PCB设计大全 使用OrCAD Capture与PCB Editorpdf电子书版本下载

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第1章 印制电路板设计和CAD简介 1

1.1 CAD和OrCAD设计套件 1

1.2 印制电路板的生产 2

1.2.1 PCB芯层和叠层 2

1.2.2 PCB的生产流程 4

1.2.3 显像和化学蚀刻 4

1.2.4 机械碾磨 6

1.2.5 叠层对准 6

1.3 OrCAD PCB Editor在PCB设计过程中的功能 7

1.4 PCB Editor输出的设计文件 9

1.4.1 PCB Editor的格式文件 9

1.4.2 Gerber文件 9

1.4.3 PCB装配层和文件 10

第2章 举例介绍PCB的设计流程 11

2.1 设计流程概述 11

2.2 使用PCB Editor设计印制电路板 17

2.2.1 PCB Editor窗口 17

2.2.2 绘制印制板外框 18

2.2.3 放置元件 18

2.2.4 移动和旋转元件 19

2.2.5 印制电路板布线 21

2.2.6 生成制造用底片 23

第3章 工程结构和PCB Editor工具集 24

3.1 工程建立和原理图输入详解 24

3.1.1 Capture工程介绍 24

3.1.2 Capture元件库介绍 26

3.2 PCB Editor环境和工具集介绍 27

3.2.1 术语 27

3.2.2 PCB Editor窗口和工具 28

3.2.3 设计窗口 28

3.2.4 工具栏组 28

3.2.5 可隐藏窗口的控制面板 32

3.2.6 Command窗口 33

3.2.7 WorldView窗口 34

3.2.8 状态栏 34

3.2.9 颜色和可视性对话框 35

3.2.10 Layout Cross Section对话框 36

3.2.11 Constraint Manager 36

3.2.12 生成底片和钻孔文件 37

3.2.13 文本文件介绍 38

第4章 工业标准介绍 40

4.1 标准化组织 40

4.1.1 印制电路协会（IPC——印刷电路学协会，Institute for Printed Circuits） 41

4.1.2 电子工业协会（EIA,Electronic Industries Alliance） 41

4.1.3 电子工程设计发展联合协会（JEDEC,Joint Electron Device Engineering Council） 41

4.1.4 国际工程协会（IEC,International Engineering Consortium） 41

4.1.5 军用标准（Military Standards） 41

4.1.6 美国国家标准协会（ANSI,American National Standards Institute） 42

4.1.7 电气电子工程协会（IEEE,Institute of Electrical and Electronics Engineers） 42

4.2 印制板的类型 42

4.2.1 性能等级 42

4.2.2 制造水平 43

4.2.3 生产类型和装配子类 43

4.2.4 IPC连接盘密度等级 43

4.3 标准生产公差 44

4.3.1 对准公差 44

4.3.2 破孔和孔环控制 44

4.4 PCB的尺寸和公差 44

4.4.1 标准板材尺寸 45

4.4.2 工具区公差及印制板的有效利用 45

4.4.3 标准成品印制板厚度 45

4.4.4 芯层厚度 46

4.4.5 预浸层厚度 46

4.4.6 镀覆孔和通孔的覆铜厚度 47

4.4.7 覆铜厚度 47

4.5 导线和蚀刻公差 48

4.6 标准孔尺寸 48

4.7 阻焊层公差 49

4.8 参考文献 49

4.9 推荐阅读 50

4.10 其他相关资料 50

第5章 可生产性设计 51

5.1 印制板装配和焊接过程 51

5.1.1 装配过程 51

5.1.2 焊接过程 52

5.2 元件放置和导向 55

5.2.1 插装元件的间距 56

5.2.2 表面贴装元件的间距 58

5.2.3 混合插装与表面贴装的间距要求 60

5.3 适应印制板生产的封装和焊盘设计 60

5.3.1 表面贴装元件的焊盘 60

5.3.2 插装元件的焊盘图形 65

5.4 参考文献 69

第6章 PCB设计和信号完整性 70

6.1 与PCB布设无关的电路设计问题 70

6.1.1 噪声 70

6.1.2 失真 71

6.1.3 频率响应 71

6.2 与PCB布设有关的问题 71

6.2.1 电磁干扰和串扰 71

6.2.2 电磁场和电感耦合 72

6.2.3 环路电感 74

6.2.4 电场和电容耦合 75

6.3 地平面和地弹 76

6.3.1 地是什么以及不是什么 76

6.3.2 地（返回）平面 78

6.3.3 地弹和轨塌陷 79

6.3.4 隔离电源和地平面 81

6.4 PCB的电气特性 82

6.4.1 特性阻抗 82

6.4.2 反射 86

6.4.3 振铃 89

6.4.4 电长导线 90

6.4.5 临界长度 92

6.4.6 传输线终端 93

6.5 PCB布线问题 94

6.5.1 基于电性能考虑的元件放置 95

6.5.2 PCB叠层 95

6.5.3 旁路电容和扇出 99

6.5.4 导线宽度和载流能力 99

6.5.5 导线宽度和阻抗控制 100

6.5.6 导线间距和抗电强度 105

