Altium Designer原理图与PCB设计及仿真

本书从初学者的角度出发，以全新的视角、合理的布局，系统地介绍了Altium  Designer  10.0的各项功能和提高作图效率的使用技巧，并以具体的实例详细介绍了PCB设计的流程。  本书共有11章，全书循序渐进地介绍了Altium  Designer  10.0入门操作、原理图开发环境、绘制电路原理图、原理图设计进阶、PCB设计环境、绘制PCB、PCB设计高级进阶、元器件库操作、仿真等。随书所带的光盘中除了有各章节的操作实例之外还有为读者精心挑选的“网络通信模块设计”、“MP3播放器电路设计”两个工程实例，这两个实例均通过了实际实验验证，可以在此基础上完成实际产品的制作。  本书内容系统，实用性、专业性强，光盘中还特别配备了操作视频演示及讲解。

第1章  操作基础  1

1.1  Altium  Designer  10.0简介  1

1.1.1  Altium  Designer  发展历史  2

1.1.2  Altium  Designer  10.0新特性  2

1.2  Altium  Designer的组成  3

1.2.1  原理图设计系统  3

1.2.2  电路原理图仿真系统  3

1.2.3  PCB设计系统  4

1.2.4  可编程逻辑器件设计系统  5

1.3  Altium  Designer  10.0的安装和启动  5

1.3.1  Altium  Designer  10.0运行的系统需求  5

1.3.2  安装过程与启动  6

1.4  Altium  Designer操作环境  11

1.4.1  工作环境  11

1.4.2  工作面板管理  12

1.4.3  窗口管理  15

1.4.4  基本参数设置  18

1.5  Altium  Designer电路设计的基本流程  21

1.5.1  文件系统  21

1.5.2  绘制原理图  23

1.5.3  绘制PCB图  26

第2章  原理图开发环境  29

2.1  Altium  Designer原理图编辑环境  29

2.1.1  电路原理图的设计步骤  29

2.1.2  创建新的原理图设计文档  30

2.1.3  打开已有的原理图设计文档  31

2.1.4  原理图的保存  31

2.1.5  工程的管理  32

2.2  原理图编辑系统  33

2.2.1  编辑器环境  33

2.2.2  视图的操作  35

2.3  原理图图纸设置  38

2.3.1  【图纸选项】选项卡参数设置  38

2.3.2  【设计信息】选项卡参数设置  40

2.3.3  【单位】选项卡参数设置  41

2.4  电路图首选项设定  42

2.4.1  【General】通用设定  43

2.4.2  【Graphical  Editing】图形编辑设定  48

2.4.3  【Mouse  Wheel  Configuration】鼠标滚轮设定  53

2.4.4  【Compiler】编译器设定  54

2.4.5  【Auto  Focus】自动对焦设定  55

2.4.6  【Library  AutoZoom】元件库自动缩放设定  57

2.4.7  【Grids】网格设定  57

2.4.8  【Break  Wire】切线设定  59

2.4.9  【Default  Units】默认单位设定  60

2.4.10  【Default  Primitives】默认图件参数设定  61

2.4.11  【Orcad】设定  62

第3章  绘制电路原理图  64

3.1  元件库操作  64

3.1.1  元件库的加载与卸载  65

3.1.2  查找元器件  69

3.2  元器件操作  73

3.2.1  放置元器件  74

3.2.2  编辑元件属性  77

3.2.3  元件的选择  82

3.2.4  元件剪切板操作  85

3.2.5  撤消与重做  87

3.2.6  元件的移动与旋转  87

3.2.7  元件的排列  91

3.3  电气连接  94

3.3.1  绘制导线  94

3.3.2  导线的属性与编辑  95

3.3.3  放置节点  98

3.3.4  绘制总线  98

3.3.5  放置网络标号  101

3.3.6  放置电源和接地  102

3.4  放置非电气对象  103

3.4.1  绘制图形  104

3.4.2  放置字符串  113

3.4.3  放置文本框  114

3.4.4  放置注释  116

3.5  放置指示符  117

3.5.1  放置忽略错误规则检查  117

