主板维修资料:
主板维修故障的分析
随着主板电路集成度的不断提高及主板价格的降低,其可维修性越来越低。但掌握全面的维修技术对迅速判断主板故障及维修其他电路板仍是十分必要的。下文向大家讲解主板故障的分类、起因和维修。
一、主板故障的分类
1.根据对微机系统的影响可分为非致命性故障和致命性故障
非致命性故障也发生在系统上电自检期间,一般给出错误信息;致命性故障发生在系统上电自检期间,一般导致系统死机。
2.根据影响范围不同可分为局部性故障和全局性故障
局部性故障指系统某一个或几个功能运行不正常,如主板上打印控制芯片损坏,仅造成联机打印不正常,并不影响其它功能;全局性故障往往影响整个系统的正常运行,使其丧失全部功能,例如时钟发生器损坏将使整个系统瘫痪。
3.根据故障现象是否固定可分为稳定性故障和不稳定性故障
稳定性故障是由于元器件功能失效、电路断路、短路引起,其故障现象稳定重复出现,而不稳定性故障往往是由于接触不良、元器件性能变差,使芯片逻辑功能处于时而正常、时而不正常的临界状态而引起。如由于I/O插槽变形,造成显示卡与该插槽接触不良,使显示呈变化不定的错误状态。
4.根据影响程度不同可分为独立性故障和相关性故障
独立性故障指完成单一功能的芯片损坏;相关性故障指一个故障与另外一些故障相关联,其故障现象为多方面功能不正常,而其故障实质为控制诸功能的共同部分出现故障引起(例如软、硬盘子系统工作均不正常,而软、硬盘控制卡上其功能控制较为分离,故障往往在主板上的外设数据传输控制即DMA控制电路)。
5.根据故障产生源可分为电源故障、总线故障、元件故障等
电源故障包括主板上+12V、+5V及+3.3V电源和Power Good信号故障;总线故障包括总线本身故障和总线控制权产生的故障;元件故障则包括电阻、电容、集成电路芯片及其它元部件的故障。
二、引起主板故障的主要原因
1.人为故障:带电插拨I/O卡,以及在装板卡及插头时用力不当造成对接口、芯片等的损害
2.环境不良:静电常造成主板上芯片(特别是CMOS芯片)被击穿。另外,主板遇到电源损坏或电网电压瞬间产生的尖峰脉冲时,往往会损坏系统板供电插头附近的芯片。如果主板上布满了灰尘,也会造成信号短路等。
3.器件质量问题:由于芯片和其它器件质量不良导致的损坏。
三、主板故障检查维修的常用方法
主板故障往往表现为系统启动失败、屏幕无显示等难以直观判断的故障现象。下面列举的维修方法各有优势和局限性,往往结合使用。
1.清洁法
可用毛刷轻轻刷去主板上的灰尘,另外,主板上一些插卡、芯片采用插脚形式,常会因为引脚氧化而接触不良。可用橡皮擦去表面氧化层,重新插接。
2.观察法
反复查看待修的板子,看各插头、插座是否歪斜,电阻、电容引脚是否相碰,表面是否烧焦,芯片表面是否开裂,主板上的铜箔是否烧断。还要查看是否有异物掉进主板的元器件之间。遇到有疑问的地方,可以借助万用表量一下。触摸一些芯片的表面,如果异常发烫,可换一块芯片试试。
3.电阻、电压测量法
为防止出现意外,在加电之前应测量一下主板上电源+5V与地(GND)之间的电阻值。最简捷的方法是测芯片的电源引脚与地之间的电阻。未插入电源插头时,该电阻一般应为300Ω,{zd1}也不应低于100Ω。再测一下反向电阻值,略有差异,但不能相差过大。若正反向阻值很小或接近导通,就说明有短路发生,应检查短的原因。产生这类现象的原因有以下几种:
(1)系统板上有被击穿的芯片。一般说此类故障较难排除。例如TTL芯片(LS系列)的+5V连在一起,可吸去+5V引脚上的焊锡,使其悬浮,逐个测量,从而找出故障片子。如果采用割线的方法,势必会影响主板的寿命。
(2)板子上有损坏的电阻电容。
