在智能制造浪潮席卷全球的今天，工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)正經(jīng)歷著前所未有的變革與挑戰(zhàn)。從架構(gòu)復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)，到對(duì)高壓隔離性能有著嚴(yán)苛要求的大型機(jī)械，再到對(duì)信號(hào)完整性有著超高標(biāo)準(zhǔn)的精密測(cè)試儀器，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)不僅要確保設(shè)備在復(fù)雜惡劣環(huán)境中的可靠性、安全性和卓越性能，還必須在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，以更短的研發(fā)周期、更低的成本，快速響應(yīng)市場(chǎng)變化，搶占發(fā)展先機(jī)。

Altium Designer 憑借其卓越的多板設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)的爬電距離設(shè)計(jì)以及深度集成的 SI/PI 分析功能，為工業(yè)設(shè)備開(kāi)發(fā)打造了一站式高效解決方案，全面提升了設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，已然成為工業(yè)電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的核心驅(qū)動(dòng)力。

多板設(shè)計(jì)功能：

復(fù)雜系統(tǒng)的高效協(xié)同

功能應(yīng)用

多板設(shè)計(jì)功能賦予工程師在單一統(tǒng)一項(xiàng)目中高效規(guī)劃、連接和管理整個(gè)電子系統(tǒng)的能力。通過(guò)將多塊 PCB 集成到一個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)，實(shí)現(xiàn)跨板的電氣連接、信號(hào)傳輸和系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)優(yōu)化，確保各板間的無(wú)縫協(xié)同工作。在工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)中，這一功能至關(guān)重要，因?yàn)楸姸嘣O(shè)備由多個(gè)功能模塊構(gòu)成，例如工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)就包含主板、驅(qū)動(dòng)板、傳感器板以及接口板等多個(gè) PCB 板。這些板之間需要緊密的電氣連接和信號(hào)交互，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的整體功能。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程中，工程師不得不在不同的設(shè)計(jì)工具中分別設(shè)計(jì)每個(gè) PCB 板，再手動(dòng)協(xié)調(diào)各板之間的連接關(guān)系，這種方法不僅繁瑣，而且容易出錯(cuò)，尤其在復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)中，可能導(dǎo)致大量的迭代和修改。Altium Designer 的多板設(shè)計(jì)功能突破了這一局限，為工程師打造了一個(gè)一體化的設(shè)計(jì)平臺(tái)，顯著提高了設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

功能細(xì)節(jié)

統(tǒng)一項(xiàng)目管理：將多塊 PCB、原理圖及相關(guān)文檔整合到一個(gè)項(xiàng)目中，便于集中管理和協(xié)調(diào)。支持對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行版本控制和團(tuán)隊(duì)協(xié)作，確保項(xiàng)目的完整性和一致性。

跨板電氣連接：支持跨板的 NetLabel 自動(dòng)映射，實(shí)現(xiàn)不同板間的電氣連接，并能自動(dòng)檢查連接正確性。提供可視化的連接關(guān)系圖，幫助工程師快速理解和管理復(fù)雜的電氣連接。

系統(tǒng)級(jí) BOM：自動(dòng)生成包含所有子板的完整 BOM 表，同時(shí)導(dǎo)入制造文檔，簡(jiǎn)化生產(chǎn)準(zhǔn)備流程。支持與企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)物料信息的無(wú)縫對(duì)接。

應(yīng)用案例

某知名自動(dòng)化設(shè)備制造商在開(kāi)發(fā)一款高度復(fù)雜的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)時(shí)，該系統(tǒng)由主板、驅(qū)動(dòng)板、傳感器板及接口板等多塊 PCB 組成，各板需緊密協(xié)作以實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)控制。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法因工具分散、流程繁瑣，導(dǎo)致多次設(shè)計(jì)迭代和生產(chǎn)延誤，嚴(yán)重拖慢了項(xiàng)目進(jìn)度，增加了成本。引入 Altium Designer 的多板設(shè)計(jì)功能后，工程師在一個(gè)統(tǒng)一項(xiàng)目中完成了所有 PCB 板的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了跨板的電氣連接和系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程師借助跨板電氣連接功能，快速完成了不同板間的信號(hào)連接，并通過(guò)自動(dòng)檢查功能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)了多處潛在的連接錯(cuò)誤。利用系統(tǒng)級(jí)的 BOM 管理功能，自動(dòng)生成了完整準(zhǔn)確的物料清單，確保了生產(chǎn)采購(gòu)的順利進(jìn)行。同時(shí)，運(yùn)用 3D 協(xié)同設(shè)計(jì)功能，在虛擬環(huán)境中對(duì)整個(gè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的裝配進(jìn)行了模擬和優(yōu)化，提前發(fā)現(xiàn)了多塊 PCB 板與機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的裝配干涉問(wèn)題，并進(jìn)行了精準(zhǔn)調(diào)整。

