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出版者:电子工业

作者:刘天旺

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2007-8

价格:26.00元

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isbn号码:9787121047305

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Protel 99SE 电路设计实践指南 在当今飞速发展的电子技术领域，一款优秀的电路设计软件是每一位电子工程师、技术爱好者以及相关专业学生的必备利器。Protel 99SE，作为曾经风靡一时的经典EDA（Electronic Design Automation）工具，凭借其强大的功能和相对易于上手的特性，在相当长的一段时间内成为了众多电路设计项目的首选。本书并非对Protel 99SE某一本特定教材的复述或概括，而是旨在通过一套系统性的实操案例，深入浅出地引导读者掌握Protel 99SE这款软件在实际电路设计中的应用精髓，从而独立完成从原理图绘制到PCB（Printed Circuit Board）设计的全过程。 本书的编写理念是“理论与实践相结合，边学边做，快速上手”。我们深知，死记硬背软件的各种菜单和命令，远不如在实际项目中运用它们来得高效和深刻。因此，本书将重心放在了通过一系列精心挑选、涵盖不同应用场景的典型电路设计项目，来展现Protel 99SE的强大能力。每一章节都围绕一个具体的设计任务展开，从需求分析、原理图设计、元器件库管理、PCB布局布线，到最终的输出 Gerber 文件，都力求做到细致入微，并提供详细的操作步骤和注意事项。 本书内容构成与特色： 本书的结构安排旨在循序渐进，帮助读者逐步建立起完整的电路设计流程认知。 第一部分：Protel 99SE 基础入门与核心功能解析 在正式进入复杂项目设计之前，我们需要为读者打下坚实的基础。这部分内容将详细介绍Protel 99SE的安装与基本配置，帮助您快速搭建起属于自己的设计环境。随后，我们将逐一讲解软件的核心模块： 原理图编辑（Schematic Capture）： 这是电路设计的起点。我们将介绍如何创建新的工程，如何在原理图库中查找和放置元器件，如何进行导线连接，如何添加总线和端口，以及如何利用层次化设计理念来管理复杂的原理图。我们会强调符号的规范绘制、参数的正确设置以及原理图的可读性，这对于后续的PCB设计至关重要。 元器件库管理（Component Library Management）： 软件功能的强大很大程度上依赖于其丰富的元器件库。本书将详细讲解如何创建、编辑和管理自定义元器件库，包括符号编辑器（Symbol Editor）和PCB封装编辑器（PCB Footprint Editor）的使用。我们将演示如何根据实际元器件的尺寸和引脚定义，精确地绘制PCB封装，并将其与原理图符号关联，确保后续PCB设计的准确性。 PCB设计（PCB Design）： 这是将电路图转化为实际电路板的关键环节。我们将深入探讨PCB设计的主要步骤： PCB文档创建与设置： 如何根据原理图生成PCB文档，如何设置PCB的尺寸、单位、网格，以及如何定义不同的铺铜层和丝印层。 布局（Placement）： 合理的元器件布局是PCB设计成功的基石。我们将讲解影响布局的各种因素，如信号流向、发热元器件、高频元件、连接器位置等，并提供多种布局技巧和策略，帮助您优化布局，减小噪声，提高信号完整性。 布线（Routing）： 自动布线与手动布线相结合是最高效的方式。我们将详细介绍Protel 99SE的自动布线器使用方法，包括设置布线规则（如线宽、过孔类型、间距等），并重点讲解手动布线技巧，如多边形铺铜、差分对布线、电源/地线处理、背钻应用等，以应对各种复杂的布线需求。 DRC（Design Rule Check）： 设计规则检查是确保PCB设计符合制造要求、避免后期生产问题的关键步骤。我们将讲解如何设置和运行DRC，如何解读DRC报告，并如何根据报告中的错误进行修改。 输出生成（Output Generation）： 完成PCB设计后，需要生成一系列用于PCB制造的文件。