3.5.2  放置编译屏蔽  118

3.5.3  放置PCB布局  119

第4章  原理图设计进阶  121

4.1  原理图的全局编辑  121

4.1.1  元件的标注  122

4.1.2  元件属性的全局编辑  128

4.1.3  字符串的全局编辑  131

4.2  模板的应用  132

4.2.1  设计模板文件  132

4.2.2  调用模板文件  133

4.2.3  更新模板  135

4.2.4  删除模板  135

4.3  多电路原理图的连接  136

4.3.1  认识Off  Sheet  Connector图纸连接器  136

4.3.2  多电路原理图的绘制  137

4.3.3  多电路原理图的查看  139

4.4  层次式电路原理图设计  140

4.4.1  层次式电路图的结构  140

4.4.2  图纸符号及其入口及端口的操作  141

4.4.3  自上而下的电路原理图设计  145

4.4.4  自下而上的电路原理图设计  147

4.4.5  层次结构设置  149

4.4.6  层次原理图之间的切换  150

4.5  编译与查错  152

4.5.1  错误报告设定  152

4.5.2  连接矩阵设定  154

4.5.3  编译工程  154

4.6  生成各种报表  155

4.6.1  生成网络表  156

4.6.2  生成元件表  160

4.6.3  生成简单元件表  162

4.6.4  生成元件交叉引用报表  164

4.6.5  生成层次设计报表  165

4.6.6  生成单引脚网络报表  166

4.6.7  生成端口交叉引用报表  166

4.7  打印输出  167

4.7.1  打印电路图  167

4.7.2  输出PDF文档  170

第5章  PCB设计环境  173

5.1  Altium  Designer  PCB编辑器环境  173

5.1.1  PCB设计步骤  173

5.1.2  创建新的PCB设计文档  174

5.1.3  打开已有的PCB设计文档  175

5.1.4  PCB编辑器界面  175

5.1.5  PCB设计面板  177

5.1.6  PCB观察器  178

5.2  PCB编辑器环境参数设置  180

5.2.1  认识PCB的层  181

5.2.2  PCB层的显示与颜色  181

5.2.3  图件的显示与隐藏设定  184

5.2.4  电路板参数设置  184

5.3  PCB设计的基本常识  185

5.3.1  电路板组成  186

5.3.2  元件（Component）  186

5.3.3  焊盘（Pad）与过孔（Via）  189

5.3.4  铜膜走线（Track）  192

5.4  PCB编辑器首选项设置  194

5.4.1  【General】常规参数设置  195

5.4.2  【Display】显示参数设置  196

5.4.3  【Board  Insight  Display】板观察器显示参数设置  198

5.4.4  【Board  Insight  Modes】板观察器模式参数设置  200

5.4.5  【Board  Insight  Lens】板观察器透镜参数设置  201

5.4.6  【Interactive  Routing】交互式布线参数设置  203

5.4.7  【True  Type  Fonts】字体参数设置  205

5.4.8  【Mouse  Wheel  Configuration】鼠标滚轮参数设置  205

5.4.9  【Defaults】默认参数设置  206

5.4.10  【PCB  Legacy  3D】PCB三维模型设置  207

5.4.11  【Reports】报告参数设置  207

5.4.12  【Layer  Colors】层颜色设置  208

5.5  PCB设计的基本规则  209

5.5.1  Electrical设计规则  209

5.5.2  Routing设计规则  214

5.5.3  SMT设计规则  223

5.5.4  Mask设计规则  225

5.5.5  Plane设计规则  226

5.5.6  Testpoint设计规则  229

5.5.7  Manufacturing设计规则  230

5.5.8  High  Speed设计规则  233

5.5.9  Placement设计规则  238

5.5.10  Signal  Integrity设计规则  241

5.5.11  设计规则向导  244

