原创 《高速PCB设计经验规则应用实践》+新手的进阶最佳帮手

        不卖关子先说感受，真本书真是相见恨晚啊。字面意思，见到太晚了，我刚毕业或者刚做电子行业就应该接触到这本书的。我自己跌跌撞撞那么多年走了多少弯路，掉过多少坑，都是血泪史啊，要是提前能看到这本书很多弯路很多坑都是可以避免的，可惜这本书是今年出的，羡慕现在的年轻人能有这么丰富完善的资料可以学习，想当年我纯靠百度和论坛搜索、求助啊，连个正经师傅都没有，从软件安装到一步一布操作纯靠自己瞎摸索，然后就是搜索各种教程视频，说出来都是泪啊。

        网页介绍的面向群体是下图，其实这么说没错，但不是很准确。最佳适合的人群是做过PCB产品、起码操作过项目的LAYOUT，对LAYOUT有过接触和认知，因为这本书不会介绍这些基础的东西，而是教给你怎么能做的更好、怎么能避免一些错误，有哪些需要注意的。而且，全书都是浅显易懂的语言，咱们不需要很深的理论知识也能看明白，正适合需要小白阅读。下面咱们安装目录一章章介绍。

        作者是清华大学电子工程专业硕士研究生毕业的高材生（哎，我的梦中情校啊=-=）。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，这属于资深老工程师了。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，履历丰富，各类企业都去过，企业问差异很大应对自如。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汇聚成这本书。

本书适合LAYOUT工程师阅读，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章相当于总括介绍PCB设计的情况，属于概括讲解了什么是高速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。其主要内容如下：

第1章高速PCB设计的经验规则

1.1生活中的经验规则

1.2PCB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章详细介绍了高速PCB设计的每个环节的技术要点、经验规则。这是全书的主要内容，占了全书内容的1/3，全都是硬货干货，是做过工程师的一点点总结出来的，没干过几十年总结不了这么多知识点，具有很强的的可操作性，很接地气，有实战性。依次从PCB的叠层、信号、电源、阻抗、损耗、板材等方面逐个介绍。其主要内容如下：

第3章PCB设计中的经验规则

3.1PCB板材特性和常用工艺参数

3.1.1PCB板材特性和选择

3.1.2PCB设计需要了解的常见工艺参数

3.2PCB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

3.9.3PCB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章是第三章的进一步深化，介绍了第三章板材、信号各个方面常用的经验公式；尤其是信号方面需要的公式更多，如果在这方面在深入一些就需要用到仿真软件去直接计算，例如Polar、ADS、HFSS、Cadence、KMSpico、Ansys等。主要还是涉及信号SI相关，作者没有更深一步去介绍，毕竟在深入就不是“经验公式”能解决的了，这和本书主题也不符。其主要内容如下：

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

4.1.2PCB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

4.3PCB寄生参数

4.3.1PCB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章分析了几类特殊电路的设计经验规则的应用，也是安装经验咱们平时常用的几种电路的PCB设计，几乎是每个LAYOUT工程师必做的电路，例如电源的DC-DC、ADC/DAC、信号的USB电路、以及当下最流行的BGA封装。其主要内容如下：

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

5.2DCDC开关电源电路

5.2.1电路原理和关键回路

5.2.2PCB叠层

5.2.3元件布局和布线

5.2.4地平面处理

5.3USB电路

5.3.1USB 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

5.3.7EMC/ESD措施

5.4ADC/DAC电路

5.4.1电路布局

5.4.2地和电源平面

5.4.3ADC芯片外露焊盘(EPAD)

5.4.4去耦电容

5.4.5布线

5.4.6过孔

5.5BGA电路

5.5.1BGA封装特点

5.5.2BGA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

        最后第6章讲解了在一个设计案例中经验规则的具体应用。并将案例工程提供给大家下载实战，这点特别好，纸上学来终觉浅，绝知此事要躬行。下载的电子文档有。

第6章高速PCB设计经验规则应用案例

6.1PCB设计学习资源

6.2开源硬件项目介绍

6.2.1BeagleBoardX15电路分析

6.2.2电路功能模块分组

6.3PCB叠层设计

6.4布局设计

6.5数据传输线阻抗设计

6.6PCB布线分析

6.6.1BGA布线

6.6.2SERDES接口布线

6.6.3DDR3布线

6.7地平面和电源平面

        看完此书意犹未尽，全书180多页并不算多厚，正好适合入门没多久的PAYOUT工程师。希望作者再接再厉写出更多的优秀作品。