(3)板子上存有导电杂物。
当排除短路故障后,插上所有的I/O卡,测量+5V,+12V与地是否短路。特别是+12V与周围信号是否相碰。当手头上有一块好的同样型号的主板时,也可以用测量电阻值的方法测板上的疑点,通过对比,可以较快地发现芯片故障所在。
当上述步骤均未见效时,可以将电源插上加电测量。一般测电源的+5V和+12V。当发现某一电压值偏离标准太远时,可以通过分隔法或割断某些引线或拔下某些芯片再测电压。当割断某条引线或拔下某块芯片时,若电压变为正常,则这条引线引出的元器件或拔下来的芯片就是故障所在。
4.拔插交换法
主机系统产生故障的原因很多,例如主板自身故障或I/O总线上的各种插卡故障均可导致系统运行不正常。采用拔插维修法是确定故障在主板或I/O设备的简捷方法。该方法就是关机将插件板逐块拔出,每拔出一块板就开机观察机器运行状态,一旦拔出某块后主板运行正常,那么故障原因就是该插件板故障或相应I/O总线插槽及负载电路故障。若拔出所有插件板后系统启动仍不正常,则故障很可能就在主板上。采用交换法实质上就是将同型号插件板,总线方式一致、功能相同的插件板或同型号芯片相互芯片相互交换,根据故障现象的变化情况判断故障所在。此法多用于易拔插的维修环境,例如内存自检出错,可交换相同的内存芯片或内存条来确定故障原因。
5.静态、动态测量分析法
(1)静态测量法:让主板暂停在某一特写状态下,由电路逻辑原理或芯片输出与输入之间的逻辑关系,用万用表或逻辑笔测量相关点电平来分析判断故障原因。
(2)动态测量分析法:编制专用论断程序或人为设置正常条件,在机器运行过程中用示波器测量观察有关组件的波形,并与正常的波形进行比较,判断故障部位。
6.先简单后复杂并结合组成原理的判断法
随着大规模集成电路的广泛应用,主板上的控制逻辑集成度越来越高,其逻辑正确性越来越难以通过测量来判断。可采用先判断逻辑关系简单的芯片及阻容元件,后将故障集中在逻辑关系难以判断的大规模集成电路芯片。
7.软件诊断法
通过随机诊断程序、专用维修诊断卡及根据各种技术参数(如接口地址),自编专用诊断程序来辅助硬件维修可达到事半功倍之效。程序测试法的原理就是用软件发送数据、命令,通过读线路状态及某个芯片(如寄存器)状态来识别故障部位。此法往往用于检查各种接口电路故障及具有地址参数的各种电路。但此法应用的前提是CPU及基总线运行正常,能够运行有关诊断软件,能够运行安装于I/O总线插槽上的诊断卡等。编写的诊断程序要严格、全面有针对性,能够让某些关键部位出现有规律的信号,能够对偶发故障进行反复测试及能显示记录出错情况。
主板时钟电路工作原理
时钟电路工作原理:3.5电源经过二极管和电感进入分频器后,分频器开始工作,和晶体一起产生振荡,在晶体的两脚均可以看到波形。晶体的两脚之间的阻值在450---700欧之间。在它的两脚各有1V左右的电压,由分频器提供。晶体两脚常生的频率总和是14.318M。
总频(OSC)在分频器出来后送到PCI槽的B16脚和ISA的B30脚。这两脚叫OSC测试脚。也有的还送到南桥,目的是使南桥的频率更加稳定。在总频OSC线上还电容。总频线的对地阻值在450---700欧之间,总频时钟波形幅度一定要大于2V电平。如果开机数码卡上的OSC灯不亮,先查晶体两脚的电压和波形;有电压有波形,在总频线路正常的情况下,为分频器坏;无电压无波形,在分频器电源正常情况下,为分频器坏;有电压无波形,为晶体坏。
没有总频,南、北桥、CPU、CACHE、I/O、内存上就没有频率。有了总频,也不一定有频率。总频一定正常,可以说明晶体和分频器基本上正常,主要是晶体的振荡电路已经xx正常,反之就不正常。
