电路板

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇电路板范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

电路板范文第1篇

关键词：雷击 电路板知识 维修过程

0 引言

电路板是一种精密部件，它在板上整合了多个功能模块和多种元器件组合，形成一个个复杂的完善的功能系统。因此，在电子产品维修过程中，对电路板故障的检测、分析以及排除，常常成为工程师们面临的技术难题。

1 雷击

今年的雷雨天气来得特别早，不到4月份，就雷雨连连，有时还颇具破坏性，我们塔台备用频率的RS遥控盒就遭到了雷击毁坏。遭雷击后此遥控盒上电后GO灯不亮，完全不能工作，我们及时更换备件保证设备正常工作后，开始检修故障遥控盒。

2 电路板知识

对于电路板的检测与维修，需要具备足够的知识储备，比如电子电路知识、印刷电路板知识、仪表知识、芯片知识、元器件知识、零件焊接知识等，以下做简要说明。

印刷电路板（PCB）几乎会出现在每一种电子设备当中，它的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。板子的基板是由绝缘隔热、不易弯曲的材质所制作成，板子表面的细小线路用来提供PCB上零件的电路连接。为了将零件固定在PCB上面，需要将它们的接脚穿过板子到另一面，直接焊在布线上。在最基本的PCB上，零件集中的一面称为零件面，导线集中的一面称为焊接面。PCB上有绝缘防护层。在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面，以标示出各零件在板子上的位置。

万用表，是电子检修的必备仪表，其蜂鸣器功能，是万用表的附加功能，大多做在2KΩ档，一般当测量阻值为50Ω以下时，内置蜂鸣器响。这个功能非常实用，可以提高测量线路通断的效率。

电路板上的“芯片”都是集成电路，它是微电子技术的主要产品。所谓微电子是相对“强电”“弱电”等概念而言，指它处理的电子信号极其微弱。通过不在路检测可以判断芯片的好坏：在可疑芯片焊离电路后，一般可用万用表测量各引脚对应于接地引脚之间的正、反向电阻值，并和完好的芯片进行比较，从而判断芯片是否正常。

在实际电路中，二极管、稳压管的周边电阻和三极管的偏置电阻一般在几百几千欧姆以上，所以可以在路测量二极管、三极管、稳压管的好坏。如果测得正向阻值太大或反向阻值太小，说明管子有问题。另外用不同的电阻档还可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子。测三极管时，不管是NPN管还是PNP管，测其be结cb结都应呈现与二极管完全相同的单向导电性。用R×10kΩ档测ec间（对NPN管）或ce间（对PNP管）的电阻时，表针可能略有偏转，这不表示管子是坏的，但用蜂鸣器测ce或ec间电阻时，表头指示应为无穷大，否则管子就是有问题。

检测电容好坏：用电阻档，根据电容容量选择适当的量程（注意测量电解电容时黑表笔要接电容正极）。①估测微法级电容容量的大小：可参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样，只要容量相同即可。②估测皮法级电容容量大小：要用R×10kΩ档，但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。③测电容是否漏电：对一千微法以上的电容，可先用R×10Ω档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R×1kΩ档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在∞或十分接近∞处，否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容，对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量，同样表针应停在∞处而不应回返。

测电阻时，重要的是要选好量程，当指针指示于1/3～2/3满量程时测量精度最高，读数最准确。

零器件的拆卸与焊接：贴片式电阻器、电容器的基片主要通过陶瓷材料制备。实际操作中要防止陶瓷随意碰撞，因而拆卸或焊接过程中必须有严格的温控措施，并且掌握轻触技巧，选用200～280℃调温式尖头烙铁，每次焊接不宜超过3s，焊完后电路板必须常温冷却。上述操作对贴片式晶体二、三极管的焊接同样适用。贴片式集成电路有很多引脚，且引脚之间距离窄、硬度小，焊接时一旦掌握不好温度，引脚焊锡极易出现短路、虚焊或印制线路铜箔脱离印制板等故障。一般集成电路所受的最高温度是260℃、10秒或350℃、3秒。拆卸贴片式集成电路时，可使用吸锡器拆卸集成块，这是一种常用的专业方法，使用工具为普通吸、焊两用电烙铁，功率在35W以上。拆卸集成块时，只要将加热后的两用电烙铁头放在要拆卸的集成块引脚上，待焊点锡融化后被吸入细锡器内，全部引脚的焊锡吸完后集成块即可拿掉，要防止超过最高温度。换入新集成电路时要先确认集成电路型号与方向，将烙铁温度调节在250℃左右，将脚位对准印制板相应焊点，用手轻压在集成电路表面，以防止集成电路移动，操作电烙铁蘸适量焊锡将集成电路四角的引脚与线路板焊接固定，然后一只手持烙铁给集成电路引脚加热，另一只手将焊锡丝送往加热引脚焊接，直至全部引脚加热焊接完毕。最后仔细检查和排除引脚短路和虚焊，待焊点自然冷却后，用毛刷蘸无水酒精再次清洁线路板和焊点，防止遗留焊渣。

