本书系统论述了电路的原理图设计、电路仿真和印制电路板设计，全书分为两部分： 第1部分（第1~4章）为电路设计与仿真，在介绍常用的电路仿真软件基础上，详细讲解了如何使用Altium Designer、ADS软件实现模拟电路和射频电路仿真，举例说明了基本单元电路的设计与仿真方法； 第2部分（第5~7章）为电路原理图及PCB设计，以Altium Designer 18.0为设计工具，详细介绍了印制电路板基础知识，元器件符号和封装库设计、电路原理图及PCB设计的流程、规则、方法及注意事项等。

本书以培养学生具备电路设计、仿真和PCB设计能力为宗旨，适用于课程教学以及学生自学，可作为高等院校电子信息类本科、专科学生的“电子设计自动化(EDA)技术”课程教材，也可以作为“电路分析基础”“电子电路基础”“通信电子电路”等课程或相关实验的辅导教材，还可以作为电子信息类专业工程技术人员的参考书。

教育部高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材

高等学校电子信息类专业系列教材

Circuit Simulation and PCB Design： Electronic Design 

Automation 

Based on Altium Designer and ADS

电路仿真与PCB设计

基于Altium Designer与ADS的电子设计自动化技术

崔岩松Cui Yansong黄建明Huang Jianming赵同刚Zhao Tonggang编著

内 容 简 介

本书系统论述了电路的原理图设计、电路仿真和印制电路板设计，全书分为两部分： 第1部分（第1~4章）为电路设计与仿真，在介绍常用的电路仿真软件基础上，详细讲解了如何使用Altium Designer、ADS软件实现模拟电路和射频电路仿真，举例说明了基本单元电路的设计与仿真方法； 第2部分（第5~7章）为电路原理图及PCB设计，以Altium Designer 18.0为设计工具，详细介绍了印制电路板基础知识，元器件符号和封装库设计、电路原理图及PCB设计的流程、规则、方法及注意事项等。

本书以培养学生具备电路设计、仿真和PCB设计能力为宗旨，适用于课程教学以及学生自学，可作为高等院校电子信息类本科、专科学生的“电子设计自动化(EDA)技术”课程教材，也可以作为“电路分析基础”“电子电路基础”“通信电子电路”等课程或相关实验的辅导教材，还可以作为电子信息类专业工程技术人员的参考书。

本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。

版权所有，侵权必究。侵权举报电话： 0106278298913701121933

图书在版编目（CIP）数据

电路仿真与PCB设计： 基于Altium Designer与ADS的电子设计自动化技术/崔岩松，黄建明，赵同刚编著.—北京： 清华大学出版社，2019

（高等学校电子信息类专业系列教材）

ISBN 9787302531432

Ⅰ. ①电…Ⅱ. ①崔… ②黄… ③赵…Ⅲ. ①电子电路-计算机辅助设计-应用软件-高等学校-教材Ⅳ. ①TN702.2

中国版本图书馆CIP数据核字（2019）第114458号

责任编辑： 盛东亮

封面设计： 李召霞

版式设计： 

装帧设计： 

责任校对： 梁毅

责任印制： 丛怀宇

出版发行： 清华大学出版社

网址： http://www.tup.com.cn， http://www.wqbook.com  

地址： 北京清华大学学研大厦A座

邮编： 100084

社总机： 01062770175邮购： 01062786544

投稿与读者服务： 01062776969, cservice@tup.tsinghua.edu.cn

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课件下载： http://www.tup.com.cn,01062795954

印装者： 三河市铭诚印务有限公司

经销： 全国新华书店

开本： 185mm×260mm印张： 23插页： 字数： 557千字

附光盘1张

版次： 2019年7月第1版印次： 2019年7月第1次印刷

定价： 69.00元

产品编号： 08347101

随着计算机技术的发展，电子设计自动化技术(EDA)获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透到社会的各个领域，有力地促进了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也变得越来越快。