最終，項(xiàng)目周期大幅縮短，提前一個(gè)半月成功上市，顯著提升了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出色，各 PCB 板之間的信號(hào)傳輸穩(wěn)定可靠，設(shè)備的運(yùn)行精度和穩(wěn)定性得到了全方位提升，贏得了客戶(hù)的高度贊譽(yù)，為企業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入了強(qiáng)大動(dòng)力。

爬電距離設(shè)計(jì)功能：

安全可靠的電氣隔離

功能應(yīng)用

爬電距離設(shè)計(jì)功能?chē)?yán)格依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，能夠自動(dòng)計(jì)算和檢查電路板上元件間的最小安全距離，確保高壓區(qū)域與低壓控制電路之間具備可靠的隔離，從而全方位保障設(shè)備和人員安全。在工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，電氣安全始終是設(shè)計(jì)的核心考量因素，眾多設(shè)備需要在高電壓、高電流的苛刻條件下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)必須確保低壓控制電路的精確性和安全性。以工業(yè)變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器等設(shè)備為例，其內(nèi)部高壓電路與低壓控制電路之間的隔離是否達(dá)標(biāo)，直接關(guān)系到設(shè)備的可靠運(yùn)行以及操作人員的生命安全。傳統(tǒng)爬電距離檢查方法依賴(lài)人工測(cè)量和計(jì)算，效率低下且易出錯(cuò)，尤其在復(fù)雜電路板設(shè)計(jì)中，可能留下嚴(yán)重安全隱患。Altium Designer 的爬電距離設(shè)計(jì)功能應(yīng)運(yùn)而生，為工程師提供了高效、精準(zhǔn)的解決方案，助力快速定位并解決問(wèn)題，確保設(shè)計(jì)嚴(yán)絲合縫地符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)。

功能細(xì)節(jié)

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則庫(kù)：內(nèi)置多種電氣安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則，可直接選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)檢查。同時(shí)支持自定義標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則，靈活滿(mǎn)足特定行業(yè)或企業(yè)的個(gè)性化需求。

自動(dòng)計(jì)算與檢查：智能自動(dòng)測(cè)量元件間沿絕緣材料表面的最短距離，并與選定標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)比，快速鎖定不符合要求的位置。即使面對(duì)復(fù)雜形狀的元件和布線，也能實(shí)現(xiàn)精確計(jì)算，不放過(guò)任何一個(gè)潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

可視化報(bào)告：以直觀的圖形和表格形式生動(dòng)展示爬電距離檢查結(jié)果，清晰呈現(xiàn)不符合要求的位置、實(shí)際距離與標(biāo)準(zhǔn)要求的差距等關(guān)鍵信息。支持生成詳盡的報(bào)告文檔，為設(shè)計(jì)評(píng)審和認(rèn)證提交提供有力支撐。

應(yīng)用案例

某資深工業(yè)變頻器制造商在打造一款 400 V 交流變頻器時(shí)，遭遇了高壓電路與低壓控制電路隔離難題。該變頻器旨在 400 V 的高電壓環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)確保低壓控制電路的信號(hào)完整性和安全性。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法因效率低下、準(zhǔn)確性不足，導(dǎo)致多次設(shè)計(jì)修改和生產(chǎn)延誤，嚴(yán)重威脅產(chǎn)品的上市時(shí)間和成本控制。

借助 Altium Designer 的爬電距離設(shè)計(jì)功能，工程師在設(shè)計(jì)初期便對(duì)整個(gè)電路板進(jìn)行了全面且深入的爬電距離檢查。系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算并嚴(yán)謹(jǐn)檢查了高壓元件與低壓元件之間的最小安全距離，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)了多處不符合 IEC 60664-1 標(biāo)準(zhǔn)要求的隱患點(diǎn)位。例如，系統(tǒng)明確提示整流橋到 MCU 區(qū)域僅 3.2 mm，遠(yuǎn)低于 400 V/5 mm 的標(biāo)準(zhǔn)要求。