当总频产生后,分频器开始分频,R2将分频器分过来的频率送到南桥,在南桥处理过后送到PCI槽B8和ISA的B20脚,这两脚叫系统测试脚,这个测试脚可以反映主板上所有的时钟是否正常。系统时钟的波形幅度一定要大于1.5V,这两脚的阻值在450---700欧之间,由南桥提供。
在主板上RESET和CLK者是南桥处理的,在总频正常下,如果RESET和CLK都没有,在南桥电源正常情况下,为南桥坏。主板不开机,RESET不正常,先查总频。在主板上,时钟线比AD线要粗一些,并带有弯曲
CPU主供电
1、CPU主供电产生的过程:CPU(控制)—VIDO(控制)—电源IC(输出)—产生控制电压给后级电路(
产生)—主供电。括号内的表示该处所起的作用。
2、CPU主供电的构成:大多由电源IC、场管、二极管、三极管、电感、电容等组成。
3、CPU的工作原理:红5V电压通过电感L1、电容C1进行{dy}次滤波后送到由电源IC、场管组成的脉宽调制
电路中,由电源IC控制场管导通和闭合,当场管导通时红色5V通过发射极流向S极给CPU供电,当场管闭合
时电路中的电流下降,电感线圈向外释放能量继续给CPU供电。
CPU主供电的总结
1、在CPU的主供电路中易损元件有:电容、场管、电源IC(注意场管有软击穿,不易判断是否损坏只有用
代换法);
2、P3主板Q1的G极4V左右、Q2的G极6-8伏左右;P4主板上分别为2V和4-6伏;
3、有部分主板不加CPU风扇时没有主供电输出
主板的分类
一、按CPU插座类型划分:常见的有478主板、370、462、423、845、865、915、945、965等;SLOT结构的
有:754、930等。
二、按主板所用北桥芯片划分:INTEL、SIS、VIA等。
三、按主板生产商(品牌)划分:华硕、精英、微星、QDI、昂达、技嘉、等数不胜数。
怎样识别主板的厂商型号:
可通过以下方法查看主板的型号。(1)在北桥(Northbridge)的散热片上贴有厂商的标识;(2)在主板
的AGP槽符近贴有标签;(3)集成主板的声卡或显卡上方贴有标签。
四、按主板的结构可分为:AT主板、ATX主板、NLX(多用于服务器)、BTX(一般是最近生产的主板,主
要是为了解决北桥和CPU散热问题)
下面再介绍一下CPU插座的类型:
1、Mpga
具体的有MPGA478、MPGA370、MPGA423。其中,MPGA478支持的CPU类型为:p1.7G—P3.6G;MPGA70支持的
CPU类型为:赛扬1代、赛扬2代、赛扬3代、P3;MPGA423支持的CPU类型为:老P4且1.3G—1.8G。
2、SLOT插槽
具体的有SLOT1。支持CPU类型为:P2、赛扬1、赛扬2、P3;SLOT2。支持的CPU有:多为服务器CPU。SLOTA
。支持的CPU有:AMDK7系列。
3、SOCKET插槽
SOCKET462:支持CPU为AMD系列的如毒龙、闪龙、速龙。其散热性能不好。
SOCKET7:AMDK6系列。
SOCKETT:上INTEL64位CPU,LGA775CPU。
SOCKET754:上低端AMD64位CPU。
SOCKET939:AMD64位xxCPU(服务器专用)。
SOCKET940:AMD服务器CPU。
{zh1}注意点:具体的主板能上什么CPU要取决于主板上的北桥(NORTHBRIDGE)型号和电源管理芯片。如北
桥为810T、815EPT、694T的可上赛扬3代的CPU。
CPU主供电的检修
检测前提:主板上是否已加假负载或加上假负载后主供电仍然不正常。注意(1)主板上所加的假负载主
板是否支持,(2)所测的电压是否正常以假负载上的电压作为标准进行比较。
