Altium Designer 22电路设计与仿真实战从入门到精通

2022年，Altium公司在其官网推出了电子电路设计软件Altium Designer 22。与以往的版本相比，Altium Designer 22无论是在原理图设计方面还是在印制电路板（PCB）版图设计方面，都添加了诸多新功能。本书将对这些新功能进行解读，为广大电子设计自动化（EDA）设计人员提供新增工具的信息，帮助EDA设计人员更快地掌握 Altium Design 22的新功能，以跟上高速发展的EDA技术。 本书对Altium Designer 22的功能进行全面而详细的讲解，重点介绍如何利用Altium Designer 22进行原理图设计、PCB版图设计、信号完整性分析和混合信号仿真。本书是电子工程师的入门级参考工具书，读者读完本书之后，能独立完成通用电子电路设计。此外，本书精心选编的3个嵌入式项目实战案例（PWM信号电机驱动、STM32单片机控制系统、SAM V71仿真开发板），分别从不同层面提供具体的设计参考，读者可以根据实际设计需求选读。 本书可以作为电子电路相关专业的高年级本科生拓展阅读的资料，也可以作为有志从事电子电路设计工作的低年级研究生的入门参考书。对硬件电路技术感兴趣的研发工程师也适合阅读本书。

陈之炎，北京交通大学通信与控制工程专业毕业，获得工学硕士学位，历任长城计算机软件与系统公司，大唐微电子公司等企业的电子工程师。作为硬件电路的主设计师，参与到金税一期，RFID 等项目当中，在EDA领域积累了丰富的经验；长期担任清华数据派和大数据文摘特约供稿者，发表过近20万字的有关人工智能和大数据的译作，作品被CSDN、知乎等多个专业知识共享平台所转载。著有专著《自然语言处理之BERT 实战》。

第 1章 Altium Designer 22概述 001 1.1　Altium Designer 22的新功能 002 1.2　熟悉Altium Designer 22的开发环境 004 1.2.1　主菜单 005 1.2.2　活跃工具栏 006 1.2.3　快速访问工具栏 006 1.2.4　状态栏 006 1.2.5　打开文档和活跃文档 006 1.2.6　【优选项】对话框 007 1.2.7　项目和文件导航栏 007 1.2.8　面板 008 1.2.9　提示信息 008 1.2.10　许可证授权 009 1.2.11　软件扩展和更新 009 1.2.12　获取帮助信息 009 1.2.13　Altium Designer 22设计术语表 009 第 2章 原理图设计 011 2.1　电路设计的通用流程 011 2.2　创建新项目 014 2.3　添加原理图 015 2.4　设置文档属性 016 2.5　搜索元器件 016 2.5.1　获取搜索结果 016 2.5.2　查找无线电发射机元器件 017 2.6　放置无线电发射机元器件 025 2.7　原理图连线 028 2.8　设置项目选项和动态编译 029 2.9　检查原理图的电气特性 029 2.10　项目验证与错误检查 033 第3章 PCB版图设计 035 3.1　创建新的PCB文件 035 3.2　设置PCB的位置和尺寸 036 3.3　设置默认属性值 039 3.4　迁移设计 040 3.5　设置图层的显示方式 041 3.6　栅格设置 044 3.7　设置设计规则 046 3.8　元器件定位和放置 052 3.9　交互式布线 055 3.10　PCB设计验证 061 3.10.1　设置违规显示方式 062 3.10.2　设置设计规则检查器 063 3.10.3　运行DRC 064 3.10.4　定位错误 066 3.11　项目输出 072 3.11.1　输出文档种类 072 3.11.2　独立的输出作业文件 073 3.11.3　设置Gerber文件 074 3.11.4　设置生成验证报告 077 3.11.5　设置物料清单 077 3.11.6　输出物料清单 079 3.12　项目发布 080 3.13　查看项目历史 082 3.14　在Web Viewer界面中查看项目 083 3.15　文件批注 085 3.16　项目共享 085 第4章 制作元器件库 088 4.1　原理图库的制作 089 