电子设计自动化技术的核心是电子电路、IC或系统设计及仿真、电子系统的制造及仿真。作者在多年从事电子电路设计与开发以及讲授“电路仿真与PCB设计”课程的基础上，对电子电路设计、仿真与PCB设计方面的基础知识、软件使用、设计经验等内容进行整理和总结后编写完成此书。

本书共分为7章，其中，第1章为电路设计与仿真简介，第2~4章主要介绍电路设计与仿真技术，第5~7章主要介绍电路原理图及PCB设计，内容主要有：

第1章，介绍电子设计自动化技术的发展及现状，并对当前应用于电子电路设计与仿真的主流软件进行介绍。

第2、3章，介绍电子电路仿真的基本工具Spice，包括Spice仿真描述语言和基本的Spice模型，并以Altium Designer 18.0为例，讲解电子电路设计及仿真过程。

第4章，介绍射频电路设计及仿真常用的工具，并以ADS 2017为例，讲解射频电路设计及其S参数仿真，并给出两个射频电路设计及仿真的实例。

第5~7章，介绍电路原理图和PCB设计的流程，并以Altium Designer 18.0为例，讲解原理图和PCB绘制方法，以及PCB设计中布局、布线的规则。

附录部分给出了Altium Designer 18.0快捷键、设计实例的原理图和基本元器件识别及丝印等。

需要说明的是，本书采用的Altium Designer 18.0及ADS 2017软件汉化不完整，所以由其生成的部分图形存在中英文混用的情况。

在本书的编写过程中得到了大量的帮助和支持。特别感谢教育部高等学校电子信息类专业教学指导委员会教材规划项目及清华大学出版社盛东亮编辑对该课程及教材的支持。特别感谢张建、陈铁方、陈乾、王小燕等对本书的资料进行整理及校对。感谢Altium公司大中华区大学计划经理马熙飞。

