王志杰

（北京天惠維測(cè)電子有限公司，北京 100085）

0 引言

電路圖對(duì)診斷、檢修電路板故障有很大幫助。對(duì)多層板的開、短路故障，一般只有借助電路圖才有可能修復(fù)。從電路板上獲取電路圖，最困難的是如何獲取元器件之間的連接關(guān)系，即電路板網(wǎng)表。相對(duì)于目前其他各種解決方案，本文所介紹的方案極具性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。根據(jù)該方案使用專利技術(shù)，把測(cè)試工作量降低到使用多用表手工的幾十分之一到幾百分之一，且測(cè)試儀器成本非常低。

1 電路板網(wǎng)表提取流程

1.1 樣板簡(jiǎn)介

本文采用的樣板是一塊松下伺服驅(qū)動(dòng)器電源板，正反面都有元器件（圖1）。

圖1 電路板樣板

1.2 拍照

首先，需要給電路板拍照。如果只有正面有元器件，只拍照正面即可，否則兩面都需要拍照，并合成為一張照片（圖2）。

圖2 合成后的電路板照片

1.3 創(chuàng)建設(shè)備文件夾

在測(cè)試軟件中創(chuàng)建一個(gè)文件夾，通常以設(shè)備名稱來命名，這里命名為“松下伺服驅(qū)動(dòng)器”。關(guān)于該部件的各種技術(shù)資料文件都可以導(dǎo)入該文件夾中集中管理，方便以后查閱（圖3）。

圖3 文件夾資料索引窗口

1.4 創(chuàng)建電路板

電路板庫(kù)的名稱建議以該電路板的型號(hào)命名，這里命名為“電源板581D862”，然后導(dǎo)入準(zhǔn)備好的電路板照片（圖4）。

圖4 將照片導(dǎo)入電路板庫(kù)

1.5 添加元器件

要建立一個(gè)完整的電路板網(wǎng)表，需要將所有的元器件都要添加到電路板照片中（圖5）。如果只需建立局部電路的網(wǎng)表，可只添加相關(guān)元件。使用復(fù)制、粘貼功能可以大大提高添加同類元器件的效率。

圖5 在電路板照片上添加元器件

添加元器件時(shí)，要設(shè)置元器件的VI 曲線測(cè)試參數(shù)，主要包括信號(hào)幅度和頻率。設(shè)置的信號(hào)幅度不要超過元器件的工作電壓太多，而且可能有連接關(guān)系的元器件的信號(hào)幅度必須相等。如果一塊板上的元器件分為若干組，且不同組之間沒有連接，可以為不同組設(shè)置略有差異的信號(hào)幅度，例如3.2 V、3.3 V、3.4 V 等，可以有效提高檢索效率。樣板上最低芯片工作電壓為3.3 V，所以這里的信號(hào)幅度設(shè)定為3.3 V。由于樣板是電源板，上面的電解電容很多，如果信號(hào)頻率過高容易被短路，造成檢索錯(cuò)誤，所以這里的頻率設(shè)定為10 Hz（圖6）。

圖6 VI 曲線參數(shù)設(shè)置

1.6 VI 曲線采集

VI 曲線采集是網(wǎng)表提取的基礎(chǔ)，這一步驟需要把電路板上所有已經(jīng)定義好的元器件管腳與“地”之間的VI 曲線采集下來。VI 曲線是網(wǎng)表提取的基礎(chǔ)工作，必須做扎實(shí)，否則會(huì)影響網(wǎng)表提取的質(zhì)量及效率。VI曲線采集操作非常關(guān)鍵，要求采集動(dòng)作精準(zhǔn)、VI 曲線穩(wěn)定可靠。

VI 曲線采集完后，元器件在電路板圖像上的邊框由黃色轉(zhuǎn)為綠色。選中某個(gè)元器件后，該元器件的VI 曲線會(huì)在右側(cè)區(qū)域顯示出來（圖7）。

圖7 采集元器件管腳VI 曲線

1.7 創(chuàng)建測(cè)試記錄

創(chuàng)建測(cè)試記錄需要把所有元器件管腳的曲線驗(yàn)證一遍，主要目的是避免操作失誤、接觸不良等原因?qū)е碌那€失真。所有曲線誤差均在2%以內(nèi)為合格（圖8）。