4.1.1　准备阶段 090 4.1.2　创建原理图符号 090 4.1.3　编辑原理图符号 092 4.1.4　设置引脚属性 092 4.1.5　利用面板创建原理图符号 094 4.1.6　定义符号属性 094 4.1.7　原理图符号生成工具 095 4.2　PCB封装库的制作 096 4.2.1　手动创建元器件的PCB封装 097 4.2.2　利用IPC兼容的封装向导创建元器件封装 098 4.2.3　利用IPC封装批量生成器创建元器件封装 099 4.2.4　利用封装向导创建元器件封装 100 4.2.5　创建异形焊盘 100 4.2.6　位号和批注字符串 101 4.2.7　验证元器件的封装 102 4.2.8　更新PCB封装库 102 4.2.9　将创建好的元器件封装发布到服务器上 103 4.3　集成库的制作 103 4.3.1　集成库的优点 103 4.3.2　创建集成库 104 4.3.3　根据项目文件创建集成库文件包 107 4.3.4　修改集成库 108 4.3.5　集成库反编译 108 第5章 信号完整性分析 110 5.1　SI简介 110 5.1.1　对只有原理图的项目进行SI分析 111 5.1.2　对项目的PCB文档进行SI分析 111 5.2　前期准备工作 112 5.2.1　使用【Model Assignments】对话框添加SI模型 112 5.2.2　使用【Model Assignments】对话框修改元器件模型 113 5.2.3　保存模型 114 5.2.4　手动为元器件添加SI模型 114 5.2.5　设置被动元器件 115 5.2.6　设置IC 115 5.2.7　导入IBIS文件 115 5.2.8　编辑引脚模型 115 5.3　原理图中的SI设计规则 116 5.4　信号激励设计规则 117 5.5　PCB的SI设计规则 118 5.6　设置SI设置选项 119 5.7　仅原理图模式下的SI设置选项 119 5.7.1　使用【Signal Integrity】面板 119 5.7.2　查看筛选结果 119 5.7.3　选项设置 121 5.7.4　设置公差 122 5.8　选定待分析的网络 123 5.8.1　选择待分析的网络 123 5.8.2　设置被干扰源网络和干扰源网络 123 5.8.3　设置双向引脚的方向 123 5.8.4　编辑缓冲区 124 5.8.5　终端 124 5.8.6　在原理图上放置终端 125 5.9　进行SI分析 125 5.9.1　反射 126 5.9.2　串扰 126 5.9.3　使用【Waveform Analysis】窗口 126 5.10　【Waveform Analysis】窗口 127 5.10.1　文档选项 127 5.10.2　选择波形 128 5.10.3　在自定义的坐标图中查看波形 128 5.10.4　向坐标图中添加波形 128 5.10.5　编辑新波形 129 5.10.6　保存和召回波形 129 5.10.7　创建新图表 129 5.10.8　创建FFT图表 129 5.10.9　创建新坐标图 130 5.10.10　使用【Sim Data】面板 131 第6章 混合信号仿真 132 6.1　SPICE简介 132 6.2　信号源 134 6.3　通用仿真流程 139 6.3.1　准备工作 139 6.3.2　运行所有分析 151 6.3.3　仿真结果测量 152 6.4　仿真原理图设计 154 6.4.1　仿真仪表板 154 6.4.2　成功实现电路仿真的必要条件 155 6.4.3　原理图中元器件的获取 156 6.4.4　为原理图中的元器件添加仿真模型 160 6.5　运行仿真 164 6.6　结果显示和分析 165 6.7　使用绘图 166 6.7.1　测量游标 168 6.7.2　定义数学表达式 169 6.7.3　添加新坐标图 169 6.8　SPICE网表 170 第7章 高速PCB设计 175 7.1　高速PCB设计简介 175 7.2　高速PCB堆叠设计和阻抗计算 176 7.2.1　PCB材料选择、层数目和板材厚度 176 7.2.2　电气系统中的传输线损耗 177 7.2.3　不同射频PCB材料的比较 179 7.2.4　高速PCB的阻抗控制 