尽管作者在编写本书的过程中倾尽心力，但是由于水平有限，书中难免存在不妥之处，敬请广大读者不吝赐教。

作者

2019年3月

第一部分电路设计与仿真

第1章电路设计与仿真简介

1.1绪论

1.2模拟电路设计及仿真工具

1.2.1NI Multisim

1.2.2Cadence PSpice

1.2.3Synopsys HSpice

1.2.4MATLAB/Simulink

1.2.5Altium Designer

1.3数字电路设计及仿真工具

1.3.1ModelSim

1.3.2Quartus Prime

1.3.3Vivado

1.4射频电路设计及仿真工具

1.4.1ADS

1.4.2HFSS

1.4.3CST

1.5控制电路设计及仿真工具

1.6电路板设计及仿真工具

1.6.1Altium Designer 

1.6.2Allegro PCB Designer

1.6.3PADS

习题1

第2章Spice仿真描述与模型

2.1电子电路Spice描述

2.1.1Spice模型及程序结构

2.1.2Spice程序相关命令

2.2电子元件及Spice模型

2.2.1基本元件

2.2.2电压和电流源

2.2.3传输线

2.2.4二极管和晶体管

2.3从用户数据中创建Spice模型

2.3.1Spice模型的建立方法

2.3.2运行Spice模型向导

习题2

第3章电子电路设计与仿真

3.1直流工作点分析

3.1.1建立新的直流工作点分析工程

3.1.2添加新的仿真库

3.1.3构建直流分析电路

3.1.4设置直流工作点分析参数

3.1.5直流工作点仿真结果分析

3.2直流扫描分析

3.2.1打开前面的设计

3.2.2设置直流扫描分析参数

3.2.3直流扫描仿真结果分析

3.3交流小信号分析

3.3.1建立新的交流小信号分析工程

3.3.2构建交流小信号分析电路

3.3.3设置交流小信号分析参数

3.3.4交流小信号仿真结果分析

3.4瞬态分析

3.4.1建立新的瞬态分析工程

3.4.2构建瞬态分析电路

3.4.3设置瞬态分析参数

3.4.4瞬态仿真结果分析

3.5参数扫描分析

3.5.1打开前面的设计

3.5.2设置参数扫描分析参数

3.5.3参数扫描结果分析

3.6傅里叶分析

3.6.1建立新的傅里叶分析工程

3.6.2构建傅里叶分析电路

3.6.3设置傅里叶分析参数

3.6.4傅里叶仿真结果分析

3.6.5修改电路参数重新执行傅里叶分析

3.7噪声分析

3.7.1建立新的噪声分析工程

3.7.2构建噪声分析电路

3.7.3设置噪声分析参数

3.7.4噪声仿真结果分析

3.8温度分析

3.8.1建立新的温度分析工程

3.8.2构建温度分析电路

3.8.3设置温度分析参数

3.8.4温度仿真结果分析

3.9蒙特卡罗分析

3.9.1建立新的蒙特卡罗分析工程

3.9.2构建蒙特卡罗分析电路

3.9.3设置蒙特卡罗分析参数

3.9.4蒙特卡罗仿真结果分析

习题3

第4章射频电路设计与仿真

4.1S参数仿真

4.1.1S参数的概念

4.1.2S参数在电路仿真中的应用

4.1.3S参数仿真面板与仿真控制器

4.1.4S参数仿真过程

4.1.5基本S参数仿真

4.1.6匹配电路设计

4.1.7参数优化

4.2谐波平衡法仿真

4.2.1谐波平衡法仿真基本原理及功能

4.2.2谐波平衡法仿真面板与仿真控制器

4.2.3谐波平衡法仿真的一般步骤

4.2.4单音信号HB仿真

4.2.5参数扫描

4.3功率分配器的设计与仿真

4.3.1功分器的基本原理

4.3.2等分型功分器

4.3.3等分型功分器设计实例

4.3.4比例型功分器设计

4.3.5Wilkinson功分器

4.3.6Wilkinson功分器设计

4.3.7电路仿真与优化

4.3.8版图仿真

4.4印刷偶极子天线的设计与仿真

4.4.1印刷偶极子天线

4.4.2偶极子天线设计

4.4.3优化仿真

习题4

第二部分电路原理图及PCB设计

第5章印制电路板设计基础

5.1印制电路板基础知识

5.1.1印制电路板的发展

5.1.2印制电路板的分类

5.2PCB材质及生产加工流程

5.2.1常用PCB结构及特点

5.2.2PCB生产加工流程

5.2.3PCB叠层定义

5.3常用电子元器件特性及封装

5.3.1电阻元器件特性及封装

5.3.2电容元器件特性及封装

5.3.3电感元器件特性及封装

5.3.4二极管元器件特性及封装

5.3.5三极管元器件特性及封装

5.4集成电路芯片封装

5.5自定义元器件设计流程

习题5

第6章电路原理图设计

6.1原理图绘制流程

6.1.1原理图设计规划

6.1.2原理图绘制环境参数设置

6.2原理图元器件库设计

6.2.1元器件原理图符号术语

6.2.2为LM324器件创建原理图符号封装

6.2.3为XC2S300E6PQ208C器件创建原理图符号封装

