《設(shè)備管理與維修》

摘 要： VI(ASA)曲線測試儀是目前應(yīng)用廣泛的第三方電路板故障維修測試儀，網(wǎng)表功能有效提高了測試儀的實(shí)用價值。 介紹網(wǎng)表功能的主要算法和應(yīng)用實(shí)例，借助管腳 VI（ASA)曲線大幅降低非破壞性直接從電路板上獲取電路網(wǎng)表的工作量，提高測試儀的檢測能力和效率。
關(guān)鍵詞：電路網(wǎng)表；測試儀；維修
中圖分類號：TM07
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B DOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2022.05D.53
引 言：
獲取電路板網(wǎng)表，依據(jù)網(wǎng)表就能很容易畫出電路圖，網(wǎng)表幾乎等于電路圖。
在任何情況下，電路圖對檢測電路板故障都會有很大幫助。 但通過傳統(tǒng)方法獲取電路網(wǎng)表工作量極大，難以實(shí)現(xiàn)。 具有網(wǎng)表功能的 VI (ASA)曲線測試儀可大幅簡化
電路網(wǎng)表的獲取工作，使獲取電路網(wǎng)表成為可能。
1網(wǎng)表在維修中的價值和當(dāng)前的問題
1.1用語說明
（1）結(jié)點(diǎn)：電路板上短接在一起的一組器件管腳。
（2）結(jié)點(diǎn)網(wǎng)表：以列表形式表示的結(jié)點(diǎn)。
（3）電路板網(wǎng)表：電路板所有的結(jié)點(diǎn)網(wǎng)表，簡稱網(wǎng)表。
1.2網(wǎng)表在維修中的價值
1.2.1提高故障檢測效率
（1）對于一個結(jié)點(diǎn)，如果其中一個管腳發(fā)生故障，只要測試其中任何一個管腳即可確定是否為故障結(jié)點(diǎn)(結(jié)點(diǎn)的器件管腳相互短接)，但如果不知道哪些器件管腳屬于
同一個結(jié)點(diǎn)，就需要多次重復(fù)測試，是目前檢測工作量大的主要原因。 借助網(wǎng)表可以完全解決這個問題，確保一個結(jié)點(diǎn)僅需測試一次。
（2）當(dāng)找到故障結(jié)點(diǎn)后，需要進(jìn)一步確認(rèn)到具體故障管腳，這往往需要知道該結(jié)點(diǎn)由哪些管腳組成，需要花費(fèi)時間在電路板上查找，有了網(wǎng)表就可以把這個時間節(jié)省
下來。
1.2.2解決維修難題
（1）斷線問題。電路板的斷線故障，尤其是多層板的斷線故障， 在沒有電路圖的情況下，極難查找，基本屬于不可修復(fù)的故障。 這時就可以借助網(wǎng)表，通過檢查
管腳之間的連結(jié)情況進(jìn)行修復(fù)。
（2）二手板維修。 所謂的二手板維修，是指維修經(jīng)他人修過而沒有修好的電路板。 二手板難以修復(fù)的技術(shù)原因主要是， 前面的維修中可能會有連錯、斷錯走線，
及換錯器件的情況。 對于無圖紙維修來說，走線錯誤基本導(dǎo)致電路不可修復(fù)。 但如果有了網(wǎng)表，就可以借助網(wǎng)表來應(yīng)對走線問題，很大程度提高了二手板的修復(fù)
可能性。
1.3影響網(wǎng)表使用的原因
1.3.1獲取工作量大
從一塊電路板上獲取網(wǎng)表，采取破壞性方法需要損失一塊完全相同的電路板，實(shí)際情況往往無法允許的。而目前的非破壞性方法工作量極大，多數(shù)情況下令人卻步。
傳統(tǒng)非破壞性方法通過測試管腳之間電阻， 根據(jù)電阻值大小來判斷是否短接。 例如對于一塊有 5000 個器件管腳的電路板，如果不借助工程師的經(jīng)驗技術(shù)，