3 维修过程

首先检查遥控盒电源部分：交流220V输入经滤波后输出交流220V正常，加至电源模块，但无直流输出，判断电源模块有故障。

检修电源模块：经检测，电源模块上一个315mA250V的保险（棕色扁圆柱型器件）烧断，变压器及各整流元件正常。用一截短路线焊至保险两焊点之间，电源模块输出-26V未稳压的直流电压，正常，此电压加至遥控盒主板上。未买到此种保险器件之前，暂时用短路线代替保险丝。安装好遥控盒，在站调接入VHF系统中测试，起动后GO灯常亮，正常，但造成其他同频率设备常收，拔掉电源线，只连接25针音频线仍是如此，将其他同频率设备音量打开，听为清楚的塔台指挥间环境音，判断此遥控盒的线路PTT信号线对地呈现低阻状态了（因此遥控盒和塔台安装的内话系统并接入VHF系统）。测量非发射状态下音频口24脚（PTT信号）对地（14脚）电阻，为111Ω，太低，造成线路长发。检测麦克风连接器，F脚（PTT）正常，判断雷击不仅造成电源模块保险丝烧断，还由线路引雷造成电路板故障。

检测遥控盒各电路板：因无电路图资料，直接在电路板上“跑线路”查找故障。经分析，PTT信号未经过主板处理，直接由音频口24脚跳至开关音频产生器电路板上，经检测，主板正常，产生开关音频的电路板异常。

检修故障的电路板：沿PTT信号处理路径查找异常器件并查找芯片功能脚资料。4011芯片为四组两输入与非门，4047为单稳态、无稳态多谐振荡器，在线测试4011件中的一个二极管T4151正反向特性无（正反向均为399Ω），判断已烧坏。将可疑芯片4011和4047焊下来测试其好坏：测试4011，其供电（14）脚与地（7）脚间电阻为0Ω，其它脚与地（7）脚间电阻也不正常；测试4047，其供电（14）脚与地（7）脚间电阻为0Ω，说明两芯片都已毁坏。另外，通过分析电路板得出：焊除4011和一个47.5K电阻、一个0.1微法电容，能同样实现所有功能，必要时可以这样做。

更换315mA250V保险，遥控盒上电，观察面板状态启动正常。更换二极管T4151和芯片4011、4047，测试非发射状态下音频口24脚（PTT信号）对地（14脚）电阻，为741Ω，偏低，接入VHF系统测试：只接25针音频线时仍造成线路PTT长发，但连接电源线后（上电后PTT电阻提高）正常，测试收发均正常，需提高线路PTT电阻。更换另一个HEF4011，仍为700多Ω（在4011位置焊接14脚芯片插座，以方便更换）。再次更换为CD4011，测试线路PTT电阻为940Ω，仍偏低，接入系统测试结果同上。因找不到更合适的4011，进行电路改造：焊除4011和一个47.5KΩ电阻一个0.1μF电容，测试24脚对地电阻为1936Ω，正常，其他各脚测试都正常，接入系统测试，遥控盒工作正常，修复。

4 小结

每块电路板的成功维修，都离不开知识的积累和实践能力，而实践能力来源于多年的经验积累与技术沉淀，维修工程师只要具有独立分析问题和解决问题的能力，具有出色的动手操作能力，就能准确判别故障部位并进行维修，顺利地排除电路板的故障。

参考文献：

[1]姚锐，徐超.测试系统电路板维修探讨[J].电子与封装，2012（01）.