第6章  绘制PCB  248

6.1  载入网络表  248

6.2  元件布局  251

6.2.1  元件布局的基本规则  251

6.2.2  自动布局  252

6.2.3  自动推挤布局  254

6.3  系统布线  256

6.3.1  自动布线  256

6.3.2  等长布线  265

6.3.3  实时阻抗布线  269

6.3.4  多线轨布线  272

6.3.5  交互式差分对布线  273

6.3.6  交互式布线  280

6.3.7  智能交互式布线  282

6.4  走线的调整  283

6.4.1  手工调整布线  283

6.4.2  电源和地线的加粗  285

6.4.3  敷铜  286

6.4.4  调整文字标注  288

6.5  规则校验  291

6.5.1  DRC设置  292

6.5.2  常规DRC校验  293

6.5.3  设计规则校验报告  295

6.5.4  单项DRC校验  298

6.6  补泪滴、包地  299

6.6.1  补泪滴  299

6.6.2  包地  300

第7章  PCB设计高级进阶  302

7.1  PCB层集合管理  302

7.1.1  快速切换可视层  303

7.1.2  自定义层集合  306

7.1.3  设置自定义层集合  306

7.1.4  调用层集合  307

7.1.5  设置层集合快捷键  307

7.1.6  反转显示电路板  308

7.1.7  导出/导入层集合设置文件  309

7.2  内电层与内电层分割  310

7.2.1  内电层  310

7.2.2  连接方式设置  312

7.2.3  内电层分割  315

7.3  PCB电路图文件的打印与保存  316

7.3.1  打印页面设置  316

7.3.2  打印层面设置  318

7.3.3  打印机设置  320

7.3.4  打印预览  321

7.4  PCB各种报表的生成  322

7.4.1  生成电路板信息表  323

7.4.2  生成网络状态报表  330

7.4.3  生成设计层次报表  334

7.4.4  生成元器件报表  335

7.4.5  产生元器件交差参考表  338

7.4.6  生成其他报表  338

7.5  智能PDF生成向导  341

7.6  对象分类管理器  345

7.7  撤消布线  347

7.8  交互定位与交互选择  347

7.8.1  交互定位  347

7.8.2  交互选择  348

第8章  元器件库操作  349

8.1  元件库介绍  350

8.1.1  元件库的格式  350

8.1.2  元件库标准  350

8.1.3  元件库操作的基本步骤  351

8.2  Altium  Designer的元件库原理图编辑环境  351

8.2.1  新建与打开元器件原理图库文件  351

8.2.2  熟悉元器件原理图库编辑环境  353

8.2.3  集成库的浏览  360

8.3  创建DSP原理图模型  361

8.3.1  创建一个新元件  361

8.3.2  绘制元件的符号轮廓  362

8.3.3  放置元件引脚  362

8.3.4  元件属性编辑  364

8.3.5  元件设计规则检查  366

8.3.6  生成元件报表  367

8.4  Altium  Designer的PCB封装库编辑环境  368

8.4.1  新建与打开元器件PCB封装库文件  368

8.4.2  熟悉元件PCB封装模型编辑环境  368

8.5  创建元件的PCB封装模型  370

8.5.1  利用IPC元件封装向导绘制DSP封装  370

8.5.2  利用元件封装向导绘制封装模型  378

8.5.3  手工绘制元件封装模型  382

8.5.4  元件设计规则检查  385

8.6  集成元件库的操作  386

8.6.1  编译集成元件库  386

8.6.2  生成原理图模型元件库报表  387

8.6.3  生成PCB封装元件库报表  388

8.7  模型管理器  389

8.8  创建一个多子件的原理图元件  393

8.9  从其他库中添加元件  396

8.10  STEP格式3D文件的导入与导出  397

8.11  库分割器  398

8.12  Protel  99  SE  元件库的导入与导出  402

8.12.1  Protel  99SE元件库的导入  402

8.12.2  Protel  99元件库的导出  402

第9章  仿真  405

