本書旨在向讀者介紹汽車電子線路設(shè)計(jì)的基本原理、技術(shù)要求和實(shí)踐方法。通過深入探討原理圖的設(shè)計(jì)與規(guī)則、電路板(PCB)的設(shè)計(jì)與規(guī)則、焊盤的設(shè)計(jì)與規(guī)則、過孔的設(shè)計(jì)與規(guī)則、PCB的布局與規(guī)則、PCB的放置與規(guī)則、PCB的布線與規(guī)則、可測試性設(shè)計(jì)(DFT)、EMC的設(shè)計(jì)與規(guī)則和PCB的后處理與生產(chǎn)文件輸出等子主題,使讀者能夠掌握汽車電子線路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵概念和實(shí)踐技能,并能夠應(yīng)用這些知識來設(shè)計(jì)高性能、高可靠性和符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的汽車電子線路。
本書可供從事汽車電子設(shè)計(jì)的工程師和技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考,包括但不限于元器件庫工程師、布局工程師、布線工程師、工藝工程師,以及汽車電子相關(guān)專業(yè)的學(xué)生。無論是初學(xué)者還是有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師,都能從本書中找到有用的信息和靈感。
1、資深業(yè)內(nèi)人士著作,全面介紹汽車電子線路(PCB)設(shè)計(jì)過程中的基本原理、技術(shù)要求和實(shí)踐方法。
2、全書結(jié)合作者多年項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn),深入探討汽車電子線路設(shè)計(jì)全流程,內(nèi)容清晰、準(zhǔn)確、實(shí)用。
3、內(nèi)容力求理論與實(shí)際相結(jié)合,助力工程師掌握汽車電子線路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵概念和實(shí)踐技能,設(shè)計(jì)高性能、高可靠性和符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的汽車電子線路。
近年來,汽車電子占整車價值的比重越來越高,由2000年的15%增長到2020年的近50%;同時,電子控制越發(fā)復(fù)雜化,各種功能并不是獨(dú)立運(yùn)行,而是與其他系統(tǒng)或域相互配合,因此電子模塊的標(biāo)準(zhǔn)化和可復(fù)用性越發(fā)重要。今后,這種發(fā)展趨勢必將越發(fā)明顯。但是,現(xiàn)有的系統(tǒng)功能極其復(fù)雜,單一技術(shù)人員難以詳細(xì)掌握所有的電子模塊,全面理解汽車電子技術(shù)更是不容易。因此,作者深感行業(yè)之痛,自告奮勇將汽車電子線路相關(guān)知識及其中使用的重要技術(shù)編輯成書,旨在幫助技術(shù)人員分類學(xué)習(xí)汽車電子線路設(shè)計(jì),掌握重要技術(shù)的原理,全面理解電子硬件,并思考今后發(fā)展的趨勢及技術(shù)方法。
在過去的幾十年里,汽車電子產(chǎn)品一直在以平均超過10%的年增長率增長,這使得汽車電子產(chǎn)品成為目前增長最快的電子產(chǎn)品之一。這種增長與汽車產(chǎn)品的電子化和智能化有關(guān),促進(jìn)這一顯著增長的還有安全性和可靠性。確保汽車電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)安全性和可靠性已成為新產(chǎn)品工程的內(nèi)在和基本部分。在這方面作者做了大量工作,并在本書中介紹了這個過程的所有技術(shù)方面。
汽車電子涵蓋很多主題,如汽車電子電路設(shè)計(jì)、汽車電子線路設(shè)計(jì)、汽車電子工藝設(shè)計(jì)、汽車電子測試設(shè)計(jì),可以任選幾個主題進(jìn)行雜糅,但作者沒有選擇這條路,因?yàn)樽髡哒J(rèn)為萬變不離其宗。
本書的內(nèi)容涵蓋了汽車電子線路設(shè)計(jì)的全過程,包括原理圖設(shè)計(jì)、電路板(PCB)設(shè)計(jì)、焊盤設(shè)計(jì)、過孔設(shè)計(jì)、PCB布局、布線規(guī)則、可測試性設(shè)計(jì)(DFT)、EMC設(shè)計(jì)和規(guī)則,以及PCB后處理與生產(chǎn)文件輸出等。作者力圖提供清晰、準(zhǔn)確、實(shí)用的內(nèi)容,以幫助讀者理解和掌握每一個環(huán)節(jié)的知識和技巧。
需要特別說明的是,本書既有國際標(biāo)準(zhǔn)單位又有英制單位。相關(guān)原因介紹如下:
