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律，再根據運用場景和維護歷史了解其具體特征和規律，最后形成綜合特征和規律，為元件級維修建立認知基礎。

一、認知故障電路板的經驗

電路板上分布固定的元件種類和數量較多，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、功能用途和規格樣式，快速認知其本質特征和規律。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。

電氣元件數量多的電路板一般按照從整體到細節的順序認知綜合特征和規律。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。

電氣元件數量少的電路板一般按照從細節到整體的順序認知其綜合特征和規律。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）從規格樣式認知電路板

通過規格樣式能簡單直接掌握故障電路板本質特征和規律。首先通過生產商或品牌縮小故障電路板特性檢索范圍，再通過其規格型號、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部連接線路。

（二）從功能用途認知電路板

如果按規格樣式無法獲得故障電路板技術資料，可根據故障電路板實際作用和實現功能以及與其它部件間相互關聯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；如驅動電路根據驅動對象推測其從屬工作原理類型；如通訊電路根據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，用文字描述電路工作原理、功能用途和規格樣式。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，實現數字或模擬數值的算術、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下，相同電氣參數的數值各不相同，通過測量判斷電路板當前狀態。根據電路板具有工作狀態可推測其從屬工作原理類型，這是由靜態到動態全周期的逆向認知過程。

根據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字電路，根據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。現代電路設計采用EDA（計算機輔助設計），如果沒有提前合理規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、色環等）和封裝樣式檢索其工作原理和功能用途，掌握性能參數、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律。根據電路板上主要集成電路型號推測從屬的模擬電路、數字電路或復合電路類型。根據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、采樣電路的分布區域。

少數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（如根據天線和屏蔽罩找出高頻電路，根據散熱片和線圈找出驅動電路，根據按鍵、指示燈、顯示屏找出控制電路，根據光耦隔離和變壓器找出高低壓電路，根據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PCB板上高低壓隔離、公共線路和屏蔽網格等標識可以劃分子電路分布區域。如高低壓隔離區域通常就是工作電源電路分布區域，公共線路和屏蔽網格通常是高頻電路分布區域。

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