CPU主供电的检修流程:
测量场管Q1的D极供电是否正常,如果不正常检修与之相关的供电线路。如果正常则测量Q1的G极控制电压
:该处如果正常则更换Q1及查其输出极相关的元件;如果不正常则查电源IC与Q1的G极连接是否良好。如
果连接正常则说明电源IC工作异常按照电源IC工作异常的检修流程进行检修;如果连接不正常则查两者之
间所连接的元件。
补充:电源IC工作异常的检修流程
1、查电源IC的12V或5V供电;
2、查IC的VID0—VID4是否受到控制;
3、查IC本身是否损坏;
4、查IC的外围元件,如电阻、电容等;
5、更换监控芯片;
主板常见芯片介绍
1、北桥,亦称主桥(HOST BRIDGE):汉语拼音BQ,英文名称:NB(NORTH BRIDGE)。
作用:负责内存、AGP总线、CPU。硬盘中的数据先到南桥再到北桥、再到CPU。它主要管理主板中高速运
行的设备,因此它工作时需要散热,一般北桥上都有散热片或风扇,如果散热片掉之后容易导致电脑蓝屏
的现象。
2、南桥:汉语拼音NQ。英文SB(SOUTH BRIDGE)。它主要负责硬盘(包括ATA、IDE、SCSI)、LAN、
IEEE1394(红外线接口)、USB、无线网卡等。
目前生产南北桥芯片的厂商主要有:INTEL、VIA(一款支持VIA、一款支持INTEL)、SIS、ALI、ATI、AMD
、NFORE等。
3、I/O芯片:负责键盘、鼠标、COM口、打印机接口、软驱等接口设备的数据传输。主要生产商有:
WINBOARD(华邦)、ITE(联阳)。有些主板上没有该芯片,如:南桥是VIA的VI82C686A、VI82C686B、
VT82C686C等。这些主板集成了I/O芯片,故称为超级I/O,一般P4的主板都有I/O芯片。
补充:在P4主板上大都集成了“监控功能”,该功能是指主板能够自动识别主板上加了什么CPU、CPU电压
是多少,如果该功能损坏,则开机后到第二屏时自动关机。集成了该功能的芯片主要有:W83627HF、
IT8705、IT812。
电源管理功能:主板能够自动识别CPU电压是多少,但不能对其进行控制,甚至主板上CPU是否加风扇。集
成电源管理功能的I/O芯片有:W83627F/TF/EF、W83917、IT8702、IT8712、IT8671等。
4、电源管理芯片:用于控制CPU主供电,从而保持主供电处于正常状态,具有调节功能,其型号和大小各
不相同。
5、晶振:符号“X,Y”。
(1)时钟晶振:14.318、 14.3GLX等,只要芯片上标有14.3一般就是晶振。它用于提供主板上大部分的
振荡。它相当于一个时钟、提供各部件的运行节奏,让各硬件井然有序地工作,它出故障后会出现自动超
频的现象,导致主板不工作。
(2)实时晶振:32.768。相当于时钟。主板上的时间靠它维持。损坏后出现不开机的现象,其损坏率较
高。
(3)声卡晶振:24.576。
(4)网卡晶振:25.000。
6、时钟芯片:与时钟晶振相连的片子,标有ICS。一般P4主板上有两个时钟芯片,它把时钟晶振提供的信
号进行封装,然后送给其它部分,包括CPU的外频。
7、声卡解码芯片:用于数据采集,不具有数据处理的功能。
8、网卡芯片。RTL8100。
9、BIOS芯片:基本输入输出系统。关于BIOS的概念可查阅其它相关书籍。简单的说它是连接硬件和操作
系统的桥梁,没有它操作系统就无法管理电脑上的硬件。电脑开机后首先进行BIOS自检,然后再启动操作
系统。生产BIOS芯片的厂家主要有:AMI、AWARD、PHOENIX。其容量有1M、2M、4M。在BIOS芯片中固化有
