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具有网表功能的VI(ASA)曲线测试仪

《设备管理与维修》

摘 要: VI(ASA)曲线测试仪是目前应用广泛的第三方电路板故障维修测试仪,网表功能有效提高了测试仪的实用价值。 介绍网表功能的主要算法和应用实例,借助管脚 VI(ASA)曲线大幅降低非破坏性直接从电路板上获取电路网表的工作量,提高测试仪的检测能力和效率。
关键词:电路网表;测试仪;维修
中图分类号:TM07
文献标识码:B DOI:10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2022.05D.53
引 言:
获取电路板网表,依据网表就能很容易画出电路图,网表几乎等于电路图。
在任何情况下,电路图对检测电路板故障都会有很大帮助。 但通过传统方法获取电路网表工作量极大,难以实现。 具有网表功能的 VI (ASA)曲线测试仪可大幅简化
电路网表的获取工作,使获取电路网表成为可能。
1网表在维修中的价值和当前的问题
1.1用语说明
(1)结点:电路板上短接在一起的一组器件管脚。
(2)结点网表:以列表形式表示的结点。
(3)电路板网表:电路板所有的结点网表,简称网表。
1.2网表在维修中的价值
1.2.1提高故障检测效率
(1)对于一个结点,如果其中一个管脚发生故障,只要测试其中任何一个管脚即可确定是否为故障结点(结点的器件管脚相互短接),但如果不知道哪些器件管脚属于
同一个结点,就需要多次重复测试,是目前检测工作量大的主要原因。 借助网表可以完全解决这个问题,确保一个结点仅需测试一次。
(2)当找到故障结点后,需要进一步确认到具体故障管脚,这往往需要知道该结点由哪些管脚组成,需要花费时间在电路板上查找,有了网表就可以把这个时间节省
下来。
1.2.2解决维修难题
(1)断线问题。电路板的断线故障,尤其是多层板的断线故障, 在没有电路图的情况下,极难查找,基本属于不可修复的故障。 这时就可以借助网表,通过检查
管脚之间的连结情况进行修复。
(2)二手板维修。 所谓的二手板维修,是指维修经他人修过而没有修好的电路板。 二手板难以修复的技术原因主要是, 前面的维修中可能会有连错、断错走线,
及换错器件的情况。 对于无图纸维修来说,走线错误基本导致电路不可修复。 但如果有了网表,就可以借助网表来应对走线问题,很大程度提高了二手板的修复
可能性。
1.3影响网表使用的原因
1.3.1获取工作量大
从一块电路板上获取网表,采取破坏性方法需要损失一块完全相同的电路板,实际情况往往无法允许的。而目前的非破坏性方法工作量极大,多数情况下令人却步。
传统非破坏性方法通过测试管脚之间电阻, 根据电阻值大小来判断是否短接。 例如对于一块有 5000 个器件管脚的电路板,如果不借助工程师的经验技术,
完全依靠测试判断,测试次数高达百万量级。即使借助经验技术能够大幅减少测试次数,仍然工作量非常惊人,所以只有在非常特殊的情况下才会考虑。
1.3.2提倡无图纸维修
由于难以得到原厂图纸,网表获取困难,多年来维修行业都在推广"无图纸的电路板维修"的理念和技术,试图在没有网表、图纸的条件下处理电路板故障检测问题