[2]王艳秋，王晓翠.电路板维修中的方法与技巧[J].航空精密制造技术，2009（05）.

[3]史慧.电路板维修测试与诊断技术综述[J].航空制造技术，2008（09）.

电路板范文第2篇

1、针床法。这种方法由带有弹簧的探针连接到电路板上的每一个检测点。弹簧使每个探针具有100 - 200g 的压力，以保证每个检测点接触良好，这样的探针排列在一起被称为针床。在检测软件的控制下，可以对检测点和检测信号进行编程，检测者可以获知所有测试点的信息。实际上只有那些需要测试的测试点的探针是安装了的。尽管使用针床测试法可能同时在电路板的两面进行检测，当设计电路板时，还是应该使所有的检测点在电路板的焊接面。针床测试仪设备昂贵，且很难维修。针头依据其具体应用选不同排列的探针。

2、观测。电路板体积小，结构复杂，因此对电路板的观察也必须用到专业的观测仪器。一般的，我们采用便携式视频显微镜来观察电路板的结构，通过视频显微摄像头，可以清晰从显微镜看到非常直观的电路板的显微结构。通过这种方式，比较容易进行电路板的设计和检测。

3、飞针测试。飞针测试仪不依赖于安装在夹具或支架上的插脚图案。基于这种系统，两个或更多的探针安装在x-y 平面上可自由移动的微小磁头上，测试点由CADI Gerber 数据直接控制。双探针能在彼此相距4mil 的范围内移动。探针能够独立地移动，并且没有真正的限定它们彼此靠近的程度。

（来源：文章屋网 ）

电路板范文第3篇

宅男启动“宅创业”

林海从小就爱动手“拆”东西玩，发明创造能力很快显现。16岁的林海已经能和自己的团队一起完成“积木导盲机器人”了。2011年从浙江科技学院自动化专业毕业后，林海选择自主创业，主攻智能家居产品的研发。

2012年5月份，林海无意间发现一段视频――美国麻省理工学院两位博士秀出一款他们刚刚开发出的神奇电路板。这块电路板，你可以让任何物件成为你实现创意的工具：几个人连在一起可以组建一套架子鼓；要是键盘的哪个按键掉了，找个水果便可替换；石头也能变钢琴……林海想马上购置一件回家体验，结果发现还只是个躺在实验室里的产品。此刻，一种莫名的失落感油然而生。他相信，中国的大部分宅男宅女们看到这个视频后都会感到震撼。他决定自己做！

林海聚集了其他三个酷爱创意设计的技术宅男，组成一个产品研发小组。4个人都是“85后”，在三个不同的城市工作。他们通过网络联系，各有分工。一场宅男“宅创业”就这么启动了。

奇妙创意，用触控改变世界

2012年6月初，基本设计形成。基本原理是：通过微控制器检测微弱的电流来判断是否有回路产生，如果检测出某个端口有微弱的电流产生，就马上通过USB接口发送一个按键、鼠标或执行程序等信号给计算机，从而让任何连接到电路板上的物体拥有类似触摸感应的功能。

整个研发过程中，林海和他的团队面临着许许多多的问题：如何提高稳定性，如何兼容更多的操作系统或其他平台，如何降低成本……尽管如此，创造新产品对技术宅们来说，还是相对容易的事情。而给这块有魔力的电路板起名，才真是伤透了脑筋。

当初大家七嘴八舌地提出了很多名字，意见始终无法统一。最后，他们只好登上互联网征求广大群众的意见，最终才选定了“酷乐宅”这个名字。“酷”代表了产品的特性，新鲜、创意、潮流；“乐”代表了产品的使用效果：有趣、愉悦、欢乐；“宅”代表了产品的用户群：极客、学生、宅人。

“酷乐宅”拥有一套自主开发的核心技术，更加符合中国人的使用习惯，使用起来非常简单。安装好自带软件，带好地线手腕带，再用金属夹把物品夹住就可以了。切菜用的砧板，贴上几根铁丝，连上电脑，就变成了一把能够弹出优美音乐的电子吉他；在办公时想解放双手，就可以在办公桌下放两块铝箔纸，并连接到滚轮输入口上，可以用脚来翻看网页；可以让楼梯变成钢琴，将水箱变成跳舞毯，让香蕉变成键盘，用水果来弹钢琴，用扫把来弹吉他……真是酷毙、萌爆了！