本书将详细介绍Gerber文件、钻孔文件（Excellon）、物料清单（BOM）的生成方法，并讲解如何设置这些输出文件的参数，以满足不同PCB厂家（PCB Fab House）的要求。 第二部分：典型电路设计实战案例 理论学习固然重要，但只有通过实际的项目演练，才能真正巩固知识并提升技能。本书精心挑选了多个不同复杂度、不同应用领域的典型电路设计案例，让您在实践中学习Protel 99SE的强大功能： 案例一：简单直流电源模块设计 目标： 设计一个包含变压器、整流、滤波和稳压功能的简单直流电源。 学习重点： 原理图的绘制与验证，常用模拟元器件符号的查找与连接，电源线和地线的处理，基本PCB布局和单层板布线。 案例二：LED驱动与控制电路设计 目标： 设计一个能够通过PWM信号控制LED亮度的驱动电路。 学习重点： 引入数字元器件（如MCU的简化模型或逻辑门），学习不同类型元器件的封装库匹配，多层板的简单布线，以及如何利用Allegro PCB Designer（Protel 99SE的后续强大版本，概念相通）的某些高级布线特性（如差分对）进行初步探索。 案例三：音频放大电路设计 目标： 设计一个简单的音频前置放大器或功率放大器电路。 学习重点： 模拟信号的布线规则，噪声抑制技巧，高频特性考虑（尽管是模拟，但需要考虑其工作频率下的阻抗匹配），以及PCB板的金手指（Connector）封装与设置。 案例四：嵌入式系统核心板PCB设计（简化版） 目标： 设计一个包含微控制器、晶振、复位电路、供电接口等基本外围的嵌入式系统核心板。 学习重点： 复杂集成电路（IC）的封装库选择与放置，高速信号线的布线（如时钟线），电源完整性（Power Integrity）初步考虑（如使用大面积铺铜作为电源层/地层），差分信号的处理，多层板的深入布线技巧。 案例五：射频电路PCB设计（基础概念） 目标： 介绍射频电路PCB设计的一些基本原则，例如阻抗匹配，传输线概念。 学习重点： 学习如何设置特定线宽以实现50欧姆阻抗匹配（虽然Protel 99SE在射频专业性上不如后续版本，但可用于基础学习），讲解射频电路PCB布局与布线的特殊考虑。 贯穿全书的实用技巧与注意事项： 除了以上详细的案例分析，本书还将穿插介绍大量实用技巧和注意事项，这些都是在实际设计中经验的积累： 工程管理： 如何组织和管理复杂的Protel 99SE工程文件，如何进行版本控制。 设计规范： 遵循行业标准和厂商要求，绘制符合生产标准的PCB。 元器件选型： 如何根据电路需求选择合适的元器件，并确保其在Protel 99SE中有对应的封装。 信号完整性与电源完整性基础： 讲解一些基本的概念，并如何在Protel 99SE中通过布局布线来改善。 EMC/EMI 基础： 介绍一些常见的电磁兼容性问题，以及如何在PCB设计中进行预防。 与其他软件的协同： 简要介绍Protel 99SE与其他EDA工具或仿真软件的协同工作流程。 疑难杂症的解决： 收集和解答在实际使用中可能遇到的常见问题。 目标读者： 本书的目标读者群体广泛，包括： 电子工程专业的学生： 帮助您快速掌握电路设计的核心技能，为毕业设计和未来的职业生涯打下坚实基础。 嵌入式系统开发工程师： 学习如何将您的嵌入式系统设计转化为实际的PCB。 电子产品爱好者： 掌握DIY电子项目的关键环节，实现您的创意。 初入PCB设计领域的工程师： 提供一套系统性的学习路径，快速入门并提升设计能力。 希望巩固和深化Protel 99SE应用技能的从业人员。 本书的价值： 本书的独特价值在于其“实践导向”的教学理念。我们相信，通过亲手操作和解决实际问题，您将比单纯阅读理论书籍更能深刻地理解Protel 99SE的设计流程和强大功能。本书提供的不仅是软件操作指南，更是一种“设计思维”的培养。通过一个个生动的案例，您将学会如何将抽象的电路概念转化为可制造的物理实体，并在这个过程中不断提升自己的问题解决能力和创新能力。 学习Protel 99SE，就像学习一门新的语言。掌握了语法（软件操作），您还需要通过大量的写作（实际项目）来熟练运用。本书正是您学习这门“电路设计语言”的最佳实践手册。无论您是刚刚踏入电子设计领域的新手，还是希望系统梳理和提升Protel 99SE技能的从业者，本书都将是您不可或缺的得力助手，助您在精彩的电子设计世界中游刃有余，创造出属于自己的杰出作品。