用于调整硬件工作状态的程序,用户可对其进行设置,称为CMOS设置。BIOS芯片中程序的参数靠电池的供
电来保持正常状态。电池的电压一般是3.5V,如果小于2.6V时视为没电。
10、串口芯片:GD75232。
判断主板上南北桥好环的方法
下面介绍一下判断主板上怎样判断南桥和北桥的好坏
1、对地打阻值的方法(即万用表的一只表笔接地、一只表笔接测试点):对ISA槽内有AD开头的对地打阻
,判断是否有南桥损坏;对AGP和DDR槽内的地址线的数据线可以判断北桥的好坏;
2、测南北桥上的贴片电容,在不加电的情况下,如果有短路为南北桥坏;
3、测待机电压,加电不开机,测南北桥的待机电压:一般情况下有3.3V,2.5V,1.8V,0.8V。如果没有就说
明北桥坏;测南北桥附近的贴片电阻、贴片电容的好坏来判断桥的好坏;
4、加电开机后,手放在南桥上看是否很汤
主板不上电故障的维修流程
主板不上电的故障,在日常维修中比较常见,其实从我的维修经验上来说,不上电的故障是{zh0}修的,只
是大家在维修过程中没有掌握正确的维修流程,所以思路也就不正确,在这里向大家作一个关于主板不上
电维修的流程的大致介绍,希望对大家维修此类主板时有所帮助!
一、外观的检测
拿到一块客户送修的主板,所先要向客户问明主板的具体故障现象,在没有问清楚故障现象的时候,
{zh0}不要通电检测,以防有不必要的麻烦,在询问客户的时间,我们就可以先对主板的外观作一个大致的
检查。
1.检查主板上的主要元件有无xx的痕迹,重点观察南北桥、I/O、供电MOS管,如发现有明显的xx
,则首先要将xx的部分给予更换。由于南桥的表面颜色较深,轻微的xx痕迹可能不太容易观察到,这
种时候,我们可以把板子倾斜一定的角度,对着日光或灯光进行查看。在看有否xx的同时,还要闻一下
主板上是否有刺激性的气味,这也是主板是否有xx的依据之一。
2.检查主板上PCB是否有断线、磕角、掉件等人为故障,如有此类故障,则首先进行补线、补件的
工作。观察的主要方向是主板的边缘以及背面。
二、未插ATX电源前的量测
如果确定客户描述的故障是主板不上电,则首先要用万用表的二极管档量测主板上是否有短路的地
方(其方法是将万用表打到二极管档位,红表笔接地黑表笔接欲测试点,我们可称其为量测对地阻值),
千万不可直接上电,不然可能会导致短路的现象更加严重,引起其它元件的烧毁。
1.量测ATX电源上的3.3V、5V、5VSB、12V电压是否有对地短路现象,通常来说,其对地的阻值应在
100以上,如果有在100以下的现象,则有可能处于短路状态(PS:新款的主板,3.3V电压对地的正常值阻
可能在100左右,所以这个100的数值只可以作为参考性的数字,而非准确的指标,{zh0}的方法是找一块同
样的主板来进行对比量测)。如果有短路的情况,则根据短路的具体电压用更换法来排处短路的故障。
2.量测4PIN的小ATX插头上的12V电源口对地是否短路(此12V与大ATX上的12V非一路电压,不可以
混为一谈,这个12V电压主要是为CPU提供工作的电压),如果12V电压有短路现象,则量测CPU的PWM供电
部分的MOS管,看是否有击穿的现象,在实际维修中,多数是上管击穿,我们可以首先量测各相供电的上
管的G、S极;D、S极之间的阻值来判断是那一相的上管被击穿,并加以更换,同时需要注意的是,在条件
允许的情况下,{zh0}将整个一相的上下管都更换,并且将驱动芯片也一并更换。
3.量测主板上的各个起供电转换作用的MOS管的S极是否有对地短现象,如内存电压VCC_DDR、AGP电
压VDDQ等,并依此来判断南北桥是否有短路情况。