这么好玩的产品，想不火都难！很快，林海通过网络募集到不少资金，一个月内就有数千名网友给他送来订单。于是，林海回到浙江老家批量生产，将每块电路板的成本由1000元降低到100元以下。2011年11月“酷乐宅”正式上市后，收到了非常不错的反响。

足不出户“玩”成百万富翁

现在“酷乐宅”技术更加成熟，已经不再仅仅是供宅男宅女们消遣的单一娱乐产品了。最近，它已经出现在部分中小学的信息技术选修课程中。“今后我们会更加注重和中小学的合作，让‘酷乐宅’为孩子们的科普教育做出点贡献。”

“让上肢残疾者也能像正常人一样使用计算机”，这是林海很久以前就有的想法。现在“酷乐宅”让他的想法变成了现实。失去双手的残疾人，只要在地面贴上铝箔纸，接上电路板，就可以做成用双脚控制鼠标、键盘；而对于那些全身瘫痪，只有几根手指能运动的残疾人，只要在他的椅子扶手上贴上铝箔纸，然后用手指轻触铝箔纸，就能操控电脑。如今，林海与很多残疾人协会建立了固定联系，今后将按照残疾人的需求开发出更多的产品。

电路板范文第4篇

关键词 软件仿真；LASAR；VITAL；FPGA

中图分类号TP39 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）135-0073-02

微电子技术的飞速发展，使数字电路系统功能不断强大、集成度不断提高，也给电路板的维修提出更高的要求，因此，研究有效的数字电路板自动测试方法有着重要的意义和实际应用价值。

1目前主要的数字电路板的测试方法

最早的专用自动测试设备（ATE）由信号发生器、示波器、逻辑分析仪等各种测试仪器的组合而成，模块化仪器的出现使其实现了自动测试。当前主流的自动测试与诊断技术采用的测试设备是在此基础上发展起来的，能够通过强大的测试软件来完成信号的采集和处理，自动完成电路板的性能检测、器件参数的分析和调整，最终实现电路故障的定位。

1.1 利用实板仿真开发测试程序

利用实板仿真技术开发测试程序的ATE采用VXI/PXI总线，系统对功能完好的电路板加载人工编写的测试激励，并录取正确响应。通过探笔系统采集相应的电路节点正确信息，并把这些信息存入测试比对数据库中，供以后测试诊断和测试故障定位时使用。然而，这种测试方法只具有对数字电路的静态测试能力，并且对开发人员要求高，开发周期长，测试程序的性能（故障检测率和故障隔离率）无法得到确保，同时也缺少对已开发测试程序的验证和评估手段，大大影响了测试程序的开发效率和质量。

1.2通过软件仿真开发测试程序

通过软件仿真开发测试程序只需电路网络表，仿真软件就可以自动生成测试向量，辅助引导TPS（Test Program Set）编程。这种方法能够自动生成测试结果、故障字典和故障检测率报告；采用探笔探测与故障字典诊断结果相结合的方法进行故障诊断；输出数据文件符合国际标准IEEE-STD-1445数字交换格式DTIF（Digital Test Interchange Format）。

软件仿真的优点是测试向量生成速度快，故障覆盖率高。例如目前广泛使用的LASAR（Logic Automatic Simulate and Response，逻辑自动激励和响应）软件。

2 LASAR仿真软件介绍

2.1 LASAR仿真软件概述

LASAR是美国泰瑞达公司开发的一种仿真软件，用来做数字电路的仿真和测试程序开发，能够帮助技术人员开发出优质的测试激励，并对测试激励做出评估，以辅助技术人员进一步优化测试激励。它支持动态和静态的功能测试设备，仿真结果通过后处理，生成ATE能够识别的格式，由ATE加载对电路板进行测试。

2.2 LASAR仿真软件特点

LASAR之所以成为数字测试程序开发的美国国防工业标准，源于其强大的故障仿真、辅助分析、环境建模能力和客观的激励评价能力。其标准的数据交换格式能够在各种ATE测试设备之间移植，具有很好的兼容性。

