主板故障的分析和診斷
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隨著主板電路集成度的不斷提高及主板價(jià)格的降低，其可維修性越來(lái)越低。但掌握全面的維修技術(shù)對(duì)迅速判斷主板故障及維修其他電路板仍是十分必要的。下文向大家講解主板故障的分類、起因和維修。
一、主板故障的分類
1．根據(jù)對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的影響可分為非致命性故障和致命性故障非致命性故障也發(fā)生在系統(tǒng)上電自檢期間，一般給出錯(cuò)誤信息；致命性故障發(fā)生在系統(tǒng)上電自檢期間，一般導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)。
2．根據(jù)影響范圍不同可分為局部性故障和全局性故障局部性故障指系統(tǒng)某一個(gè)或幾個(gè)功能運(yùn)行不正常，如主板上打印控制芯片損壞，僅造成聯(lián)機(jī)打印不正常，并不影響其它功能；全局性故障往往影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使其喪失全部功能，例如時(shí)鐘發(fā)生器損壞將使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。
3．根據(jù)故障現(xiàn)象是否固定可分為穩(wěn)定性故障和不穩(wěn)定性故障。穩(wěn)定性故障是由于元器件功能失效、電路斷路、短路引起，其故障現(xiàn)象穩(wěn)定重復(fù)出現(xiàn)，而不穩(wěn)定性故障往往是由于接觸不良、元器件性能變差，使芯片邏輯功能處于時(shí)而正常、時(shí)而不正常的臨界狀態(tài)而引起。如由于I/O插槽變形，造成顯示卡與該插槽接觸不良，使顯示呈變化不定的錯(cuò)誤狀態(tài)。
4．根據(jù)影響程度不同可分為獨(dú)立性故障和相關(guān)性故障。獨(dú)立性故障指完成單一功能的芯片損壞；相關(guān)性故障指一個(gè)故障與另外一些故障相關(guān)聯(lián)，其故障現(xiàn)象為多方面功能不正常，而其故障實(shí)質(zhì)為控制諸功能的共同部分出現(xiàn)故障引起（例如軟、硬盤(pán)子系統(tǒng)工作均不正常，而軟、硬盤(pán)控制卡上其功能控制較為分離，故障往往在主板上的外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸控制即DMA控制電路）。
5．根據(jù)故障產(chǎn)生源可分為電源故障、總線故障、元件故障等。
電源故障包括主板上＋12V、＋5V及＋3.3V電源和Power Good信號(hào)故障；總線故障包括總線本身故障和總線控制權(quán)產(chǎn)生的故障；元件故障則包括電阻、電容、集成電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．人為故障：帶電插撥I/O卡，以及在裝板卡及插頭時(shí)用力不當(dāng)造成對(duì)接口、芯片等的損害
2．環(huán)境不良：靜電常造成主板上芯片（特別是CMOS芯片）被擊穿。另外，主板遇到電源損壞或電網(wǎng)電壓瞬間產(chǎn)生的尖峰脈沖時(shí)，往往會(huì)損壞系統(tǒng)板供電插頭附近的芯片。如果主板上布滿了灰塵，也會(huì)造成信號(hào)短路等。
3．器件質(zhì)量問(wèn)題：由于芯片和其它器件質(zhì)量不良導(dǎo)致的損壞。
三、主板故障檢查維修的常用方法
主板故障往往表現(xiàn)為系統(tǒng)啟動(dòng)失敗、屏幕無(wú)顯示等難以直觀判斷的故障現(xiàn)象。下面列舉的維修方法各有優(yōu)勢(shì)和局限性，往往結(jié)合使用。
1．清潔法
可用毛刷輕輕刷去主板上的灰塵，另外，主板上一些插卡、芯片采用插腳形式，常會(huì)因?yàn)橐_氧化而接觸不良?？捎孟鹌げ寥ケ砻嫜趸瘜?，重新插接。
2．觀察法
反復(fù)查看待修的板子，看各插頭、插座是否歪斜，電阻、電容引腳是否相碰，表面是否燒焦，芯片表面是否開(kāi)裂，主板上的銅箔是否燒斷。還要查看是否有異物掉進(jìn)主板的元器件之間。遇到有疑問(wèn)的地方，可以借助萬(wàn)用表量一下。觸摸一些芯片的表面，如果異常發(fā)燙，可換一塊芯片試試。
3．電阻、電壓測(cè)量法
