具有網(wǎng)表功能的VI（ASA）曲線測試儀

韓 熔，楊君玉

（匯能維測（北京）儀器有限公司，北京 100085；2.北京卓遠智聯(lián)科技有限公司，北京 100083）

0 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前的問題

1.1 用語說明

（1）結點：電路板上短接在一起的一組器件管腳。

（2）結點網(wǎng)表：以列表形式表示的結點。

（3）電路板網(wǎng)表：電路板所有的結點網(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）對于一個結點，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點（結點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點，就需要多次重復測試，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，確保一個結點僅需測試一次。

（2）當找到故障結點后，需要進一步確認到具體故障管腳，這往往需要知道該結點由哪些管腳組成，需要花費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，基本屬于不可修復的故障。這時就可以借助網(wǎng)表，通過檢查管腳之間的連結情況進行修復。

（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。二手板難以修復的技術原因主要是，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，走線錯誤基本導致電路不可修復。但如果有了網(wǎng)表，就可以借助網(wǎng)表來應對走線問題，很大程度提高了二手板的修復可能性。

1.3 影響網(wǎng)表使用效果的原因

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，完全依靠測試判斷，測試次數(shù)高達百萬量級。即使借助經(jīng)驗技術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，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《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）為打破僵局提供了有效方法。該方法的主要特點是，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。

假設一塊電路板有5000 個器件管腳，平均5 個管腳構成一個結點，共有1000 個結點。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，得到第一個結點。根據(jù)假設，每個結點關聯(lián)5 個管腳，這個過程可以寫成：5000-1-0×5=4999 次。

第2 步，已經(jīng)確認連接的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：5000-1-1×5=4994 次。

第3 步與第2 步類似，可得到：5000-1-2×5=4989 次。

第n 步的測試次數(shù)：5000-1-（n-1）×5=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 個結點中，平均5 個結點的曲線是重合的，也就是說，平均25 個管腳的曲線相同?？梢园颜麎K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點，再處理下一塊小板的所有結點?；蛘唠S機在任何一塊小板處理一個結點，再去處理另一塊小板的一個結點，直至所有管腳都被處理，結果是一樣的。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 個結點，然后處理下一塊小板。總共200 塊小板，共計需要測試70×200=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。實際上人的經(jīng)驗、電路的類型、結構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 應用實例

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：所有不屬于任何結點的器件管腳。

（3）結點網(wǎng)表：所有已經(jīng)建立的結點。

（4）結點管腳列表：當前選中結點的所有管腳。

在開始獲取網(wǎng)表之前，結點、結點腳表為空，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，在結點列表中增加一個結點，在結點腳列表中列出所有和選中管腳曲線相同，且不屬于任何結點的管腳（圖2）。

圖2 列表窗口

（3）在結點腳列表中，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，從結點腳列表中刪去，被刪掉的管腳又重新回到空腳列表。確認完成后，得到以U25-1命名的結點網(wǎng)表。

（4）轉(zhuǎn)（1），獲取下一個結點網(wǎng)表，直至空腳列表為空。

3 網(wǎng)表在故障診斷中的應用

3.1 顯示結點網(wǎng)表

在結點列表中選中一個結點，或者通過在電路板圖像上點擊器件管腳來選中它所在的結點：①該結點的所有管腳列表在結點腳列表中；②同時以選中的管腳為發(fā)射點，用飛線把所有的腳連接起來。在結點列表中選中結點U25-3 的顯示如圖3 所示。

圖3 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，然后在結點表中選中第一個結點，根據(jù)結點腳列表內(nèi)容或飛線，畫出連接線，再選中下一個結點進行同樣操作，依次進行，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 按照結點列表順序測試

當不能根據(jù)經(jīng)驗判斷出大致的故障位置時，選擇這種測試順序。從結點列表中第一個結點開始，選中一個結點后，根據(jù)飛線提示，在該結點的某個最方便測試的管腳上進行測試，然后轉(zhuǎn)測下一個結點。這樣就不會多次重復測試一個結點，提高了定位故障結點的效率。

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。當找到故障結點后，由于故障可能發(fā)生在結點的任何一個器件管腳上，這時結點腳列表和飛線可立即反映出該結點所有管腳，節(jié)省了查找時間。

3.2.3 按照結點腳列表順序測試

當發(fā)現(xiàn)故障結點后，選擇按照結點腳順序測試。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重大的技術進步，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，可以在更多領域得到應用。