9.1  电路仿真的基本概念  406

9.2  电路仿真步骤  406

9.3  元器件的仿真模式及参数  407

9.3.1  常用元器件的仿真模型及参数  407

9.3.2  元器件的仿真参数设置  408

9.3.3  特殊仿真元器件的参数设置  409

9.3.4  仿真数学函数的放置及参数设置  411

9.4  电源及仿真激励源  412

9.4.1  电源  412

9.4.2  仿真激励源  413

9.4.3  放置仿真激励源  417

9.5  仿真形式  418

9.5.1  通用参数设置  419

9.5.2  各种仿真模式  421

9.5.3  工作点分析（Operating  Point  Analysis）  421

9.5.4  瞬态特性分析和傅里叶分析（Transient/Fourier  Analysis）  422

9.5.5  直流传输特性分析（DC  Sweep  Analysis）  423

9.5.6  交流小信号分析（AC  Small  Signal  Analysis）  424

9.5.7  噪声分析（Noise  Analysis）  425

9.5.8  零—极点分析（Pole-Zero  Analysis）  426

9.5.9  传递函数分析（Transfer  Function  Analysis）  427

9.5.10  温度扫描（Temperature  Sweep）  427

9.5.11  参数扫描（Parameter  Sweep）  428

9.5.12  蒙特卡罗分析（Monte  Carlo  Analysis）  429

9.6  仿真波形管理  430

第10章  设计实例1：网络通信模块电路设计  431

10.1  实例简介  431

10.2  新建工程  432

10.3  元件的制作  432

10.3.1  制作ENC28j60芯片的封装  432

10.3.2  制作HR911105模块的封装  435

10.4  绘制电路原理图  436

10.4.1  系统供电电路  436

10.4.2  ENC28j60通信电路  437

10.4.3  HR911105网络接口电路  438

10.5  电路原理图的后续操作  438

10.5.1  元件的标注  438

10.5.2  更改元器件的PCB封装  439

10.5.3  原理图的编译与查错  441

10.5.4  生成元器件报表  441

10.5.5  生成网络报表  441

10.6  绘制PCB  443

10.6.1  规划PCB  443

10.6.2  装入网络表和元件封装  444

10.6.3  元件的布局  446

10.6.4  自动布线  447

10.6.5  手工修改布线  449

10.7  PCB设计的后续操作  449

10.7.1  重新定义电路板形状  450

10.7.2  覆铜  451

10.7.3  字符串信息整理  452

10.7.4  DRC检查  453

10.7.5  打印电路图  453

10.7.6  打印PDF文档  455

第11章  设计实例2：MP3播放器硬件电路设计  458

11.1  实例简介  458

11.2  新建工程  459

11.3  载入元件库  459

11.4  绘制电路原理图  460

11.4.1  Mega16L单片机控制系统  461

11.4.2  USB电源供电系统  461

11.4.3  RS-232串口通信系统  462

11.4.4  STA013音频解码器系统  463

11.4.5  DAC模拟信号转换系统  463

11.4.6  人机交互系统  463

11.5  原理图的后续操作  464

11.5.1  元件的标注  464

11.5.2  原理图的编译与查错  465

11.5.3  生成元器件报表  466

11.5.4  生成网络报表  467

11.6  绘制PCB  468

11.6.1  PCB板框设置  468

11.6.2  装入网络表和元件封装  469

11.6.3  元件的布局  471

11.6.4  手动布线  472

11.7  PCB设计的后续操作  474

11.7.1  添加机械固定孔  474

11.7.2  重新定义电路板形状  475

11.7.3  大面积覆铜  476

11.7.4  字符串信息的整理  478

11.7.5  DRC检查  479

11.7.6  PCB文件格式的转化  479

11.7.7  PDF文档输出  480