测试人员要利用LASAR软件进行仿真，首先需要分析被测电路板的原理，在此基础上，开发相应的测试激励，结合网表文件，就能自动生成正确响应，同时给出测试激励能够达到的故障覆盖率、隔离率等评判测试激励质量的指标，以期得到更加完善的测试激励。LASAR在解决逻辑关系复杂、功能分析困难和含有复杂数字逻辑器件的电路板自动测试程序开发方面具有很大的优势，因此已被全球国防电子与航空工程普遍采用。

应用LASAR软件仿真技术生成电路板自动测试代码，必须具备电路板网络表和电路板上所有数字逻辑器件的模型。含有FPGA器件的电路板，应用LASAR软件，难点是构造器件模型，特别是对FPGA等复杂可编程逻辑器件的建模。而IEEE1076.4的VITAL标准与LASAR仿真软件的结合，能够方便地解决这个问题，后面的章节将会详细介绍。

2.3 LASAR仿真软件工作原理

LASAR仿真软件的工作原理是系统对功能完好的电路板加载人工编写的测试激励，从输入端施加测试激励，通过探笔系统采集相应的电路节点正确信息，并把这些信息存入测试比对数据库中，供以后测试诊断和测试故障定位时使用。对故障电路板，给其施加与同样的测试激励，将其输出的响应与测试对比数据库中的正确结果进行比较。如果结果相同，则被测电路板工作正常；反之，则被测电路板存在故障。如果想具体定位故障节点，需要进一步利用故障字典进行故障诊断，直至定位故

障点。

LASAR仿真软件测试简单的数字电路非常有优势，但是，随着芯片设计的规模越来越大，结构越来越复杂，器件建模相应增加了难度，完全依靠LASAR仿真软件无法完成复杂逻辑器件的测试问题。

3 器件建模

3.1 基于LASAR的复杂逻辑器件建模

LASAR仿真软件建模思想是通过将器件的描述文件编译为器件模型并加入数据库来创建器件的软件模型。

为了实现电路板的仿真和故障诊断，电路板上的每一个元器件都必须能在器件库里找到其模型。该器件模型可能是泰瑞达公司在LASAR软件包中的器件库里提供了的，也可能需要用户自己建立，再加入LASAR器件库以备仿真时使用。

在LASAR环境下，用户可以通过三种方式来建立器件模型：

1）直接利用用系统自带的编辑器创建器件的结构模型，以逻辑门为基础来描述电路，前提是技术人员要对器件内部门级结构十分清楚。

2）对于没有可靠的结构描述信息的复杂器件，如果其逻辑功能明确，可以利用LASAR提供的行为模型语言LABEL（LASAR Software Behavioral Language）对器件进行功能行为级的描述。

3）对复杂可编程逻辑器件，可以利用VITAL（VHDL Initiative Toward ASIC Language）建模的方法，将此类器件开发软件的设计输出，再转化为LASAR能够识别的器件模型。

上述三种建模方法，最终都要将自建的器件模型存入器件库（local library）中，电路模型编译才能

通过。

3.2 基于VITAL语言的FPGA功能建模

复杂逻辑器件的开发形式灵活多样，可以用图形化编辑输入、硬件描述语言输入、波形输入等多种形式，但所构建器件功能的描述难以应用到仿真软件或移植到ATE上去。通过VITAL模型方法，能够将这些设计方式综合到一起，构建能够被仿真软件识别并应用的器件模型，从而将复杂逻辑器件的功能描述输入到仿真软件中。

VITAL标准的应用，使设计者能够用自己熟悉的方法描述FPGA等复杂可编程逻辑器件的功能，然后将描述文件以VITAL标准导入到LASAR中，构建复杂器件的LASAR仿真模型，对含有这个器件的电路板进行故障仿真，仿真结果经过后处理，应用到ATE上，从而实现对这类含有复杂逻辑器件电路板的测试诊断。

4 含FPGA的数字电路板测试方案

要采用VITAL建模方法实现含复杂逻辑器件电路板的功能测试，首先要在Muxplus开发环境中生成VITAL模型，将模型导入LASAR，此时可以将其作为LASAR库里的普通逻辑器件进行编译，然后进行电路板的好板仿真和故障仿真，生成后缀为tap的后处理文件，即生成了测试向量。此时ATE调用此向量即可完成电路板的功能测试。被测电路故障覆盖率可以达到100%。该方法利用现有成熟的测试资源，能够实现含复杂可编程逻辑器件电路板的测试与故障诊断。