針對(duì)這些問(wèn)題，工程師依據(jù)軟件提供的專(zhuān)業(yè)優(yōu)化建議，對(duì)元件布局進(jìn)行了精心調(diào)整，巧妙增加了隔離槽，并對(duì)布線路徑進(jìn)行了科學(xué)優(yōu)化，確保所有元件間的爬電距離嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)要求。在優(yōu)化過(guò)程中，工程師還充分利用 3D 集成功能，對(duì)整個(gè)變頻器的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣布局進(jìn)行了全方位評(píng)估，確保電氣設(shè)計(jì)與機(jī)械結(jié)構(gòu)的完美一致性。

最終，產(chǎn)品一舉通過(guò) UL 安規(guī)認(rèn)證，徹底消除了產(chǎn)品召回風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，變頻器在高電壓環(huán)境下表現(xiàn)出卓越的穩(wěn)定性和可靠性，從未出現(xiàn)任何電氣安全事故，有力保障了工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性，贏得了客戶(hù)的深度信任和廣泛市場(chǎng)認(rèn)可。

SI/PI 分析功能：

卓越的信號(hào)與電源完整性

功能應(yīng)用

集成的 SI/PI 分析功能賦予工程師在設(shè)計(jì)早期優(yōu)化高速通信和電源分配網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大能力，有效抑制噪聲干擾，確保信號(hào)純凈度和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，全面滿(mǎn)足工業(yè)環(huán)境對(duì)可靠性和性能的嚴(yán)苛要求。在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中，高速信號(hào)傳輸和穩(wěn)定的電源分配已成為實(shí)現(xiàn)設(shè)備高性能和高可靠性的關(guān)鍵支柱。例如，半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備、高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，需要借助高速接口（如 PCIe、USB 3.0、EtherCAT 等）傳輸海量數(shù)據(jù)，同時(shí)確保信號(hào)的完整性和可靠性。Altium Designer 的 SI/PI 分析功能將信號(hào)與電源完整性分析無(wú)縫集成到設(shè)計(jì)環(huán)境中，使工程師能夠在設(shè)計(jì)早期實(shí)時(shí)洞察潛在問(wèn)題并進(jìn)行精準(zhǔn)優(yōu)化，及時(shí)化解隱患。借助這些功能，工程師可在設(shè)計(jì)階段就對(duì)高速信號(hào)線的布線進(jìn)行精細(xì)優(yōu)化，科學(xué)調(diào)整電源分配網(wǎng)絡(luò)的布局，顯著減少信號(hào)反射、串?dāng)_和電源噪聲，全方位提升系統(tǒng)的整體性能。

功能細(xì)節(jié)

信號(hào)完整性分析：提供實(shí)時(shí)的時(shí)序分析、眼圖模擬、串?dāng)_分析等多功能工具套件，精準(zhǔn)識(shí)別和解決信號(hào)完整性問(wèn)題。全面支持多種高速信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，如 PCIe、USB、EtherCAT 等，滿(mǎn)足不同工業(yè)場(chǎng)景需求。

電源完整性分析：支持電源網(wǎng)絡(luò)的直流分析、交流分析以及去耦電容優(yōu)化，全方位確保電源分配系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。借助直觀的可視化壓降分布圖和噪聲頻譜圖，讓潛在問(wèn)題無(wú)處遁形。

綜合優(yōu)化建議：根據(jù)細(xì)致入微的分析結(jié)果提供專(zhuān)業(yè)優(yōu)化建議，指導(dǎo)工程師精準(zhǔn)調(diào)整布線、合理增加去耦電容等操作，穩(wěn)步提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。支持自動(dòng)生成優(yōu)化報(bào)告，為設(shè)計(jì)評(píng)審和跟蹤提供有力依據(jù)。

應(yīng)用案例

某尖端半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備制造商在研發(fā)一款高速測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，該系統(tǒng)需借助高速接口（如 PCIe、USB 3.0）傳輸海量數(shù)據(jù)，同時(shí)嚴(yán)保信號(hào)的完整性和可靠性。工程師在早期設(shè)計(jì)階段便引入了 Altium Designer 的 SI/PI 分析功能，對(duì)高速信號(hào)線進(jìn)行了精細(xì)化優(yōu)化布線，并對(duì)電源分配網(wǎng)絡(luò)的布局進(jìn)行了科學(xué)調(diào)整。

