的挑战691

25.2 XSignals的目的692

25.3 Xsignals Wizard在DDR3布线中的应用692

第26章 PDN分析工具的应用696

26.1 PDN背景知识696

26.1.1 在源和负载之间有充足的铜皮696

26.1.2 电容的尺寸、值、个数和布局697

26.2 PDN工具的分析流程697

附录A 第18章 设计的原理图702

附录B 第20章 设计的PCB图710

附录C PCB生产工艺参数711

附录D 第25章 的原理图716