6.2.4分配器件模型

6.2.5元器件主要参数功能

6.2.6使用供应商数据分配元器件参数

6.3原理图绘制及检查

6.3.1绘制原理图

6.3.2添加设计图纸

6.3.3放置原理图符号

6.3.4连接原理图符号

6.3.5检查原理图设计

6.4导出原理图至PCB

6.4.1设置导入PCB编辑器工程选项

6.4.2使用同步器将设计导入到PCB编辑器

6.4.3使用网表实现设计间数据交换

习题6

第7章印制电路板设计

7.1PCB设计流程及基本使用

7.1.1PCB层标签

7.1.2PCB视图查看命令

7.1.3自动平移

7.1.4显示连接线

7.2PCB绘图对象及绘图环境参数

7.2.1电气连接线

7.2.2普通线

7.2.3焊盘

7.2.4过孔

7.2.5弧线

7.2.6字符串

7.2.7原点

7.2.8尺寸

7.2.9坐标

7.2.10填充

7.2.11固体区

7.2.12多边形覆铜

7.2.13禁止布线对象

7.2.14捕获向导

7.2.15PCB选项对话框参数设置

7.2.16栅格尺寸设置

7.2.17视图配置

7.2.18PCB坐标系统的设置

7.2.19设置选项快捷键

7.3PCB元器件封装库设计

7.3.1使用IPC Footprint Wizard创建元器件PCB封装

7.3.2使用Component Wizard创建元器件PCB封装

7.3.3使用IPC Footprints Batch Generator创建器件PCB封装

7.3.4不规则焊盘和PCB封装的绘制

7.3.5添加3D封装描述

7.3.6检査元器件PCB封装

7.4PCB设计规则

7.4.1添加设计规则

7.4.2如何检查规则

7.4.3AD中相关规则

7.5PCB布局设计

7.5.1PCB板形状和尺寸设置

7.5.2PCB布局规则的设置

7.5.3PCB布局原则

7.5.4PCB布局中的其他操作

7.6PCB布线设计

7.6.1交互布线线宽和过孔大小设置

7.6.2交互布线线宽和过孔大小规则设置

7.6.3处理交互布线冲突

7.6.4其他交互布线选项

7.6.5交互多布线

7.6.6交互差分对布线

7.6.7交互布线长度对齐

7.6.8自动布线

7.6.9布线中泪滴的处理

7.6.10布线阻抗控制

7.6.11设计中关键布线策略

7.7PCB覆铜设计

7.8PCB设计检查

7.9生成加工PCB相关文件

7.9.1生成输出工作文件

7.9.2设置打印工作选项

7.9.3生成CAM文件

7.9.4生成料单文件

7.9.5生成光绘文件

7.9.6生成钻孔文件

7.9.7生成贴片机文件

7.9.8生成PDF格式文件

7.9.9CAM编辑器

7.9.10生成3D视图

习题7

附录AAltium Designer 18.0快捷键

A.1通用环境快捷键

A.2通用编辑器快捷键

A.3SCH/SCHLIB编辑器快捷键

A.4PCB/PCBLIB编辑器快捷键

附录B设计实例原理图

附录C元器件及PCB丝印识别

本书是北京邮电大学崔岩松教授编写的一部官方推荐用书。这套书凝聚了Altium Designer的精华。致力于打造一部可靠的电路设计工具图书。适用于高等学校作为电路与电路板设计的教材，也适合电路工程师作为工具书。本书涉及的主题

? 常用的电子电路设计与仿真工具介绍

? 电子电路SPICE仿真描述与模型创建

? 基于Altium Designer 18.0的电子电路设计与仿真

? 基于ADS 2017的射频电路设计与仿真

? 基于ModelSim 10.5的数字电路设计与仿真

? 基于Proteus VSM的控制电路设计与仿真

? 常用电子元器件特性及封装

? 印制电路板基础知识及材质、生产加工流程

? 元器件的原理图符号和PCB封装制作

? 电路原理图绘制、仿真及检查

? PCB布局布线设计规则及相关参数设置

? 电路信号完整性和电源信号完整性设计及仿真

本书的突出特点

? 介绍了电子设计自动化技术在模拟电路、数字电路、射频电路、单片机电路的应用

? 通过实际电路案例讲解各仿真工具的使用

? 详细描述原理图和PCB的设计规则和设计步骤

? 针对高速电路设计的信号完整性和电源完整性进行系统的讲解和仿真。适合作为普通高校电子设计自动化课程教材。

 

崔岩松：京邮电大学电子工程学院教授，国家级电子信息实验教学中心教学团队。长期从事电子电路设计与EDA技术、多媒体通信与集成电路领域的教学和研究工作。先后开设“电路仿真与PCB设计”“模拟集成电路设计”“三维集成电路设计”等多门本科生及研究生课程。曾获国家科学技术进步奖二等奖、中国通信学会科学技术奖一等奖、中国电子学会电子信息科学技术奖一等奖、北京市教学成果二等奖、北京市科技进步奖三等奖，并获得北京市大学生电子设计竞赛优秀辅导教师、全国高等学校创新创业教育工作突出者、大学生创新创业实践教学先进工作者等荣誉称号。已获授权国家发明专利5项，出版教材3部。