4.量测主板上的3VSB、1.5VSB、1.2VSB等待机电压是否短路,其中最常见的就是3VSB电压短路,如
果发现这种情况,首先要确定网卡是否有损坏(可以通过量测网卡接口上的引起的对地阻值来进行判断,
如果网卡接口上的对地二极体值正常,则先将网卡摘除,再量测3VSB是否是正常的)除了网卡短路以外,
最容易引起3VSB短路的就是南桥了。
三、插上ATX电源后的量测
插上ATX电源后,先不要直接去将主板通电试机,而是要量测主板在待机状态下的一些重要工作条件
是否是正常的。在这里我们要引入“Power Sequencing”--上电时序这个概念,主板对于上电的要求是很
严格的,各种上电的必备条件都要有着先后的顺序,也就是我们所说的“Power Sequencing”,一项条件
满足后才可以转到下一步,如果其中的某一个环节出现了故障,则整个上电过程不能继续下去,当然也就
不能使主板上电了。
主板上最基本的Power Sequencing可以理解为这样一个过程,RTCRST#-VSB待机电压-RTCRST#-
SLP_S3#-PSON#,掌握了Power Sequencing的过程,我们就可以一步一步的来进行反查,找到没有正常执
行的那一个步骤,并加以排除。下面具体介绍一下整个Power Sequencing的详细过程:
1.在未插上ATX电源之前,由主板上的电池产生VBAT电压和CMOS跳线上的RTCRST#来供给南桥,
RCTRST#用来复位南桥内部的逻辑电路,因此我们应首先在未插上ATX电源之前量测电池是否有电,CMOS跳
线上是否有2.5V-3V的电压。
2.检查晶振是否输出了32.768KHz的频率给南桥(在nFORCE芯片组的主板上,还要量测25MHz的晶振是
否起振)
3.插上ATX电源之后,检查5VSB、3VSB、1.8VSB、1.5VSB、1.2VSB等待机电压是否正常的转换出来
(5VSB和3VSB的待机电压是每块主板上都必须要有的,其它待机电压则依据主板芯片组的不同而不同,具
体请参照相关芯片组的DATASHEET中的介绍)
4.检查RSMRST#信号是否为3.3V的高电平,RSMRST#信号是用来通知南桥5VSB和3VSB待机电压正常的信
号,这个信号如果为低,则南桥收到错误的信息,认为相应的待机电压没有OK,所以不会进行下一步的上
电动作。RSMRST#可以在I/O、集成网卡等元件上量测得到,除了量测RSMRST#信号的电压外,还要量测
RSMRST#信号对地阻值,如果RSMRST#信号处于短路状态也是不行的,实际维修中,多发的故障是I/O或网
卡不良引起RMSRST#信号不正常。
5.检查南桥是否发出了SUSCLK这个32KHz的频率。
6.短接主板上的电源开关,发出一个PWBTN#信号给I/O,I/O收到此信号后,经过内部逻辑处理发出一
个PWBTIN#给到南桥。
7.南桥收到PWBTIN#信号后,发出SLP_S3#给I/O,I/O接到此信号后经过内部的逻辑处理发出PSON#信
号给ATX电源,ATX电源接到低电平的PSON#信号后,开始工作,发出各路基本电压给主板上的各个元件,
完成上电过程。
PS:以上为INTEL芯片组的上电流程,VIA和SIS的上电过程有些不一样,其中去掉了I/O的那一部分,
即触发主板电源开关后,直接送出PWBTN#给南桥,南桥转出SUSB#(即SLP_S3#)信号给一个三极管的B极
,这个三极管的C极接ATX电源的PSON引脚,E极接GND,SUSB#为高电平,此三极管的C、E极导到,将PSON#
拉低,完成上电过程(有的主板采用的是MOS管,但其原理都是一样的,即在此处用SUSB#控制PSON的接地
,以开关管的形式完成上电