為防止出現(xiàn)意外，在加電之前應(yīng)測(cè)量一下主板上電源＋5V與地（GND）之間的電阻值。最簡(jiǎn)捷的方法是測(cè)芯片的電源引腳與地之間的電阻。未插入電源插頭時(shí)，該電阻一般應(yīng)為300Ω，最低也不應(yīng)低于100Ω。再測(cè)一下反向電阻值，略有差異，但不能相差過(guò)大。若正反向阻值很小或接近導(dǎo)通，就說(shuō)明有短路發(fā)生，應(yīng)檢查短的原因。產(chǎn)生這類現(xiàn)象的原因有以下幾種：
（1）系統(tǒng)板上有被擊穿的芯片。一般說(shuō)此類故障較難排除。例如TTL芯片（LS系列）的＋5V連在一起，可吸去＋5V引腳上的焊錫，使其懸浮，逐個(gè)測(cè)量，從而找出故障片子。如果采用割線的方法，勢(shì)必會(huì)影響主板的壽命。
?。?）板子上有損壞的電阻電容。
?。?）板子上存有導(dǎo)電雜物。
當(dāng)排除短路故障后，插上所有的I/O卡，測(cè)量＋5V，＋12V與地是否短路。特別是＋12V與周圍信號(hào)是否相碰。當(dāng)手頭上有一塊好的同樣型號(hào)的主板時(shí)，也可以用測(cè)量電阻值的方法測(cè)板上的疑點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比，可以較快地發(fā)現(xiàn)芯片故障所在。
當(dāng)上述步驟均未見(jiàn)效時(shí)，可以將電源插上加電測(cè)量。一般測(cè)電源的＋5V和＋12V。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一電壓值偏離標(biāo)準(zhǔn)太遠(yuǎn)時(shí)，可以通過(guò)分隔法或割斷某些引線或拔下某些芯片再測(cè)電壓。當(dāng)割斷某條引線或拔下某塊芯片時(shí)，若電壓變?yōu)檎＃瑒t這條引線引出的元器件或拔下來(lái)的芯片就是故障所在。
4．拔插交換法
主機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因很多，例如主板自身故障或I/O總線上的各種插卡故障均 可導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不正常。采用拔插維修法是確定故障在主板或I/O設(shè)備的簡(jiǎn)捷方法。該方法就是關(guān)機(jī)將插件板逐塊拔出，每拔出一塊板就開(kāi)機(jī)觀察機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，一旦拔出某塊后主板運(yùn)行正常，那么故障原因就是該插件板故障或相應(yīng)I/O總線插槽及負(fù)載電路故障。若拔出所有插件板后系統(tǒng)啟動(dòng)仍不正常，則故障很可能就在主板上。采用交換法實(shí)質(zhì)上就是將同型號(hào)插件板，總線方式一致、功能相同的插件板或同型號(hào)芯片相互芯片相互交換，根據(jù)故障現(xiàn)象的變化情況判斷故障所在。此法多用于易拔插的維修環(huán)境，例如內(nèi)存自檢出錯(cuò)，可交換相同的內(nèi)存芯片或內(nèi)存條來(lái)確定故障原因。
5．靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量分析法
?。?）靜態(tài)測(cè)量法：讓主板暫停在某一特寫(xiě)狀態(tài)下，由電路邏輯原理或芯片輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系，用萬(wàn)用表或邏輯筆測(cè)量相關(guān)點(diǎn)電平來(lái)分析判斷故障原因。
?。?）動(dòng)態(tài)測(cè)量分析法：編制專用論斷程序或人為設(shè)置正常條件，在機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中用示波器測(cè)量觀察有關(guān)組件的波形，并與正常的波形進(jìn)行比較，判斷故障部位。
6．先簡(jiǎn)單后復(fù)雜并結(jié)合組成原理的判斷法
隨著大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，主板上的控制邏輯集成度越來(lái)越高，其邏輯正確性越來(lái)越難以通過(guò)測(cè)量來(lái)判斷?？刹捎孟扰袛噙壿嬯P(guān)系簡(jiǎn)單的芯片及阻容元件，后將故障集中在邏輯關(guān)系難以判斷的大規(guī)模集成電路芯片。
7．軟件診斷法
