電氣維修方法論第十四篇（認知陌生電路）

元件級維修主要對象是電路板。電路板是由電氣元件、接插件和PCB板組成實現(xiàn)特定電氣功能的部件，也是電氣設備有別于其它設備的重要標志。電路板分為單功能板類和復合功能板類，如果從屬于復合功能類型，就繼承了多種本質特征和規(guī)律。元件級維修建立在部件級維修基礎上，就是故障電路板維修。電路板種類繁多、用途廣泛和功能各異，通過故障電路板品牌標識、規(guī)格型號查閱或咨詢獲得其技術手冊、端口接線圖、電路原理圖等技術資料判斷電路板從屬的電路類型，進而快速掌握繼承的本質特征和規(guī)律，再根據(jù)運用場景和維護歷史了解其具體特征和規(guī)律，最后形成綜合特征和規(guī)律，為元件級維修建立認知基礎。

一、認知故障電路板的經(jīng)驗

電路板上分布固定的元件種類和數(shù)量較多，相互間電氣連接線路異常復雜。為方便理解和維護，通常用電氣原理圖、元件分布圖和端口接線圖描述電路板工作原理、功能用途和規(guī)格樣式，快速認知其本質特征和規(guī)律。通常電路板面積和人體尺寸相近，檢測或攜帶比較方便。電氣元件是元件級維修認知的最小零件，如果損壞只更換不修理。

在維修實踐中，因為受技術保密或資料檢索能力限制，很難獲得故障電路板電氣原理圖，只能從功能用途和規(guī)格樣式層面推測工作原理，再判斷其從屬的電路類型，進而掌握其繼承的本質特征和規(guī)律。如果故障電路板上單元電路間沒有明確分界標志、元件實際位置和元件布局圖不同和電氣元件無法檢索，都增加了認知難度，那么如何提高認知故障電路板工作原理和功能用途的效率，也是元件級維修的難點。

電氣元件數(shù)量多的電路板一般按照從整體到細節(jié)的順序認知綜合特征和規(guī)律。按照從電路板到單元電路，再到電氣元件和接插件的認知順序，先通過觀察掌握電路板功能用途、整體外觀特征和接口電氣連接推測其包含的功能，再找出每種功能對應的單元電路，逐步掌握單元電路中各電氣元件種類、布局、相互間電氣連接和輸入輸出接口，逐步演繹出電氣板的工作原理。適用于分立元件多、集成度較低的電路板。

電氣元件數(shù)量少的電路板一般按照從細節(jié)到整體的順序認知其綜合特征和規(guī)律。按照從核心電氣元件到單元電路，再到電路板的認知順序，先從電路板的核心電氣元件開始觀察掌握其對應的電氣元件、電氣連接和輸入輸出端口，逐步歸納出電氣板的工作原理和功能用途。適用于集成度較高的電路板。

復合功能的故障電路板先找出不同功能的電路在PCB板上分布范圍，先認知與故障功能相關的電路，再認知影響整體功能的電路。有些電路板受體積和成本限制將多種功能混合在一起，之間沒有明顯分界，增加了認知故障電路板的難度。

二、認知故障電路板的流程

（一）從規(guī)格樣式認知電路板

通過規(guī)格樣式能簡單直接掌握故障電路板本質特征和規(guī)律。首先通過生產(chǎn)商或品牌縮小故障電路板特性檢索范圍，再通過其規(guī)格型號、外觀形狀、顏色樣式、外接連線等獲得其功能用途、端口接線圖、性能參數(shù)等技術資料，找出不同子功能電路在PCB板上分布范圍以及內(nèi)部連接線路。

（二）從功能用途認知電路板

如果按規(guī)格樣式無法獲得故障電路板技術資料，可根據(jù)故障電路板實際作用和實現(xiàn)功能以及與其它部件間相互關聯(lián)等推測其從屬的工作原理類型。

如將交流市電轉換為直流電壓的工作電源，根據(jù)降壓和整流方式推測其從屬工作原理類型；如人機交互電路根據(jù)輸入和顯示方式推測其從屬工作原理類型；如保護電路根據(jù)保護位置和方式推測其從屬工作原理類型；如采樣電路根據(jù)傳感器類型推測其從屬工作原理類型；如信號處理電路根據(jù)信息處理核心元件推測其從屬工作原理類型；如驅動電路根據(jù)驅動對象推測其從屬工作原理類型；如通訊電路根據(jù)端口封裝形式推測其從屬工作原理類型。

（三）從工作原理認知電路板

電路圖

標準電路板可從標準圖集獲得電路板功能框圖和電氣原理圖。

工作原理相同的電路在不同廠家不同設備中，電路板規(guī)格樣式（顏色、外觀、元件布局和線路連接）各有差異。常用電氣原理圖描述電路工作原理，原理圖中為方便描述和理解電路工作原理，電源和電信號傳輸方向為左進右出和上進下出，主電路和輔助電路分開繪制，用編號、專用符號和主要參數(shù)共同描述電氣元件，用較粗直線畫導線、較細直線畫功能框和虛線畫分割區(qū)，用文字描述電路工作原理、功能用途和規(guī)格樣式。必需熟記標準電氣元件符號和基礎單元電路，對常用電路了然于心，掌握讀圖技巧，才能快速準確理解電氣原理圖，掌握電路板本質特征和規(guī)律。