完全依靠測試判斷，測試次數(shù)高達(dá)百萬量級。即使借助經(jīng)驗技術(shù)能夠大幅減少測試次數(shù)，仍然工作量非常驚人，所以只有在非常特殊的情況下才會考慮。
1.3.2提倡無圖紙維修
由于難以得到原廠圖紙，網(wǎng)表獲取困難，多年來維修行業(yè)都在推廣＂無圖紙的電路板維修＂的理念和技術(shù)，試圖在沒有網(wǎng)表、圖紙的條件下處理電路板故障檢測問題
。
2 一種高效獲取網(wǎng)表的方法
最近的一項專利技術(shù)《借助管腳ASA/VI曲線獲取電路板網(wǎng)表》(發(fā)明專利申請?zhí)枺?02210080704.9)對打破僵局提供了有效的方法。 該方法的主要特點(diǎn)是，借助器件
管腳的 VI (ASA)曲線，大大減少獲取網(wǎng)表所需要的測試次數(shù)，把整個工作量減少到可接受的程度。 假設(shè)一塊電路板有 5000 個器件管腳，平均 5 個管腳構(gòu)成一個
結(jié)點(diǎn)，共有 1000 個結(jié)點(diǎn)。 分別估算借助和不借助曲線所需要的測試次數(shù)。
2.1不借助 VI(ASA)曲線的方法
第1步，從5000個管腳中拿出一個管腳，在它和其他4999個管腳之間共4999次測試，得到第一個結(jié)點(diǎn)。根據(jù)假設(shè)，每個結(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)5個管腳，這個過程可以寫成：
5000-1-0x5=4999 次。
第2步，已經(jīng)確認(rèn)連接的5個管腳不再參與后面的計算，從總管腳數(shù)中減去，在剩余 4995個管腳中，測試其中一個管腳和其它4994個的連接，共4994次，寫成：
5000-1-1x5=4994 次。
第 3 步與第 2 步類似，可得到：5000-1-2x5=4989 次。
第 n 步的測試次數(shù)：5000-1-(n-1)x5=5004-5n。
測試次數(shù)≤0 無意義，即：5004-5n≤0，由此得到 max(n)=999。
將 999 次的測試次數(shù)相加，總數(shù)為 2 495 500 次。
2.2 借助 VI(ASA)曲線的方法
假定在 1000 個結(jié)點(diǎn)中，平均 5 個結(jié)點(diǎn)的曲線是重合的，也就是說，平均 25 個管腳的曲線相同。 可以把整塊板想象成由 5000÷25=200 塊小板拼接而成的。
處理一塊小板時，不會對其他小板有任何影響。 可以證明，先處理完一塊小板的所有結(jié)點(diǎn)，再處理下一塊小板的所有結(jié)點(diǎn)。 或者隨機(jī)在任何一塊小板處理一個
結(jié)點(diǎn)，再去處理另一塊小板的一個結(jié)點(diǎn)，直至所有管腳都被處理，結(jié)果是一樣的。 首先根據(jù)曲線數(shù)據(jù)找到一塊小板的 25 個管腳后，在使用不借助曲線方法需要
測試 70 次即可確定 5 個結(jié)點(diǎn)，然后處理下一塊小板。 總共 200 塊小板，共計需要測試 70x200=14 000 次。
從 2 500 000 次下降到 14 000 次， 也就是傳統(tǒng)方法的 1/200 左右。 實(shí)際上人的經(jīng)驗、電路的類型、結(jié)構(gòu)也都會影響測試次數(shù)，但該估算大致給出了可減少的
數(shù)量級的概念。
2.3 應(yīng)用實(shí)例
2.3.1測試儀工作界面(圖 1)