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我最欣赏的是其在流程组织上的那种“实战导向”的严谨性。这不是那种纯粹的软件手册式的堆砌，它更像是一位经验丰富的项目经理在带你走一个完整的项目周期。从最初的原理图输入规范，到元件封装库的建立标准，再到布局布线的策略选择，每一步都有清晰的“最佳实践”和“常见陷阱”的对比分析。尤其是在多层板设计的部分，作者对电源层和地层分割的细节处理，简直是教科书级别的示范。他没有用过于花哨的例子，而是选取了几个典型的工业控制和通讯电路作为案例，这些案例的共性强，更容易让不同领域的读者产生代入感。更难能可贵的是，书中多次强调了“设计意图的文档化”，要求读者在每一步操作后记录设计决策背后的原因和取舍，这对于后续的维护和团队协作至关重要。这种深入骨髓的职业素养的培养，远远超出了一个“工具使用指南”的范畴，它在塑造读者严谨的工作习惯，这在现在这个追求快速交付的时代，显得尤为可贵。

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阅读体验方面，这本书的图文排版虽然略显陈旧，但信息密度控制得非常好，没有冗余的废话。很多介绍新功能的章节，作者都会先回顾旧版本中的不足，然后引出99SE是如何改进的，这种“对比学习法”极大地增强了知识点的留存率。对于习惯了现代高分辨率屏幕和扁平化界面的读者来说，初看可能会觉得界面截图有些“复古”，但正是这种复古，反而帮助我们更好地理解了当时工程师们在资源有限的情况下是如何思考和操作的。例如，在处理差分信号走线时，它不仅仅展示了如何拉伸线条，还详细解释了为什么需要牺牲部分走线长度来保持线间距的一致性，并给出了早期计算线宽和间距的经验公式。这种“追本溯源”的讲解方式，让读者在学习软件功能的同时，也在回顾电子设计自动化的发展历程，提供了一种更宏大的视角来看待我们手中的工具。

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最让我感到惊喜的是，这本书在设计收尾阶段的详尽说明，这通常是其他教程最容易敷衍了事的部分。它对“制程可制造性设计”（DFM, Design For Manufacturing）的关注，体现了作者深厚的工程背景。书中细致地讲解了钻孔的最小直径限制、阻焊层（Solder Mask）开窗的设计规范、以及字符层（Silkscreen）如何避免覆盖焊盘和过孔，这些细节直接关系到PCB打样的成功率和最终产品的可靠性。作者甚至提供了一个检查清单，用于在出Gerber文件之前进行最后的自检，这对于依赖外部代工厂的个人开发者或小型团队来说，简直是省钱省时间的“救命稻草”。很多新手正是因为忽略了这些DFM规范，导致PCB来料后出现焊点虚焊、元件装配困难等问题。这本书的价值在于，它将设计者与制造者之间的“信息鸿沟”通过清晰的规范指导有效地弥合了，让读者从设计之初就带着工厂的视角去审视自己的作品，这是一种高阶的设计思维训练。

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我发现在处理特殊元器件布局时，这本书提供了许多独到的见解，这些在当前很多专注于通用设计的新教程里几乎找不到。比如，对于需要强散热的功率器件，书中详细讨论了如何设计导热过孔阵列（Thermal Vias Array）以及如何在PCB上合理分配铜箔面积来辅助散热，并配有热成像模拟的示意图（即便是基于早期工具的简化模拟）。此外，在射频（RF）电路的布局指导上，作者的谨慎态度非常值得称赞。他没有试图让这本书变成一本专业的射频设计圣经，而是明确指出了在低成本、多层板环境下，如何通过精细的布线工艺来尽量抑制噪声的辐射和串扰，强调了敷形地（Pouring Ground）的重要性，以及如何避免信号线跨越分割线。这种量力而行、侧重实用性和可靠性的指导方针，使得这本书对于那些需要在非专业RF环境下进行混合信号设计的工程师来说，具有极高的参考价值。

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这本书的封面设计实在是很能勾起人对那个时代电子设计热情的怀旧感，那种略带粗糙但又充满工程师精神的排版，仿佛能闻到印刷油墨的味道。我拿到这本书的时候，首先被吸引的是它对基础理论的阐述方式，作者并没有急于抛出复杂的技巧，而是花了大量篇幅去讲解PCB设计背后的电磁兼容性（EMC）原理和信号完整性（SI）的基础概念。要知道，在很多快速入门的教程里，这些“枯燥”但至关重要的理论往往被一笔带过，读者学到的可能只是“照猫画虎”的操作流程，一旦遇到实际项目中的疑难杂症，比如高频信号的反射、电源噪声的耦合，就束手无策了。这本书的厉害之处就在于，它将这些复杂的物理现象，用非常直观的工程语言和图示结合的方式呈现出来，即便是初学者，也能建立起一个扎实的理论框架，明白“为什么”要这么画线，而不是仅仅知道“怎么”画线。比如，它对阻抗控制的讲解，结合了史密斯圆图的简化应用，让人感觉，即便是早期版本的EDA工具，也能通过扎实的理论指导，设计出符合现代标准的高性能电路板。这种对底层逻辑的重视，极大地提升了读者解决实际问题的能力，而不是仅仅停留在软件操作层面，这对于想成为真正电子工程师的人来说，是无价之宝。

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