一种获取电路板网表的有效方法

2023-08-29王志杰

设备管理与维修 2023年13期

王志杰

（北京天惠维测电子有限公司，北京 100085）

0 引言

电路图对诊断、检修电路板故障有很大帮助。对多层板的开、短路故障，一般只有借助电路图才有可能修复。从电路板上获取电路图，最困难的是如何获取元器件之间的连接关系，即电路板网表。相对于目前其他各种解决方案，本文所介绍的方案极具性价比优势。根据该方案使用专利技术，把测试工作量降低到使用多用表手工的几十分之一到几百分之一，且测试仪器成本非常低。

1 电路板网表提取流程

1.1 样板简介

本文采用的样板是一块松下伺服驱动器电源板，正反面都有元器件（图1）。

图1 电路板样板

1.2 拍照

首先，需要给电路板拍照。如果只有正面有元器件，只拍照正面即可，否则两面都需要拍照，并合成为一张照片（图2）。

图2 合成后的电路板照片

1.3 创建设备文件夹

在测试软件中创建一个文件夹，通常以设备名称来命名，这里命名为“松下伺服驱动器”。关于该部件的各种技术资料文件都可以导入该文件夹中集中管理，方便以后查阅（图3）。

图3 文件夹资料索引窗口

1.4 创建电路板

电路板库的名称建议以该电路板的型号命名，这里命名为“电源板581D862”，然后导入准备好的电路板照片（图4）。

图4 将照片导入电路板库

1.5 添加元器件

要建立一个完整的电路板网表，需要将所有的元器件都要添加到电路板照片中（图5）。如果只需建立局部电路的网表，可只添加相关元件。使用复制、粘贴功能可以大大提高添加同类元器件的效率。

图5 在电路板照片上添加元器件

添加元器件时，要设置元器件的VI 曲线测试参数，主要包括信号幅度和频率。设置的信号幅度不要超过元器件的工作电压太多，而且可能有连接关系的元器件的信号幅度必须相等。如果一块板上的元器件分为若干组，且不同组之间没有连接，可以为不同组设置略有差异的信号幅度，例如3.2 V、3.3 V、3.4 V 等，可以有效提高检索效率。样板上最低芯片工作电压为3.3 V，所以这里的信号幅度设定为3.3 V。由于样板是电源板，上面的电解电容很多，如果信号频率过高容易被短路，造成检索错误，所以这里的频率设定为10 Hz（图6）。

图6 VI 曲线参数设置

1.6 VI 曲线采集

VI 曲线采集是网表提取的基础，这一步骤需要把电路板上所有已经定义好的元器件管脚与“地”之间的VI 曲线采集下来。VI 曲线是网表提取的基础工作，必须做扎实，否则会影响网表提取的质量及效率。VI曲线采集操作非常关键，要求采集动作精准、VI 曲线稳定可靠。

VI 曲线采集完后，元器件在电路板图像上的边框由黄色转为绿色。选中某个元器件后，该元器件的VI 曲线会在右侧区域显示出来（图7）。

图7 采集元器件管脚VI 曲线

1.7 创建测试记录

创建测试记录需要把所有元器件管脚的曲线验证一遍，主要目的是避免操作失误、接触不良等原因导致的曲线失真。所有曲线误差均在2%以内为合格（图8）。

图8 测试记录曲线

1.8 提取网表

提取网表原则上可从任意元器件开始。本文先提取芯片管脚的网表，然后提取三极管、MOS 管等三端元器件的网表，最后提取两端元件的网表，例如电容、电阻、电感、二极管等。

首先选定一个器件管脚，启动网表搜索功能后，软件会把所有与该管脚的测试参数相同，并且曲线误差在2%以内的元器件管脚搜索并显示到以该管脚命名的结点中。由于参数不同、曲线超差的一定不连接在一起，而相同的也未必连接在一起，所以要对搜索结点中的每一个管脚进行测试确认，剔除掉实际没有连接的引脚，留下的就是真正连结在一起的管脚了。可以用测试仪提供的Beep 功能进行确认，也可以用多用表进行测试确认。

当一个结点的网表确认完成后，再提取、确认下一个管脚（结点）的网表，直至电路板上所有结点全部提取、确认完成。此时，用鼠标选中任意一个结点，该结点网表会以射线以及列表的方式显示出来（图9）。

图9 网表显示界面

1.9 确认空脚

空脚就是不与其他管脚有连接的管脚。网表提取前，所有的元器件管脚都在空脚列表中。随着网表提取进度，空脚列表中的管脚数量越来越少。多数情况下，最终总是或多或少的留下一些空脚。例如某些芯片的NC 脚、连接到电路板外部端口上的管脚，都会作为空脚留下来。为了避免由于某些原因造成的假空脚，需要人工手动对空脚进行确认，可以使用多用表或测试仪的Beep 功能来进行。如果发现某个空脚实际连接到某个结点，需要用软件的手动编辑网表功能添加到电路板网表中。