通過(guò)隨機(jī)診斷程序、專用維修診斷卡及根據(jù)各種技術(shù)參數(shù)（如接口地址），自編專用診斷程序來(lái)輔助硬件維修可達(dá)到事半功倍之效。程序測(cè)試法的原理就是用軟件發(fā)送數(shù)據(jù)、命令，通過(guò)讀線路狀態(tài)及某個(gè)芯片（如寄存器）狀態(tài)來(lái)識(shí)別故障部位。此法往往用于檢查各種接口電路故障及具有地址參數(shù)的各種電路。但此法應(yīng)用的前提是CPU及基總線運(yùn)行正常，能夠運(yùn)行有關(guān)診斷軟件，能夠運(yùn)行安裝于I/O總線插槽上的診斷卡等。編寫(xiě)的診斷程序要嚴(yán)格、全面有針對(duì)性，能夠讓某些關(guān)鍵部位出現(xiàn)有規(guī)律的信號(hào)，能夠?qū)ε及l(fā)故障進(jìn)行反復(fù)測(cè)試及能顯示記錄出錯(cuò)情況。
一、主板故障的分類
1．根據(jù)對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的影響可分為非致命性故障和致命性故障非致命性故障也發(fā)生在系統(tǒng)上電自檢期間，一般給出錯(cuò)誤信息；致命性故障發(fā)生在系統(tǒng)上電自檢期間，一般導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)。
2．根據(jù)影響范圍不同可分為局部性故障和全局性故障局部性故障指系統(tǒng)某一個(gè)或幾個(gè)功能運(yùn)行不正常，如主板上打印控制芯片損壞，僅造成聯(lián)機(jī)打印不正常，并不影響其它功能；全局性故障往往影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使其喪失全部功能，例如時(shí)鐘發(fā)生器損壞將使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。
3．根據(jù)故障現(xiàn)象是否固定可分為穩(wěn)定性故障和不穩(wěn)定性故障。穩(wěn)定性故障是由于元器件功能失效、電路斷路、短路引起，其故障現(xiàn)象穩(wěn)定重復(fù)出現(xiàn)，而不穩(wěn)定性故障往往是由于接觸不良、元器件性能變差，使芯片邏輯功能處于時(shí)而正常、時(shí)而不正常的臨界狀態(tài)而引起。如由于I/O插槽變形，造成顯示卡與該插槽接觸不良，使顯示呈變化不定的錯(cuò)誤狀態(tài)。
4．根據(jù)影響程度不同可分為獨(dú)立性故障和相關(guān)性故障。獨(dú)立性故障指完成單一功能的芯片損壞；相關(guān)性故障指一個(gè)故障與另外一些故障相關(guān)聯(lián)，其故障現(xiàn)象為多方面功能不正常，而其故障實(shí)質(zhì)為控制諸功能的共同部分出現(xiàn)故障引起（例如軟、硬盤(pán)子系統(tǒng)工作均不正常，而軟、硬盤(pán)控制卡上其功能控制較為分離，故障往往在主板上的外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸控制即DMA控制電路）。
5．根據(jù)故障產(chǎn)生源可分為電源故障、總線故障、元件故障等。
電源故障包括主板上＋12V、＋5V及＋3.3V電源和Power Good信號(hào)故障；總線故障包括總線本身故障和總線控制權(quán)產(chǎn)生的故障；元件故障則包括電阻、電容、集成電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．人為故障：帶電插撥I/O卡，以及在裝板卡及插頭時(shí)用力不當(dāng)造成對(duì)接口、芯片等的損害
2．環(huán)境不良：靜電常造成主板上芯片（特別是CMOS芯片）被擊穿。另外，主板遇到電源損壞或電網(wǎng)電壓瞬間產(chǎn)生的尖峰脈沖時(shí)，往往會(huì)損壞系統(tǒng)板供電插頭附近的芯片。如果主板上布滿了灰塵，也會(huì)造成信號(hào)短路等。
3．器件質(zhì)量問(wèn)題：由于芯片和其它器件質(zhì)量不良導(dǎo)致的損壞。
三、主板故障檢查維修的常用方法
主板故障往往表現(xiàn)為系統(tǒng)啟動(dòng)失敗、屏幕無(wú)顯示等難以直觀判斷的故障現(xiàn)象。下面列舉的維修方法各有優(yōu)勢(shì)和局限性，往往結(jié)合使用。
1．清潔法
可用毛刷輕輕刷去主板上的灰塵，另外，主板上一些插卡、芯片采用插腳形式，常會(huì)因?yàn)橐_氧化而接觸不良?？捎孟鹌げ寥ケ砻嫜趸瘜?，重新插接。
2．觀察法