從電路功能框圖推測電氣原理圖是由整體到局部的正向認知過程，先通過功能框圖掌握電路技術方案，將功能框細化為子功能電路，從子功能電路的電氣元件和連接線路認知其工作原理，最后掌握電路板詳細電氣原理。從電路板推測電氣原理圖是由局部到整體的逆向認知過程，通過電路板單元電路、核心元件、信號走向、特殊功能狀態(tài)等方面認知子功能電路電氣原理，所有子功能電路整合為功能框圖，最后掌握電路板整體電氣原理。逆向認知難度遠大于正向認知難度。

單元電路

電路板由多個能實現(xiàn)各種特定功能的單元電路組成，單元電路都有輸入輸出端、工作電源端和公共端，實現(xiàn)電信號取樣、放大、處理、驅動等功能。按電信號的獲取、處理和轉換的傳輸順序和分配線路，用示波器追蹤測量電信號的幅值、波形、頻率和相位變化情況，分析判斷出各級單元電路的功能用途（如改變信號幅值、波形、頻率和相位，實現(xiàn)數(shù)字或模擬數(shù)值的算術、邏輯、比較等運算），最后歸納總結掌握電路板電氣原理，這是由局部到整體的逆向認知過程。單元電路中各電氣元件間總是按串形、并形、樹狀、網(wǎng)狀或獨立連接，追蹤測量時串形任何點都能作為分界點，并形選擇總線作為分界線，樹狀選擇樹根作為分界點，網(wǎng)狀或獨立關系只能逐個排除。

電路板在啟動、運行、待機和關機等不同狀態(tài)下，相同電氣參數(shù)的數(shù)值各不相同，通過測量判斷電路板當前狀態(tài)。根據(jù)電路板具有工作狀態(tài)可推測其從屬工作原理類型，這是由靜態(tài)到動態(tài)全周期的逆向認知過程。

根據(jù)電路板輸入和輸出接口的輸入信號來源推測電路板用途，輸出信號去向推測電路板功能，用示波器測量信號類型推測電路板屬于模擬或數(shù)字電路，根據(jù)接口封裝樣式推測通訊電路從屬的類型，綜合后判斷電路板從屬功能用途類型，這是采用黑匣子思維的逆向認知過程。

為縮小體積或降低成本，電路板中可能包含多種子功能電路?，F(xiàn)代電路設計采用EDA（計算機輔助設計），如果沒有提前合理規(guī)劃各子功能電路布局，那么EDA會按照最短距離和最小面積原則自動布局，電氣元件會隨機零亂分布在電路板上，增加了查找子功能電路分布區(qū)域的難度，可以對電路板排照并打印，在打印圖紙上手工劃分子功能區(qū)域。

核心元件

電路板中大量使用電阻、電容、電感、二極管、三極管等通用電氣元件，很難判斷其功能用途。如果存在少量專用元件，就以專用元件為核心，參考范例電路推測周圍電路從屬的功能用途類型，這是由特殊到普偏的逆向認知過程。

通過核心元件專用符號、型號標識（文字、符號、色環(huán)等）和封裝樣式檢索其工作原理和功能用途，掌握性能參數(shù)、引腳功能、封裝樣式、適用條件、安裝尺寸和范例電路等信息，快速認知其從屬類型的本質特征和規(guī)律。根據(jù)電路板上主要集成電路型號推測從屬的模擬電路、數(shù)字電路或復合電路類型。根據(jù)電路板的核心傳感器、接口等特征推測信號處理電路、電源電路、采樣電路的分布區(qū)域。

少數(shù)專用電氣元件有專用封裝形式。觀察電路板上特殊封裝元件（如天線、屏蔽罩、散熱片、線圈、按鍵、指示燈、顯示屏、光耦隔離、變壓器或異形插座等），推測是否包含無線通訊、驅動、控制、電源、高頻、高低壓等類型子電路及分布范圍（如根據(jù)天線和屏蔽罩找出高頻電路，根據(jù)散熱片和線圈找出驅動電路，根據(jù)按鍵、指示燈、顯示屏找出控制電路，根據(jù)光耦隔離和變壓器找出高低壓電路，根據(jù)異形插座找出核心元件），這是由感知到驗證的逆向認知過程。

PCB板

PCB板的主要用途是固定電氣元件，按照路徑最短、面積最小原則把各個電氣元件引腳按功能要求連接起來。掌握PCB板設計要求，有助于元件級維修時高效準確梳理電氣元件引腳之間的連接線路。

PCB板分為單層板、雙層板和多層板，層數(shù)越多，電路越復雜，梳理電氣連線難度越大。單層板上電源線、公共線和信號線都分布在底層，元件分布密度低，連接線路難，經(jīng)常需要較多過孔才能完成布線。雙層板頂層同時分布電源線和信號線，底層分布公共線和信號線，元件分布密度較高，連接線路復雜，容易完成布線。多層板把電源線和公共線放置在中間層上，信號線放置在頂層和底層，元件分布密度高，連接線路簡單。

根據(jù)PCB板上高低壓隔離、公共線路和屏蔽網(wǎng)格等標識可以劃分子電路分布區(qū)域。如高低壓隔離區(qū)域通常就是工作電源電路分布區(qū)域，公共線路和屏蔽網(wǎng)格通常是高頻電路分布區(qū)域。

（作者：羅清；地址：四川省攀枝花市東區(qū)；電話：13548205451；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）

審核編輯：符乾江