181 7.3　高速PCB设计的注意事项 183 7.3.1　高速PCB的布局规划 183 7.3.2　SI设计 183 7.3.3　高速PCB布线 184 7.3.4　PI 184 第8章 PWM信号电机驱动 185 8.1　绘制原理图 185 8.1.1　创建新项目 186 8.1.2　添加原理图 186 8.1.3　设置文档属性 187 8.1.4　查找并获取元器件 187 8.1.5　放置元器件 188 8.1.6　原理图连线 189 8.1.7　动态编译 189 8.1.8　设置错误检查条件 189 8.1.9　进行项目验证与错误检查 192 8.2　绘制PCB版图 192 8.2.1　创建PCB文件 192 8.2.2　设置PCB的形状和位置 192 8.2.3　设置PCB的默认属性 193 8.2.4　迁移设计 193 8.2.5　设置图层显示方式 194 8.2.6　栅格设置 194 8.2.7　设置设计规则 194 8.2.8　元器件定位和放置 195 8.2.9　交互式布线 196 8.3　PCB设计验证 197 8.3.1　设置违规显示方式 197 8.3.2　设置设计规则检查器 197 8.3.3　运行DRC 197 8.3.4　定位错误 197 8.4　项目输出 197 8.4.1　创建输出作业文件 197 8.4.2　设置Gerber文件 198 8.4.3　设置物料清单 198 8.4.4　输出物料清单 198 8.5　项目发布 198 第9章 STM32单片机控制系统 199 9.1　绘制原理图 199 9.1.1　创建新项目 200 9.1.2　添加原理图 200 9.1.3　设置文档属性 200 9.1.4　查找并获取元器件 201 9.1.5　放置元器件 201 9.1.6　原理图连线 202 9.1.7　动态编译 203 9.1.8　设置错误检查条件 203 9.1.9　进行项目验证与错误检查 205 9.2　绘制PCB版图 205 9.2.1　创建PCB文件 205 9.2.2　设置PCB的形状和位置 206 9.2.3　设置PCB的默认属性 206 9.2.4　迁移设计 206 9.2.5　设置图层显示方式 207 9.2.6　栅格设置 207 9.2.7　设置设计规则 208 9.2.8　元器件定位和放置 209 9.2.9　交互式布线 210 9.3　PCB设计验证 210 9.3.1　设置违规显示方式 210 9.3.2　设置设计规则检查器 211 9.3.3　运行DRC 211 9.3.4　定位错误 211 9.4　项目输出 211 9.4.1　创建输出作业文件 211 9.4.2　设置Gerber文件 211 9.4.3　设置物料清单 211 9.4.4　输出物料清单 212 9.5　项目发布 213 第 10章 SAM V71仿真开发板 214 10.1　绘制原理图 214 10.1.1　创建新项目 215 10.1.2　添加原理图 215 10.1.3　设置文档属性 215 10.1.4　绘制顶层原理图 216 10.1.5　查找并获取元器件 218 10.1.6　放置元器件 219 10.1.7　原理图连线 219 10.1.8　动态编译 221 10.1.9　设置错误检查条件 221 10.1.10　进行项目验证与错误检查 223 10.2　绘制PCB版图 223 10.2.1　创建PCB文件 223 10.2.2　设置PCB的形状和位置 223 10.2.3　设置PCB的默认属性 224 10.2.4　迁移设计 224 10.2.5　设置图层显示方式 224 10.2.6　栅格设置 226 10.2.7　设置设计规则 226 10.2.8　元器件定位和放置 227 10.2.9　交互式布线 228 10.3　PCB设计验证 229 10.3.1　设置违规显示方式 229 10.3.2　设置设计规则检查器 229 10.3.3　运行DRC 230 10.3.4　定位错误 230 10.4　项目输出 230 10.4.1　创建输出作业文件 230 10.4.2　设置Gerber文件 230 10.4.3　设置物料清单 230 10.4.4　输出物料清单 230 10.5　项目发布 232