一種獲取電路板網表的有效方法

王志杰

（北京天惠維測電子有限公司，北京 100085）

0 引言

電路圖對診斷、檢修電路板故障有很大幫助。對多層板的開、短路故障，一般只有借助電路圖才有可能修復。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系，即電路板網表。相對于目前其他各種解決方案，本文所介紹的方案極具性價比優勢。根據該方案使用專利技術，把測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，且測試儀器成本非常低。

1 電路板網表提取流程

1.1 樣板簡介

本文采用的樣板是一塊松下伺服驅動器電源板，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 創建設備文件夾

在測試軟件中創建一個文件夾，通常以設備名稱來命名，這里命名為“松下伺服驅動器”。關于該部件的各種技術資料文件都可以導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 創建電路板

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

圖4 將照片導入電路板庫

1.5 添加元器件

要建立一個完整的電路板網表，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表，可只添加相關元件。使用復制、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，要設置元器件的VI 曲線測試參數，主要包括信號幅度和頻率。設置的信號幅度不要超過元器件的工作電壓太多，而且可能有連接關系的元器件的信號幅度必須相等。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，可以為不同組設置略有差異的信號幅度，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，所以這里的信號幅度設定為3.3 V。由于樣板是電源板，上面的電解電容很多，如果信號頻率過高容易被短路，造成檢索錯誤，所以這里的頻率設定為10 Hz（圖6）。

圖6 VI 曲線參數設置

1.6 VI 曲線采集

VI 曲線采集是網表提取的基礎，這一步驟需要把電路板上所有已經定義好的元器件管腳與“地”之間的VI 曲線采集下來。VI 曲線是網表提取的基礎工作，必須做扎實，否則會影響網表提取的質量及效率。VI曲線采集操作非常關鍵，要求采集動作精準、VI 曲線穩定可靠。

VI 曲線采集完后，元器件在電路板圖像上的邊框由黃色轉為綠色。選中某個元器件后，該元器件的VI 曲線會在右側區域顯示出來（圖7）。

圖7 采集元器件管腳VI 曲線

1.7 創建測試記錄

創建測試記錄需要把所有元器件管腳的曲線驗證一遍，主要目的是避免操作失誤、接觸不良等原因導致的曲線失真。所有曲線誤差均在2%以內為合格（圖8）。

圖8 測試記錄曲線

1.8 提取網表

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

首先選定一個器件管腳，啟動網表搜索功能后，軟件會把所有與該管腳的測試參數相同，并且曲線誤差在2%以內的元器件管腳搜索并顯示到以該管腳命名的結點中。由于參數不同、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，所以要對搜索結點中的每一個管腳進行測試確認，剔除掉實際沒有連接的引腳，留下的就是真正連結在一起的管腳了。可以用測試儀提供的Beep 功能進行確認，也可以用多用表進行測試確認。

當一個結點的網表確認完成后，再提取、確認下一個管腳（結點）的網表，直至電路板上所有結點全部提取、確認完成。此時，用鼠標選中任意一個結點，該結點網表會以射線以及列表的方式顯示出來（圖9）。

圖9 網表顯示界面

1.9 確認空腳

空腳就是不與其他管腳有連接的管腳。網表提取前，所有的元器件管腳都在空腳列表中。隨著網表提取進度，空腳列表中的管腳數量越來越少。多數情況下，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，需要人工手動對空腳進行確認，可以使用多用表或測試儀的Beep 功能來進行。如果發現某個空腳實際連接到某個結點，需要用軟件的手動編輯網表功能添加到電路板網表中。

2 電路板網表提取效果

通過上述工作，樣板的網表庫就全部建好了。樣板上共計有元器件398 個、測試點（元件管腳數）946 個、電路結點（網表）180 個、空腳64 個，花費時間約40 h。

如果使用傳統的多用表提取網表的方法，測試次數需要約99 000 次（按1000 個測試點、200 個結點估算）。由于應用了最新的網表提取專利技術，本文中網表提取的測試次數約為2800 次，僅相當于傳統提取方法工作量的1/35，工作量大幅降低。

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

3 結束語

沒有建網表時，不清楚哪些元器件管腳是連接在一起的，檢測時會有大量不必要的重復操作。有了網表后，結點連接關系一目了然，飛線和結點都能直觀的顯示在列表和照片中，可以按照結點進行測試，避免了重復性操作，顯著提高了測試效率。

在電路板的故障檢測工作中，技術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。電路板網表提取以后，電路板上面所有元器件之間的網絡連接關系清晰可見，使斷線故障的修復成為可能。