解决了FPGA器件建模问题，就能将其融合到整个电路中，实现电路的完整功能测试和故障诊断。对一些设计功能不明确的FPGA器件，可以根据其在电路中的用途来重新构造功能进行建模，最终完成测试。

5结论

本文对数字电路板常用的测试方法进行深入研究的基础上，根据测试诊断工作中的需求，从工程应用的角度，综合应用ATE技术、VITAL标准和LASAR仿真技术，提出一种通用的含复杂逻辑器件数字电路板的自动测试思路，能够达到较高的故障覆盖率和测试效率。该方法能够提高故障覆盖率和测试效率，不仅能够实现快速故障定位与维修，还能节省维修成本，缩短维修周期，极大地提高部队战斗力。

参考文献

[1]David Rolincekc，Next Generation Function Test Program Development System，AUTOTESTCON2000.

电路板范文第5篇

关键词：电路板；故障植入；知识获取

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）34-0182-02

1 概述

基于知识的智能化故障诊断专家系统，是现代设备诊断技术中最有前途的发展方向之一。智能故障诊断过程的实质是知识的运用和处理过程，知识的数量和质量决定了智能故障诊断系统能力的大小和诊断效果，推理控制策略决定了知识的使用效率[1]。由此可见，知识是智能故障诊断系统的核心。在故障诊断系统中对知识的研究主要包括知识的获取、表示和使用。但目前由于知识工程技术领域有许多问题还未解决，对知识的获取和表示还有一定的困难。

以电路板作为研究对象进行故障知识获取时，要解决以下问题：1、对研究对象本身的认识要深入；2、设计相应的电路，一方面提供电路板工作所需的信号，另一方面对关键信号进行测量，以供获取研究对象知识；3、在目标电路上设置故障，以供获取故障知识。

本研究以某系统信号接口板作为研究对象，设计了一套基于PC和PCI数据采集卡的信号调理和数据采集系统，可通过软件或硬件跳线的方式对目标电路板设置故障，并通过数据采集系统获取故障数据，并以知识的形式存储故障数据。硬件上主要采取了：1、对目标电路板进行了重新设计，增加了跳线和测试接口；2、采用了接口丰富的研华PCI1712多功能数据采集卡；3、充分利用PCI1712的接口设计了调理电路。另一方面软件上，使用通用编程平台VisualC++结合研华ActiveDAQ、ActiveDAQPro控件进行编程，其中交互界面主要使用Visualc++ MFC设计，硬件的控制主要通过ActiveDAQ控件完成，波形显示通过ActiveDAQPro控件完成。

2 系统结构原理

系统软硬件总体框图如图1所示。

系统总体框图如图1所示，用PC作为系统的控制端，控制软件由参数显示与分析模块、故障设置模块和知识管理模块等几个基本功能模块组成，完成对系统的总体控制和数据管理；PCI多功能数据采集卡在PC的控制下完成数据采集和故障动态植入的功能；条件形成电路、故障植入电路和信号调理电路相互配合，完成三个功能：为目标电路的正常工作提供环境、故障动态植入和数据采集功能。

对硬件电路的控制与数据采集通过PCI多功能数据采集卡进行。主要的硬件电路设计工作包括：1、对目标电路的改造；2、设计信号调理电路；3、故障植入电路。对目标电路的改造工作主要是在实现其电路原理的基础上通过继电器、矩阵开关或跳线完成电路故障的设置，主要的手段是对特定的器件和关键点设置短路和断路的跳线选择。条件形成电路主要是提供目标电路能够工作的外部信号，主要包括电源信号和激励信号。故障植入电路主要通过继电器和数据采集卡控制调理信号的通断。

软件设计采用Visual C++平台搭建系统的框架，对应用程序进行全面的管理，提供数据管理、功能控制、数据显示与分析等功能。

3 数据采集与控制

3.1条件形成与故障植入电路

条件形成电路主要是提供目标电路能够工作的外部信号，包括电源信号和激励信号。如图2所示，根据目标电路的特点设计电源和激励信号电路，通过矩阵开关接入目标电路。激励信号主要包括各种开关信号，如模拟信号、串行数字信号、离散信号、功率信号、射频信号、高速数字信号等，都能经过矩阵开关进行自动切换[3]。

