电路原理图全能设计-从初级到资深 pdf下载

本书重点从产品设计的角度讲述如何进行电路原理图的设计

本书系统地讲述了电路原理图的设计，全书一共有5章。第1章是原理图设计规范，从原理图版面设计、元器件管理、原理图设计约束等方面仔细讲解了设计原理图时要遵守的规范； 第2章是原理图检查单，原理图检查单的作用是规范原理图的评审要素，使原理图评审过程更加高效； 第3章以Cadence 17.4为基础，对原理图的设计过程进行了详细阐述，目的是让读者一步一步地根据流程设计出符合产品要求的原理图； 第4章是电路仿真，重点讲解如何创建仿真电路、绘制仿真电路和执行仿真； 第5章是具体案例，以设计一款安防主控板为例，完整讲述了原理图的绘制方法和设计注意事项。

本书在编写时力求做到深入浅出、图文并茂、通俗易懂，在讲述原理图绘制时把电路设计与实际的产品设计结合起来，做到了理论知识与实际应用相结合，原理图设计与产品设计相结合。

本书内容详实、条理清晰，适用于高等学校电子信息类本科生及大专生使用，也可以供从事电路设计的工程技术人员阅读。

朱波，从事硬件电路和产品设计工作20余年，担任过硬件工程师、硬件总监等职务，在电路可靠性设计方面积累了丰富的实战经验。主导设计过的产品，市场销售累计上千万台，产品可靠性高，在行业内处于领先位置。

第1章原理图设计规范

1．1概述

1．2电路的基本概念

1．2．1电路的主要物理量

1．2．2电路元件

1．2．3节点、支路与回路

1．3原理图设计规范基本原则

1．4确定需求

1．5原理图构成

1．6原理图版面设计

1．7元器件管理

1．8元器件符号

1．9网络标号命名

1．10原理图绘制步骤与方法

1．10．1总线式画法

1．10．2CPU的画法

1．10．3测试点放置

1．11原理图设计约束

1．11．1电路接口电平匹配约束

1．11．2器件工作速率约束

1．11．3对外接口热插拔约束条件

1．11．4产品认证约束

1．12电路设计模块化与重用

1．13信号完整性与电源完整性设计

1．13．1信号质量

1．13．2串扰

1．13．3电源噪声抑制

第2章原理图检查单

2．1检查项等级划分

2．2原理图规范检查项

2．3元器件选型检查项

2．4电源与接地检查项

2．5总线接口电路检查项

2．6引脚处理检查项

2．7时钟电路检查项

2．8通用技术检查项

2．9可制造性检查项

2．10模块电路检查项

第3章原理图绘图(基于Cadence 17．4)

3．1Cadence 17．4介绍

3．2OrCAD Capture功能模块

3．3原理图管理器

3．3．1新建原理图

3．3．2打开原理图

3．3．3平坦式原理图与层次式原理图

3．4原理图元件库

3．4．1加载元件库

3．4．2新建元件库和移除元件库

3．4．3新建元件

3．4．4通过Excel表格创建元件

3．4．5通过复制创建元件

3．5原理图绘制

3．5．1进入原理图编辑界面

3．5．2编辑界面常用设置

3．5．3元件放置

3．5．4元件属性设置

3．5．5元件边框编辑

3．5．6绘制导线

3．5．7绘制总线

3．5．8自动连线

3．5．9放置网络连接符

3．5．10放置电源符号和接地符号

3．5．11放置非连接符号

3．6非电气对象的放置

3．6．1放置辅助线

3．6．2绘制矩形

3．6．3放置字符

3．6．4放置图片

3．7原理图全局编辑

3．7．1元件位号编辑

3．7．2元件属性编辑

3．7．3网络标号编辑

3．7．4原理图的查找功能

3．8原理图后期处理

3．8．1设计规则检查

3．8．2输出第一方网络表

3．8．3输出第三方网络表

3．8．4BOM表输出

3．9打印输出

3．9．1打印属性设置

3．9．2局部打印设置

3．9．3打印预览与打印

3．10原理图绘制实例

3．10．1工程文件创建

3．10．2元件库创建

3．10．3新元件制作

3．10．4图纸尺寸设置

3．10．5元件放置与布局

3．10．6电气连接的放置

3．10．7元件位号重新排序

3．10．8DRC检查

第4章电路仿真(基于OrCAD PSpice)

