高速PCB设计经验规则应用实践

电子电路板是消费电子 产品和工业自动化控制设备 的重要部件，随着电子技术 的日益发展，电路系统加速 小型化、高密度和高速化， 高速PCB设计技术越来越成 为电子工程师的必备技能。 本书从实用角度介绍高速 PCB设计中的经验规则，重 点讲述在实际工作中如何正 确地运用经验规则，避免错 误。本书分为6章，第1、2 章讲解了什么是高速PCB设 计的经验规则，其与理论知 识相比有什么优势，如何运 用；第3章详细介绍了高速 PCB设计的每个环节的技术 要点、经验规则；第4章介 绍常用的经验公式；第5章 分析了几类特殊电路的设计 经验规则的应用；第6章讲 解了在一个设计案例中经验 规则的具体应用。 本书力求在高速PCB设计 领域，为电子工程师、产品 开发和生产技术人员、在校 学生以及电子爱好者提供有 关高速PCB设计经验规则的 模块化知识体系，各章主题 相对独立完整，有利于读者 碎片化地学习并应用到具体 的设计工作中。 本书可作为各类大中专 院校相关专业的培训教材， 也可作为电子、电气、自动 化设计等相关专业人员的学 习和参考用书。

清华大学电子工程专业硕士研究生毕业。从事消费类电子产品、工业自动化设备、光电检测仪器等的研发和生产工作30余年。在外资、国企和民企中担任过研发工程师、项目主管、总工程师等职务。在电子和光电产品的研发、生产、质量控制等方面有较多技术积累和实践经验。在长期的技术开发工作中，对电路设计、产品研发和大规模生产技术的学习研究、知识管理等方面，形成了系统的理解和独自见解。

第1章 高速PCB设计的经验规则 1.1 生活中的经验规则 1.2 PCB设计中的经验规则 1.3 经验规则的来源 1.3.1 理论与实践的结合 1.3.2 每条经验规则都有其原理 1.4 高速PCB设计中经验规则的实用性 1.4.1 精确的答案与快速的答案 1.4.2 成本收益 1.5 正确使用高速PCB设计的经验规则 1.5.1 使用经验规则的场景 1.5.2 使用经验规则的条件 1.5.3 了解经验规则的原理 1.5.4 对结果做出预测 第2章 高速PCB设计经验规则使用心法 2.1 不要盲目使用经验规则 2.1.1 过时的规则 2.1.2 不适用的规则 2.1.3 专业工具与仿真软件 2.2 非技术经验规则 2.2.1 从经验中学习 2.2.2 抽出时间思考 2.2.3 记下那些让你进步的东西 2.2.4 向他人学习 2.2.5 与时俱进，不能刻舟求剑 2.2.6 充分利用网上资源 2.2.7 将经验法则转换为设计规则和约束条件 第3章 PCB设计中的经验规则 3.1 PCB板材特性和常用工艺参数 3.1.1 PCB板材特性和选择 3.1.2 PCB设计需要了解的常见工艺参数 3.2 PCB设计中布局的经验规则 3.2.1 预先进行平面规划 3.2.2 元件布局的经验规则 3.3 叠层设计 3.3.1 叠层设计的经验规则 3.3.2 对PCB层数进行估算 3.3.3 为传输线阻抗设计做好前期准备 3.3.4 单面板和双面板的叠层 3.3.5 四层板的叠层 3.3.6 六层板的叠层 3.3.7 八层板叠层方案 3.3.8 更多层数 3.4 电源的布局 3.4.1 电源平面分割 3.4.2 处理好电源分配网络 3.4.3 避免密集过孔 3.4.4 处理好散热电路元件 3.5 地的布局 3.5.1 地概念的起源 3.5.2 回流路径 3.5.3 信号——回流环路 3.5.4 地平面上的噪声——地弹噪声和共地噪声 3.5.5 分割地平面——数字地和模拟地 3.6 单个信号网络 3.6.1 走线阻抗 3.6.2 反射 3.6.3 过孔影响 3.6.4 阻抗匹配 3.7 串扰 3.7.1 串扰是如何发生的 3.7.2 远端和近端串扰 3.7.3 间距与耦合 3.7.4 保护地线 3.7.5 减小串扰的经验规则 3.8 损耗与衰减 3.9 差分线对 3.9.1 差分信号传输方式的优点 3.9.2 双绞线 3.9.3 PCB上的差分线对 3.9.4 差分阻抗 3.9.5 差分线对PCB走线参数设计 3.9.6 差分线对布线要求 3.9.7 差分线对的端接 3.10 电源分配网络 3.10.1 电源分配网络模型和阻抗曲线 3.10.2 影响电源分配网络阻抗的因素 3.10.3 去耦电容与旁路电容 3.10.4 电源地平面电容 3.10.5 其他电源和地布线的经验规则 第4章 PCB设计中的经验公式 4.1 常见材料特性参数 4.1.1 铜的特性 4.1.2 PCB介质材料FR4 4.1.3 其他常用物理量 4.2 信号估计 4.2.1 信号传播速度 4.2.2 信号上升时间与有效带宽 4.2.3 数字信号的传输率与带宽 4.3 PCB寄生参数 4.3.1 PCB走线的直流电阻 4.3.2 走线的寄生电容 4.3.3 走线的寄生电感 4.3.4 过孔的寄生参数 4.4 信号完整性估计 4.4.1 集肤深度 4.4.2 地弹电压 4.4.3 回流电流密度分布 4.4.4 串扰 第5章 特殊PCB设计的经验规则 5.1 双层电路板 5.1.1 双层电路板的局限性 5.1.2 双层电路板布线经验规则 5.2 DC-DC开关电源电路 5.2.1 电路原理和关键回路 5.2.2 PCB叠层 5.2.3 元件布局和布线 5.2.4 地平面处理 5.3 USB电路 5.3.1 USB PCB布线要求 5.3.2 多层PCB叠层 5.3.3 阻抗设计 5.3.4 布线和布局 5.3.5 长度匹配 5.3.6 电源 5.3.7 EMC/ESD措施 5.4 ADC/DAC电路 5.4.1 电路布局 5.4.2 地和电源平面 5.4.3 ADC芯片外露焊盘（EPAD） 5.4.4 去耦电容 5.4.5 布线 5.4.6 过孔 5.5 BGA电路 5.5.1 BGA封装特点 5.5.2 BGA布线的实用经验规则 5.6 单片机电路 5.6.1 电源和去耦电容 5.6.2 数字地和模拟地 5.6.3 外部晶振 5.6.4 时钟和输出端口设置 第6章 高速PCB设计经验规则应用案例 6.1 PCB设计学习资源 6.2 开源硬件项目介绍 6.2.1 BeagleBoardX15电路分析 6.2.2 电路功能模块分组 6.3 PCB叠层设计 6.4 布局设计 6.5 数据传输线阻抗设计 6.6 PCB布线分析 6.6.1 BGA布线 6.6.2 SERDES接口布线 6.6.3 DDR3布线 6.7 地平面和电源平面