2 一种高效获取网表的方法
最近的一项专利技术《借助管脚ASA/VI曲线获取电路板网表》(发明专利申请号:202210080704.9)对打破僵局提供了有效的方法。 该方法的主要特点是,借助器件
管脚的 VI (ASA)曲线,大大减少获取网表所需要的测试次数,把整个工作量减少到可接受的程度。 假设一块电路板有 5000 个器件管脚,平均 5 个管脚构成一个
结点,共有 1000 个结点。 分别估算借助和不借助曲线所需要的测试次数。
2.1不借助 VI(ASA)曲线的方法
第1步,从5000个管脚中拿出一个管脚,在它和其他4999个管脚之间共4999次测试,得到第一个结点。根据假设,每个结点关联5个管脚,这个过程可以写成:
5000-1-0x5=4999 次。
第2步,已经确认连接的5个管脚不再参与后面的计算,从总管脚数中减去,在剩余 4995个管脚中,测试其中一个管脚和其它4994个的连接,共4994次,写成:
5000-1-1x5=4994 次。
第 3 步与第 2 步类似,可得到:5000-1-2x5=4989 次。
第 n 步的测试次数:5000-1-(n-1)x5=5004-5n。
测试次数≤0 无意义,即:5004-5n≤0,由此得到 max(n)=999。
将 999 次的测试次数相加,总数为 2 495 500 次。
2.2 借助 VI(ASA)曲线的方法
假定在 1000 个结点中,平均 5 个结点的曲线是重合的,也就是说,平均 25 个管脚的曲线相同。 可以把整块板想象成由 5000÷25=200 块小板拼接而成的。
处理一块小板时,不会对其他小板有任何影响。 可以证明,先处理完一块小板的所有结点,再处理下一块小板的所有结点。 或者随机在任何一块小板处理一个
结点,再去处理另一块小板的一个结点,直至所有管脚都被处理,结果是一样的。 首先根据曲线数据找到一块小板的 25 个管脚后,在使用不借助曲线方法需要
测试 70 次即可确定 5 个结点,然后处理下一块小板。 总共 200 块小板,共计需要测试 70x200=14 000 次。
从 2 500 000 次下降到 14 000 次, 也就是传统方法的 1/200 左右。 实际上人的经验、电路的类型、结构也都会影响测试次数,但该估算大致给出了可减少的
数量级的概念。
2.3 应用实例
2.3.1测试仪工作界面(图 1)

图1 主界面

主界面左边从左至右的 4 个列表分别是:
(1)代号:列表电路板上所有的器件代号。
(2)空脚:所有不属于任何结点的器件管脚。
(3)结点网表:所有已经建立的结点。
(4)结点管脚列表:当前选中结点的所有管脚。
在开始获取网表之前,结点、结点脚表为空,空脚表列出全部管脚。
2.3.2 获取电路网表的操作
(1)首先选择一个空脚(鼠标选中空脚列表或者在电路板图像上选中某个器件管脚)。
(2)启动搜索。搜索完成后,在结点列表中增加一个结点, 在结点脚列表中列出所有和选中管脚曲线相同, 且不属于任何结点的管脚(图 2)。

图2 列表窗口

(3)在结点脚列表中,从第二个管脚 U5-1 开始,逐管脚检查与管脚U25-1 是否短接。 如果不是,从结点脚列表中删去,被删掉的管脚又重新回到空脚列表。 确认
完成后, 得到以 U25-1 命名的结点网表。
(4)转(1),获取下一个结点网表,直至空脚列表为空。
3 网表在故障诊断中的应用
3.1显示结点网表
在结点列表中选中一个结点, 或者通过在电路板图像上点击器件管脚来选中它所在的结点:
(1)该结点的所有管脚列表在结点脚列表中;
(2)同时以选中的管脚为发射点,用飞线把所有的脚连接起来。 在结点列表中选中结点U25-3 的显示如图 3 所示。

图2 网表列表和图像显示

根据图表,画电路图就会很方便(使用 CAD 软件或手工绘制)。首先画好所有的元器件,然后在结点表中选中第一个结点, 根据结点脚列表内容或飞线,画出连接
线,再选中下一个结点进行同样操作,依次进行,很容易画出整个电路板的电路图。
3.2 测试序列的选择
3.2.1 按照结点列表顺序测试
当不能根据经验判断出大致的故障位置时,选择这种测试顺序。 从结点列表中第一个结点开始,选中一个结点后,根据飞线提示, 在该结点的某个最方便测试
的管脚上进行测试,然后转测下一个结点。 这样就不会多次重复测试一个结点, 提高了定位故障结点的效率。
3.2.2按照器件管脚顺序测试
如果能够根据原理与经验, 大致判断出故障位于哪个,或者几个器件上,可选择这种测试顺序。
在器件代号列表中,或在电路板图像上选中一个器件后, 按照器件管脚顺序依次测试全部管脚。如果没发现问题,再选择另一个器件。当找到故障结点后,
由于故障可能发生在结点的任何一个器件管脚上, 这时结点脚列表和飞线可立即反映出该结点所有管脚,节省了查找时间。
3.2.3 按照结点脚列表顺序测试
当发现故障结点后,选择按照结点脚顺序测试。如果某管脚与其他管脚曲线不同,该管脚断线。
4 结语
在VI(ASA)曲线测试仪中引入网表功能是测试仪器多年来最大的技术进步,显著减少了使用测试工作量,提供了解决电路板断线类问题的新手段,同时作为一种
有效的、非破坏性的、直接从电路板上获取电路网表的通用手段,在更多领域得到应用。

 

 
 
 

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