4．1PSpice介绍

4．2PSpice仿真模块

4．3使用电路仿真软件的目的

4．4PSpice中数字、单位、元件符号

4．5PSpice元件库

4．6创建仿真电路

4．7绘制仿真电路

4．8设置仿真参数和执行仿真

4．9放置Probe探针仿真

4．10直流工作点分析

4．10．1绘制仿真原理图

4．10．2直流工作点仿真参数设置

4．10．3执行仿真并观察结果

4．11直流扫描分析

4．11．1绘制仿真原理图

4．11．2直流扫描分析参数设置

4．11．3执行仿真与分析输出波形

4．12交流分析

4．12．1电路频率响应

4．12．2交流分析信号源

4．12．3绘制仿真原理图

4．12．4交流仿真分析参数设置

4．12．5执行仿真与波形分析

4．13瞬态电路仿真

4．13．1瞬态信号源介绍

4．13．2绘制仿真原理图

4．13．3设置PSpice仿真参数

4．13．4执行PSpice仿真程序

4．14诺顿定理仿真

4．14．1绘制原理图

4．14．2设置仿真参数

4．14．3执行仿真与结果分析

4．14．4验证定理

4．15晶体三极管放大电路分析

4．15．1静态工作点计算

4．15．2静态工作点的温度特性分析

4．15．3静态工作点对放大电路的影响

4．15．4测量输入电阻和输出电阻

4．15．5放大电路的频率响应特性

4．16PSpice高级仿真功能

4．16．1温度分析

4．16．2最坏情况分析

4．16．3傅里叶分析

第5章安防主控板电路设计(具体案例)

5．1实例概述

5．2主控板规格书

5．3原理图设计要求

5．3．1CPU小系统设计要求

5．3．2电源设计要求

5．3．3外围接口电路设计要求

5．4原理图绘制

5．5PCB设计

5．5．1器件布局原则

5．5．2PCB布线原则

5．5．3PCB Layout

电路原理图设计是做好一款电子产品的基础，设计一份准确和规范的原理图对产品功能的实现、产品硬件可靠性和PCB设计有重要的指导意义。本书从原理图设计规范、原理图检查清单、原理图绘制方法和原理图仿真四个方面对设计一份准确和规范的原理图进行了详细的讲解。其中原理图设计规范和原理图检查清单经常被硬件工程师所忽略，在实际电路设计的过程中，不少工程师急于电路功能的实现，在原理图绘制时不够严谨，原理图绘制完成后，也没有进行检查清单的核对和评审，导致后期电路调试出现较多的问题。本书作者真心地希望硬件设计人员在阅读本书以后，在原理图设计过程中能充分考虑原理图的可阅读性、规范性，以及把原理图设计与产品可制造性、成本控制等多方面结合起来，全面提升自己的硬件综合设计能力，成为一名合格的硬件设计工程师。

如何阅读本书

电路原理图涉及的硬件知识众多，本书重点从产品设计的角度讲述如何进行电路原理图的设计。如果您是一位初入职场的硬件设计人员，建议通读本书，尤其是第1章原理图设计规范和第2章原理图检查单。如果您已经有了较好的硬件设计基础，建议您先翻阅本书的目录，按自己的需要来阅读本书，不过第4章基于OrCAD PSpice的电路仿真建议要仔细阅读，电路仿真给出了一个成本低、效率高的电路验证方法。熟练掌握电路仿真后，能够预测和更好地理解电路行为，对电路假设的情形进行实验，在产品进入原型机开发阶段之前，找出电路的问题所在。

当然阅读也不是千篇一律的，不同的读物需要用相应的方式来阅读，尤其是理解性阅读，并非易事，需要一边实践一边理解书籍要表达的内容。阅读是一门艺术，而掌握一门艺术，又岂会是一时之功。

为什么要写这本书

在出版了第一本书《硬件电路与产品可靠性设计》之后，得到了不少读者认可，第一本书在出版了半年时间内又第二次印刷，第一本书的销量激励着我继续写作。其次写作可以完善自己的知识结构，我们大部分人每天都做着重复的工作，把零散的工作串联起来，梳理出属于自己的一套知识体系，并通过文字、图片和表格的方式整理成书稿其实是一件很快乐的事情。

写书的感触

从事了20多年的硬件设计工作，多年来我坚持每周做几小时的知识总结，这为写书奠定了较好的理论基础。我的写作宗旨是： 要么不写，要写就要写出非常实用与非常贴切的案例，从硬件知识领域来看，本书注重的是实际操作，全面讲述原理图的绘制方法，以及如何进行原理图的信号仿真。

写作是一个较长的过程，本书从选题到书稿的完成经历了10个月左右的时间。这期间，有困惑、有迷茫，特别是在案例讲解过程中如何做到既全面又要有深度。研究越深入，越能发现很多细微的问题需要解决，我经常感觉到“柳暗花明又一村”，当碰到不同知识点需要并行讲解时，则有“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”的感觉。写作，说不难也难，只要我们静下心来，认真地去思考去写作，就一定能写出读者满意的作品和自己满意的作品。

写在最后

本人生活在深圳，深圳被誉为“硬件之都”，每当路过“中国电子第一街”的华强北，感慨只有创作出更好的作品才能跟上这个城市的步伐，更感慨我国电子行业的强大。

感谢清华大学出版社的编辑杨迪娜老师，她的专业和敬业令笔者由衷钦佩。在此也对所有为本书付出心血的清华大学出版社的工作人员表示诚挚的谢意。

深知读者对科技类书籍要求越来越高，虽然在编写的过程中力求做到合理、准确，然而水平有限，书中难免存在不足与错误之处，敬请广大读者批评指正，在此表示衷心感谢。

朱波

2024年4月，深圳