1)歷史原因:EDA(Electronic Design Automation,電子設(shè)計(jì)自動化)工具的發(fā)展始于二十世紀(jì)六七十年代,當(dāng)時美國是電子設(shè)計(jì)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展地區(qū)。因此,最早的EDA工具使用了英制單位,這在一定程度上成為傳統(tǒng)和慣例。
2)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面的原因:一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范仍然使用英制單位。例如,一些國防和航空航天領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)要求使用英制單位進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。為了滿足這些標(biāo)準(zhǔn),EDA工具需要使用英制單位。
3)與供應(yīng)鏈兼容性方面的原因:在電子設(shè)計(jì)中,與供應(yīng)鏈的兼容性非常重要。供應(yīng)商、制造商和組裝商通常都采用不同的單位制。使用英制單位可以更好地與美國和其他國家的供應(yīng)商進(jìn)行溝通和合作。
高宜國。一位在汽車行業(yè)從業(yè)十多年的資深人士,涉足的領(lǐng)域包括汽車電子器件、汽車電子電路設(shè)計(jì)、汽車電子健壯性設(shè)計(jì)、汽車電子卓越設(shè)計(jì)(DFX)和汽車電子最壞情況電
路分析。作者有個人公眾號汽車電子工程知識體系(AEEBOK),在公眾號上將自己的經(jīng)驗(yàn)和見解整理成文章,內(nèi)容涵蓋了電子器件的選擇和應(yīng)用、電路設(shè)計(jì)的方法和技巧、測試和可靠性設(shè)計(jì)的要點(diǎn)等。希望通過自己的公眾號能夠?yàn)閺V大汽車電子工程師和學(xué)習(xí)者提供有價值的信息和指導(dǎo)。
自序
前言
第1章電氣圖形符號和文字符號系統(tǒng)1
1.1電氣圖形符號和文字符號1
1.1.1圖形符號2
1.1.2文字符號2
1.1.3基本電氣圖形符號3
1.2電阻圖形符號7
1.3電容圖形符號9
1.4電感、扼流圈和變壓器圖形符號10
1.5二極管圖形符號11
1.6雙極晶體管圖形符號13
1.7場效應(yīng)晶體管圖形符號14
1.8電線、電纜、開關(guān)、連接器的圖形符號16
1.9模擬和功能模塊圖形符號18
1.10邏輯電路圖形符號19
第2章原理圖符號庫和元器件符號庫的創(chuàng)建21
2.1符號庫21
2.2定義庫的類型22
2.3定義庫方法簡介23
2.3.1基本庫24
2.3.2集成庫25
2.3.3數(shù)據(jù)庫庫28
2.3.4元器件庫29
2.3.5舊版本庫30
2.4符號庫管理31
2.5原理圖符號庫的指南31
2.5.1原理圖符號的創(chuàng)建31
2.5.2符號的標(biāo)準(zhǔn)化32
2.5.3集成電路符號33
2.5.4添加元器件35
2.5.5考慮原理圖捕獲中的符號36
第3章原理圖繪制規(guī)則37
3.1電氣簡圖用圖形符號標(biāo)準(zhǔn)37
3.1.1電氣簡圖用圖形符號國外標(biāo)準(zhǔn)37
3.1.2電氣簡圖用圖形符號國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)37
3.2原理圖符號注釋38
3.2.1值和屬性38
3.2.2國際單位制詞頭39
3.3原理圖的層級39
3.3.1系統(tǒng)框圖40
3.3.2電路原理圖41
3.3.3PCB布局41
3.4原理圖的組成42
3.4.1原理圖網(wǎng)絡(luò)42
3.4.2連接點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)43
3.4.3原理圖網(wǎng)絡(luò)命名44
3.5原理圖和布局的區(qū)別45
3.6原理圖的創(chuàng)建45
3.7繪制原理圖的規(guī)則45
3.7.1原理圖規(guī)則的重要性46
3.7.2繪制原理圖的基本規(guī)則46
第4章原理圖設(shè)計(jì)52
4.1目的52
4.2范圍52
4.3術(shù)語52
4.4原理圖捕獲54
4.5原理圖54
4.6紙質(zhì)打印54
4.6.1顏色54
4.6.2頁面格式54
4.7電氣原理圖55
4.7.1繪圖的一般規(guī)則55
4.7.2電源55
4.7.3元器件56
4.7.4信號命名59
4.7.5連接器63
4.7.6電線交叉64
4.7.7電線連接64
4.7.8備用元器件64
4.7.9特別標(biāo)注65
4.8電路原理圖布局指南66
4.9原理圖繪制檢查清單67
4.9.1風(fēng)格67
4.9.2生產(chǎn)69
4.9.3連接器71
4.9.4元器件71
4.9.5電源75
4.9.6信號78