为了获取电路在不同状态下的参数，特别是在故障状态下的动态参数，需要对电路进行故障植入，主要采用的方法是：1、通过矩阵开关改变目标电路的激励源；2、对目标电路进行改造，通过跳线或通过矩阵开关改变目标电路连接。

3.2 信号调理电路

信号调理平台是系统主要的硬件，主要对各种的直流和交流信号进行调理与采集。其中交流信号的检测原理如图3所示。待测交流信号通过经过分压电路以及比例放大电路处理之后分成两路，其中一路经模拟开关和峰值保持电路后经A/D转换，可采集到交流信号的峰值。另一路，经整形和模拟开关之后，进行频率测量。

直流信号调理电路用于把待测的直流信号进行分压、电压跟随和限幅处理，使之满足A/D采集端口的电压要求。

3.3 数据采集卡

系统主要的数据采集和对电路的控制主要通过PCI1712的AI和DIO口完成的。PCI1712多功能数据采集卡提供了丰富的接口，主要包括：16位数字I/O口、16位模拟I/O口。当然，这些接口还不够用的话，可以通过硬件电路进行扩展[4]。

数据采集卡的驱动软件可以直接对板卡的寄存器编程，管理数据采集硬件的操作并把它和处理器中断、DMA和内存等资源结合在一起。驱动软件隐藏了复杂的硬件底层编程细节，为用户提供了容易理解的接口[2]。使用VC++控制PCI数据采集卡有多种方法可以选择使用DLL（动态链接库）函数或ActiveX控件进行。使用DLL编程编程比较灵活，但实现起来较为复杂，尤其是在对中断触发的管理，需要设置多线程的同步。使用ActiveX控件则可以使用很少的代码来完成软件触发、中断触发和DMA的数据采集功能。PCI1712的ActiveX DAQ控件主要包括AI、AO、DI、DO、Counter、PULS等，ActiveX DAQ Pro还提供了一些图形控件。

使用ActiveX DAQ控件进行编程一般过程为：在界面上插入控件、导入控件控制类、建立控件控制变量、选择设备、打开设备、使用设备、关闭设备等。

4 知识获取和表达

知识的表达方法有很多种主要包括：逻辑表示法、产生式表示法、框架表示法、语义网表示法、脚本表示法、过程表示法、petri网表示法、神经元表示法和面向对象表示法等。在选择知识的表示方法时主要考虑知识的表示能力、推理效率、正确性和结构性。

电路故障知识主要是电路实时测量的参数，包括电压、峰值电压、波形、时间等信号。“设计故障诊断专家系统时，要求既能表达领域对象的静态特性、行为特征及约束，又要表达专家经验、 判断决策等知识，还要有较强的数值计算及过程控制能力。”[5]本研究采用面向对象的知识表示方法。面向对象的知识表示方法相对于产生式表示法、框架表示法等传统表示方法来说具有很大的优越性，它不但能充分利用传统框架对逻辑语言的描述能力，还能够嵌入规则，所以它可以方便的对逻辑语言表达也可以对数值进行表达，同时具备很强的扩展能力。

5 使用效果

系统软件运行效果如图4所示，经试用该项目取得了比较良好的使用效果，故障设置方便，结果显示直观，故障知识表达清楚，为智能化故障诊断专家系统故障知识的获取提供了一个比较好的途径。

6 总结

本研究只是探讨性的研究了特定电路板故障植入、实时获取电路运行数据、并从中获取电路故障知识，为实现智能化专家系统打下基础，但具有一定的局限性：不同电路板所需的激励信号不同，使用外部电路植入故障之后有可能造成电路板烧坏等，这些问题希望读者注意。

参考文献：

[1] 杨军，冯振生，黄考利.装备智能诊断技术[M].国防工业社，2004.

[2] 田敏，郑瑶，李江全.Visual C++数据采集与串口通信测控应用实战[M].人民邮电出版社，2010.

[3] 张明珠，王艳红.继电器矩阵在PCB功能检测中的应用[J].煤炭工程，2011（6）.