6.5.7 导线间距和降低串扰（3w原则） 105

6.5.8 锐角和90°角导线 106

6.6 应用PSpice仿真传输线 107

6.6.1 仿真数字传输线 108

6.6.2 仿真模拟信号 110

6.7 参考文献 111

6.8 按序号排列的参考文献 111

第7章 建立和编辑Capture元件 112

7.1 Capture元件库 112

7.2 复合元件类型 113

7.2.1 同构元件 113

7.2.2 异构元件 113

7.2.3 引脚 113

7.3 元件编辑工具 114

7.3.1 选择工具和设置 114

7.3.2 引脚工具 115

7.3.3 图形工具 115

7.3.4 缩放工具 115

7.4 创建Capture元件的方法 116

7.4.1 方法1：应用New Part选项创建元件 116

7.4.2 方法2：应用Capture电子表格（Spreadsheet）创建元件 125

7.4.3 方法3：从工具菜单中选择Generate Part创建元件 127

7.4.4 方法4：应用PSpice Model Editor生成元件 128

7.5 建立Capture符号 139

第8章 建立和编辑封装 140

8.1 PCB Editor的符号库 140

8.2 封装组成 141

8.2.1 焊盘 142

8.2.2 图形对象 143

8.2.3 文本 143

8.2.4 最小规定封装 144

8.2.5 可选封装对象 144

8.3 Padstack Designer 144

8.3.1 焊盘编辑器的Parameters标签页 146

8.3.2 焊盘编辑器的Layers标签页 146

8.4 封装设计实例 147

8.4.1 实例1：从零开始的插装元件设计 147

8.4.2 实例2：从已有符号开始的表面贴装元件设计 153

8.4.3 实例3：应用符号向导的PGA设计 155

8.5 散热焊盘的曝光符号 159

8.6 机械符号 162

8.6.1 安装孔 162

8.6.2 生成机械绘图 163

8.6.3 在印制板图上放置机械符号 165

8.7 盲孔、埋孔和微孔 166

8.8 应用IPC-7351连接盘图形浏览器（Land Pattern Viewer） 168

8.9 参考文献 170

第9章 PCB设计实例 171

9.1 简介 171

9.2 设计流程概述 171

9.3 实例1：双电源供电的模拟电路设计 173

9.3.1 原始设计思想及准备 174

9.3.2 建立Capture工程 175

9.3.3 PCB Editor设计准备 180

9.3.4 印制板设置 186

9.3.5 设计规则检测与状态 203

9.3.6 定义板层 205

9.3.7 覆铜 207

9.3.8 检查引脚与平面层的连通性 210

9.3.9 定义布线宽度与间距规则 213

9.3.10 印制板预布线 215

9.3.11 手动布线 218

9.3.12 结束设计 220

9.4 实例2：使用分割电源层与接地层的模拟／数字混合设计 225

9.4.1 Capture中的混合信号电路设计 225

9.4.2 为分割平面层定义叠层 229

9.4.3 设置布线约束 233

9.4.4 添加布线层的地平面 238

9.5 实例3：多页面、多电源及多参考地的混合A/D印制板设计与PSpice仿真 241

9.5.1 介绍 241

9.5.2 多平面层策略 241

9.5.3 Capture工程的PSpice仿真设置及印制板设计 244

9.5.4 使用PCB Editor设计印制板 251

9.5.5 设置网络的过孔 257

9.5.6 连接不同接地层的其他方法 262

9.6 例4高速数字电路设计 265

9.6.1 微带传输线的叠层设置 267

9.6.2 应用覆铜和过孔建立散热器 268

9.6.3 确定传输线的临界长度 273

9.6.4 时钟电路的隔离地平面 275

9.6.5 门电路和引脚互换 277

9.6.6 应用互换选项 279

9.6.7 应用自动互换选项 281

9.7 正性平面层 283

9.7.1 正性平面层的底片制作 286

9.7.2 正性和负性平面文件大小的比较 287

9.7.3 应用正性和负性平面层的利弊 288

9.8 设计模板 288

9.8.1 自定义Capture模板 288

9.8.2 自定义PCB Editor印制板模板 288

9.8.3 自定义PCB Editor技术模板 290

9.9 应用印制板向导（Board Wizard） 290

9.10 投入生产 293

9.11 参考文献 293

第10章 底片制作和印制板生产 294

10.1 Capture原理图设计 294

10.2 PCB Editor印制板设计 295

10.2.1 印制板布线 295

10.2.2 放置机械符号 296

10.2.3 生成加工数据 298

10.2.4 生成底片文件 299

10.2.5 生成钻孔文件 306

10.2.6 生成布线路径（Route Path）文件 307

10.2.7 生成布线文件 309

10.2.8 检查底片 310

10.3 应用CAD工具建立PCB图的三维模型 311

10.4 生产印制板 313

10.5 生成拾取与放置文件 313

10.6 参考文献 316

附录A 设计标准系列 317

附录B 封装的部分列表以及OrCAD Layout中的部分封装 319

附录C 各种逻辑元件序列的上升和下降时间 326

附录D 钻孔与螺纹尺寸 328

附录E 按主题参考 329