在信號(hào)完整性分析環(huán)節(jié)，工程師利用眼圖模擬功能，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)某些高速信號(hào)線的信號(hào)質(zhì)量欠佳，存在明顯的反射和串?dāng)_問(wèn)題。深入分析結(jié)果顯示，這些問(wèn)題主要源于布線長(zhǎng)度不匹配、過(guò)孔過(guò)多以及終端電阻不匹配等因素。根據(jù)軟件提供的優(yōu)化建議，工程師對(duì)布線進(jìn)行了重新規(guī)劃，合理增加了終端電阻，并對(duì)過(guò)孔的位置和數(shù)量進(jìn)行了精準(zhǔn)優(yōu)化。優(yōu)化后，信號(hào)的串?dāng)_大幅降低了 40%，眼圖的裕度顯著提升，有力保障了高速信號(hào)的可靠傳輸。

在電源完整性分析環(huán)節(jié)，工程師借助直流壓降分析，精準(zhǔn)定位電源網(wǎng)絡(luò)中壓降過(guò)大的區(qū)域，這些區(qū)域可能影響芯片的穩(wěn)定工作。通過(guò)交流分析，全面評(píng)估電源網(wǎng)絡(luò)對(duì)噪聲的抑制能力，發(fā)現(xiàn)某些特定頻率下的噪聲水平偏高。針對(duì)這些問(wèn)題，工程師利用軟件的去耦電容優(yōu)化功能，精心選型并增加了合適的去耦電容，同時(shí)對(duì)其布局位置進(jìn)行了科學(xué)調(diào)整。優(yōu)化后，電源分配網(wǎng)絡(luò)的噪聲成功降低了 30%，為電源的穩(wěn)定供應(yīng)提供了堅(jiān)實(shí)保障，系統(tǒng)整體性能得到顯著提升。

最終，產(chǎn)品順利通過(guò)了嚴(yán)苛的電磁兼容性測(cè)試，提前兩個(gè)月成功上市，迅速獲得了客戶(hù)的高度認(rèn)可。在實(shí)際應(yīng)用中，高速測(cè)試系統(tǒng)表現(xiàn)出色，信號(hào)傳輸穩(wěn)定可靠，電源分配系統(tǒng)高效運(yùn)行，大幅提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提供了強(qiáng)有力的支撐。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)下，工業(yè)設(shè)備技術(shù)正以前所未有的速度飛速發(fā)展，Altium Designer 憑借其多板設(shè)計(jì)、爬電距離設(shè)計(jì)和 SI/PI 分析等核心功能，已然成為工業(yè)電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的強(qiáng)大引擎。通過(guò)全方位優(yōu)化電氣連接、多維度提升安全性和可靠性以及精準(zhǔn)適配復(fù)雜設(shè)計(jì)需求，該軟件為工業(yè)設(shè)備的全流程設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)可靠的保障。從工業(yè)控制系統(tǒng)到大型機(jī)械，從測(cè)試儀器到自動(dòng)化設(shè)備，Altium Designer 卓越助力設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)攻克重重技術(shù)難關(guān)，顯著提升設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。它不僅是一款功能強(qiáng)大的電子設(shè)計(jì)軟件，更是推動(dòng)工業(yè)設(shè)備行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵力量，助力企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破與商業(yè)成功，引領(lǐng)行業(yè)邁向更加智能化、高效化的未來(lái)。

關(guān)于Altium

Altium有限公司隸屬于瑞薩集團(tuán)，總部位于美國(guó)加利福尼亞州圣迭戈，是一家致力于加速電子創(chuàng)新的全球軟件公司。Altium提供數(shù)字解決方案，以最大限度提高電子設(shè)計(jì)的生產(chǎn)力，連接整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的所有利益相關(guān)者，提供對(duì)元器件資源和信息的無(wú)縫訪問(wèn)，并管理整個(gè)電子產(chǎn)品生命周期。Altium生態(tài)系統(tǒng)加速了各行業(yè)及各規(guī)模企業(yè)的電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)進(jìn)程。