圖1 主界面

主界面左邊從左至右的 4 個列表分別是：
（1）代號：列表電路板上所有的器件代號。
（2）空腳：所有不屬于任何結(jié)點(diǎn)的器件管腳。
（3）結(jié)點(diǎn)網(wǎng)表：所有已經(jīng)建立的結(jié)點(diǎn)。
（4）結(jié)點(diǎn)管腳列表：當(dāng)前選中結(jié)點(diǎn)的所有管腳。
在開始獲取網(wǎng)表之前，結(jié)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)腳表為空，空腳表列出全部管腳。
2.3.2 獲取電路網(wǎng)表的操作
（1）首先選擇一個空腳(鼠標(biāo)選中空腳列表或者在電路板圖像上選中某個器件管腳)。
（2）啟動搜索。搜索完成后，在結(jié)點(diǎn)列表中增加一個結(jié)點(diǎn)， 在結(jié)點(diǎn)腳列表中列出所有和選中管腳曲線相同， 且不屬于任何結(jié)點(diǎn)的管腳(圖 2)。

圖2 列表窗口

（3）在結(jié)點(diǎn)腳列表中，從第二個管腳 U5-1 開始，逐管腳檢查與管腳U25-1 是否短接。 如果不是，從結(jié)點(diǎn)腳列表中刪去，被刪掉的管腳又重新回到空腳列表。 確認(rèn)
完成后， 得到以 U25-1 命名的結(jié)點(diǎn)網(wǎng)表。
（4）轉(zhuǎn)(1)，獲取下一個結(jié)點(diǎn)網(wǎng)表，直至空腳列表為空。
3 網(wǎng)表在故障診斷中的應(yīng)用
3.1顯示結(jié)點(diǎn)網(wǎng)表
在結(jié)點(diǎn)列表中選中一個結(jié)點(diǎn)， 或者通過在電路板圖像上點(diǎn)擊器件管腳來選中它所在的結(jié)點(diǎn)：
(1)該結(jié)點(diǎn)的所有管腳列表在結(jié)點(diǎn)腳列表中；
(2)同時以選中的管腳為發(fā)射點(diǎn)，用飛線把所有的腳連接起來。 在結(jié)點(diǎn)列表中選中結(jié)點(diǎn)U25-3 的顯示如圖 3 所示。

圖2 網(wǎng)表列表和圖像顯示

根據(jù)圖表，畫電路圖就會很方便(使用 CAD 軟件或手工繪制)。首先畫好所有的元器件，然后在結(jié)點(diǎn)表中選中第一個結(jié)點(diǎn)， 根據(jù)結(jié)點(diǎn)腳列表內(nèi)容或飛線，畫出連接
線，再選中下一個結(jié)點(diǎn)進(jìn)行同樣操作，依次進(jìn)行，很容易畫出整個電路板的電路圖。
3.2 測試序列的選擇
3.2.1 按照結(jié)點(diǎn)列表順序測試
當(dāng)不能根據(jù)經(jīng)驗判斷出大致的故障位置時，選擇這種測試順序。 從結(jié)點(diǎn)列表中第一個結(jié)點(diǎn)開始，選中一個結(jié)點(diǎn)后，根據(jù)飛線提示， 在該結(jié)點(diǎn)的某個最方便測試
的管腳上進(jìn)行測試，然后轉(zhuǎn)測下一個結(jié)點(diǎn)。 這樣就不會多次重復(fù)測試一個結(jié)點(diǎn)， 提高了定位故障結(jié)點(diǎn)的效率。
3.2.2按照器件管腳順序測試
如果能夠根據(jù)原理與經(jīng)驗， 大致判斷出故障位于哪個，或者幾個器件上，可選擇這種測試順序。
在器件代號列表中，或在電路板圖像上選中一個器件后， 按照器件管腳順序依次測試全部管腳。如果沒發(fā)現(xiàn)問題，再選擇另一個器件。當(dāng)找到故障結(jié)點(diǎn)后，
由于故障可能發(fā)生在結(jié)點(diǎn)的任何一個器件管腳上， 這時結(jié)點(diǎn)腳列表和飛線可立即反映出該結(jié)點(diǎn)所有管腳，節(jié)省了查找時間。
3.2.3 按照結(jié)點(diǎn)腳列表順序測試
當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障結(jié)點(diǎn)后，選擇按照結(jié)點(diǎn)腳順序測試。如果某管腳與其他管腳曲線不同，該管腳斷線。
4 結(jié)語
在VI(ASA)曲線測試儀中引入網(wǎng)表功能是測試儀器多年來最大的技術(shù)進(jìn)步，顯著減少了使用測試工作量，提供了解決電路板斷線類問題的新手段，同時作為一種
有效的、非破壞性的、直接從電路板上獲取電路網(wǎng)表的通用手段，在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。