基于反演思想的電路板關鍵技術研究

羅夢維

（邵陽學院電氣工程系，湖南邵陽，422000）

基于反演思想的電路板關鍵技術研究

羅夢維

（邵陽學院電氣工程系，湖南邵陽，422000）

文章基于反演思想，利用電路圖反演原理對現有存在的進口設備進行故障維修的軟件平臺，提出的電路板反演中點線技術就是對于PCB的數字圖像處理和圖像檢測為理論基礎進行探討，以此來解決圓形器件及線路的檢查。這對于實際解決先進電氣設備的故障問題的具有重要意義。

電路板反演；圖像檢測；故障檢測

0 引言

隨著電子信息技術的不斷發展，越來越多的生產設備實現了自動化控制，這都依賴于強大的電子科學技術，同時也使得人類的生產生活也越來越嚴重的依賴于大規模高密度電子設備。如果這些高精密電氣設備一點出現問題，就會對整個人類社會產生各種各樣的問題，不僅僅會造成經濟損失還有可能造成人員傷害。因此，及時發現復雜電氣設備中的故障問題，提高設備的可靠性，已經成為一個亟待解決的重要問題。

1 研究綜述

目前國外重要的關于大規模印刷電路板的研究（PCB）的反演理論應用研究主要用在檢查領域，用來檢測大規模電路的內部故障，主要應用在在航天，國防和核能開放等關乎國計民生的重大領域。

目前主要的反演電路檢測技術有如下兩個。

（1）測試儀

最傳統的電子電路故障檢測方法是缺陷分析儀，它可以實現對于電路板上的短路，斷路，焊接錯誤等進行識別和判斷，實現自動化檢查。

（2）抄版軟件

抄板軟件的基本原理是：在抄板軟件的輔助下，由操作員根據樣本電路板畫出該電路板的印刷電路，并逆向生成該電路板的通用格式的網絡表，再由操作員把網絡表導入到其他 EDA 設計軟件中生成該電路板的 PCB 電路。

根據以上技術概況，目前主要的非接觸式反演主要包括以下4個關鍵步驟。

（1）網絡表源數據提?。唬?）電氣規則測試；（3）網絡表生成；（4）分類構造拓撲圖塊于構圖。

2 基于反演思想的電路反演技術

2.1 圖像獲取

獲得大規模集成PCB板的電路圖源圖像是反演思想檢測電路故障的首要步驟，通過對于電路板網格表的源數據提取得到關鍵信息，實現圖像復原。

主要的圖像獲取技術有兩種。

（1）掃描技術

對于電路的核心部分通過掃描的方式進行圖像獲取，是一種最快速便捷的圖像獲取技術，主要的掃描方式有以下三種：自左向右（a），首尾相連（b），隔行掃描（c）如下圖1所示。

圖1 圖像獲取主要掃描技術

（2）照相獲取

通過數碼相機進行圖像采集也是一種快速的圖像獲取方式，需要對于CCD或者CMOS光電轉換軟件對于采集圖像的光信息轉換為對應的模擬電信息。

采用拍攝方式的好處是可以將 PCB 板分割成像，而后裁剪對接這樣可以在需要局部清晰的地方可以降低拍攝高度而在有高元件的局部抬高拍攝高度，而這將引出圖像軟件拼接問題與對接基準問題。

2.2 圖像處理技術

在本文的反演平臺中，采集圖像進行電路圖反演是關鍵的一步，這對于采集圖像具有很高的質量要求。在進行反演復現電路圖之前，往往需要通過專業的圖像處理軟件對于圖像進行處理，將PCB板材中的圓形空設置為黑色，電路設置成紅色，關鍵的電子器件進行整理，保留引腳部分。

最常用的圖像處理原件是Photoshop，關鍵步驟如下。

（1）將采集圖像在Photoshop中打開，以其中一面作為背景，將該圖層設置為背景層進行編輯。

（2）過孔圖：利用魔棒工具，設定好容差，在背景圖層上選取焊點新建圖層命名為“過孔層”，背景填充為白色，在過孔圖層上的選取內，用黑色進行填充，這樣焊點就被選定了。

（3）撼點圖：同檢測焊點的操作類似，并將焊盤保存在焊點圖層上

（4）布線圖：通過軟件上的調色功能，是的電路板中的電線線路盡可能的于背景區別明顯，清晰的顯示出線路布局極為布線圖的目的。

（5）對于上述的的處理圖像，進行檢查整理，合之前的進行比對，最終得到的就是圖像處理后結果。

圖2 處理前PCB圖像

圖3 處理后PCB圖像

3 總結

本文基于反演思想針對于PCB板的電路圖復現關鍵技術進行探討研究，介紹了目前反演思想在電路故障診斷中的研究情況，同時論述了研究的重要意義。同時針對于主要的圖像獲取和圖像處理技術進行了詳盡的介紹，為下一步研究奠定了基礎。

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The key technical research of circuit boards based on inversion thought

Luo Mengwei
(shao Yang college electrical engineering department,Shaoyang Hunan,422000)

the article is based on the inversion of ideas, using the circuit diagram inversion principle fault maintenance of imported equipment in the existing software platform, puts forward the middle line technology is for PCB circuit boards inversion of the theoretical basis of digital image processing and image detection were discussed, in order to solve the circular devices and circuit inspection. This is of great significance to solve the problems of advanced electrical equipment

circuit board inversion; image detection;failure detection