圖8 測(cè)試記錄曲線

1.8 提取網(wǎng)表

提取網(wǎng)表原則上可從任意元器件開始。本文先提取芯片管腳的網(wǎng)表，然后提取三極管、MOS 管等三端元器件的網(wǎng)表，最后提取兩端元件的網(wǎng)表，例如電容、電阻、電感、二極管等。

首先選定一個(gè)器件管腳，啟動(dòng)網(wǎng)表搜索功能后，軟件會(huì)把所有與該管腳的測(cè)試參數(shù)相同，并且曲線誤差在2%以內(nèi)的元器件管腳搜索并顯示到以該管腳命名的結(jié)點(diǎn)中。由于參數(shù)不同、曲線超差的一定不連接在一起，而相同的也未必連接在一起，所以要對(duì)搜索結(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)管腳進(jìn)行測(cè)試確認(rèn)，剔除掉實(shí)際沒有連接的引腳，留下的就是真正連結(jié)在一起的管腳了?？梢杂脺y(cè)試儀提供的Beep 功能進(jìn)行確認(rèn)，也可以用多用表進(jìn)行測(cè)試確認(rèn)。

當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)表確認(rèn)完成后，再提取、確認(rèn)下一個(gè)管腳（結(jié)點(diǎn)）的網(wǎng)表，直至電路板上所有結(jié)點(diǎn)全部提取、確認(rèn)完成。此時(shí)，用鼠標(biāo)選中任意一個(gè)結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)網(wǎng)表會(huì)以射線以及列表的方式顯示出來（圖9）。

圖9 網(wǎng)表顯示界面

1.9 確認(rèn)空腳

空腳就是不與其他管腳有連接的管腳。網(wǎng)表提取前，所有的元器件管腳都在空腳列表中。隨著網(wǎng)表提取進(jìn)度，空腳列表中的管腳數(shù)量越來越少。多數(shù)情況下，最終總是或多或少的留下一些空腳。例如某些芯片的NC 腳、連接到電路板外部端口上的管腳，都會(huì)作為空腳留下來。為了避免由于某些原因造成的假空腳，需要人工手動(dòng)對(duì)空腳進(jìn)行確認(rèn)，可以使用多用表或測(cè)試儀的Beep 功能來進(jìn)行。如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)空腳實(shí)際連接到某個(gè)結(jié)點(diǎn)，需要用軟件的手動(dòng)編輯網(wǎng)表功能添加到電路板網(wǎng)表中。

2 電路板網(wǎng)表提取效果

通過上述工作，樣板的網(wǎng)表庫(kù)就全部建好了。樣板上共計(jì)有元器件398 個(gè)、測(cè)試點(diǎn)（元件管腳數(shù)）946 個(gè)、電路結(jié)點(diǎn)（網(wǎng)表）180 個(gè)、空腳64 個(gè)，花費(fèi)時(shí)間約40 h。

如果使用傳統(tǒng)的多用表提取網(wǎng)表的方法，測(cè)試次數(shù)需要約99 000 次（按1000 個(gè)測(cè)試點(diǎn)、200 個(gè)結(jié)點(diǎn)估算）。由于應(yīng)用了最新的網(wǎng)表提取專利技術(shù)，本文中網(wǎng)表提取的測(cè)試次數(shù)約為2800 次，僅相當(dāng)于傳統(tǒng)提取方法工作量的1/35，工作量大幅降低。

得到電路板的網(wǎng)表后，就可以根據(jù)網(wǎng)表畫出電路圖。繪制電路圖有多種軟件工具可用，不贅述。

3 結(jié)束語

沒有建網(wǎng)表時(shí)，不清楚哪些元器件管腳是連接在一起的，檢測(cè)時(shí)會(huì)有大量不必要的重復(fù)操作。有了網(wǎng)表后，結(jié)點(diǎn)連接關(guān)系一目了然，飛線和結(jié)點(diǎn)都能直觀的顯示在列表和照片中，可以按照結(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，避免了重復(fù)性操作，顯著提高了測(cè)試效率。

在電路板的故障檢測(cè)工作中，技術(shù)人員一直深受斷線故障的困擾。多層線路板的斷線故障在沒有圖紙資料的情況下很難修復(fù)。電路板網(wǎng)表提取以后，電路板上面所有元器件之間的網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系清晰可見，使斷線故障的修復(fù)成為可能。