反復(fù)查看待修的板子，看各插頭、插座是否歪斜，電阻、電容引腳是否相碰，表面是否燒焦，芯片表面是否開(kāi)裂，主板上的銅箔是否燒斷。還要查看是否有異物掉進(jìn)主板的元器件之間。遇到有疑問(wèn)的地方，可以借助萬(wàn)用表量一下。觸摸一些芯片的表面，如果異常發(fā)燙，可換一塊芯片試試。
3．電阻、電壓測(cè)量法
為防止出現(xiàn)意外，在加電之前應(yīng)測(cè)量一下主板上電源＋5V與地（GND）之間的電阻值。最簡(jiǎn)捷的方法是測(cè)芯片的電源引腳與地之間的電阻。未插入電源插頭時(shí)，該電阻一般應(yīng)為300Ω，最低也不應(yīng)低于100Ω。再測(cè)一下反向電阻值，略有差異，但不能相差過(guò)大。若正反向阻值很小或接近導(dǎo)通，就說(shuō)明有短路發(fā)生，應(yīng)檢查短的原因。產(chǎn)生這類現(xiàn)象的原因有以下幾種：
（1）系統(tǒng)板上有被擊穿的芯片。一般說(shuō)此類故障較難排除。例如TTL芯片（LS系列）的＋5V連在一起，可吸去＋5V引腳上的焊錫，使其懸浮，逐個(gè)測(cè)量，從而找出故障片子。如果采用割線的方法，勢(shì)必會(huì)影響主板的壽命。
?。?）板子上有損壞的電阻電容。
?。?）板子上存有導(dǎo)電雜物。
當(dāng)排除短路故障后，插上所有的I/O卡，測(cè)量＋5V，＋12V與地是否短路。特別是＋12V與周圍信號(hào)是否相碰。當(dāng)手頭上有一塊好的同樣型號(hào)的主板時(shí)，也可以用測(cè)量電阻值的方法測(cè)板上的疑點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比，可以較快地發(fā)現(xiàn)芯片故障所在。
當(dāng)上述步驟均未見(jiàn)效時(shí)，可以將電源插上加電測(cè)量。一般測(cè)電源的＋5V和＋12V。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一電壓值偏離標(biāo)準(zhǔn)太遠(yuǎn)時(shí)，可以通過(guò)分隔法或割斷某些引線或拔下某些芯片再測(cè)電壓。當(dāng)割斷某條引線或拔下某塊芯片時(shí)，若電壓變?yōu)檎＃瑒t這條引線引出的元器件或拔下來(lái)的芯片就是故障所在。
4．拔插交換法
主機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因很多，例如主板自身故障或I/O總線上的各種插卡故障均 可導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不正常。采用拔插維修法是確定故障在主板或I/O設(shè)備的簡(jiǎn)捷方法。該方法就是關(guān)機(jī)將插件板逐塊拔出，每拔出一塊板就開(kāi)機(jī)觀察機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，一旦拔出某塊后主板運(yùn)行正常，那么故障原因就是該插件板故障或相應(yīng)I/O總線插槽及負(fù)載電路故障。若拔出所有插件板后系統(tǒng)啟動(dòng)仍不正常，則故障很可能就在主板上。采用交換法實(shí)質(zhì)上就是將同型號(hào)插件板，總線方式一致、功能相同的插件板或同型號(hào)芯片相互芯片相互交換，根據(jù)故障現(xiàn)象的變化情況判斷故障所在。此法多用于易拔插的維修環(huán)境，例如內(nèi)存自檢出錯(cuò)，可交換相同的內(nèi)存芯片或內(nèi)存條來(lái)確定故障原因。
5．靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量分析法
?。?）靜態(tài)測(cè)量法：讓主板暫停在某一特寫(xiě)狀態(tài)下，由電路邏輯原理或芯片輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系，用萬(wàn)用表或邏輯筆測(cè)量相關(guān)點(diǎn)電平來(lái)分析判斷故障原因。
?。?）動(dòng)態(tài)測(cè)量分析法：編制專用論斷程序或人為設(shè)置正常條件，在機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中用示波器測(cè)量觀察有關(guān)組件的波形，并與正常的波形進(jìn)行比較，判斷故障部位。
6．先簡(jiǎn)單后復(fù)雜并結(jié)合組成原理的判斷法
隨著大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，主板上的控制邏輯集成度越來(lái)越高，其邏輯正確性越來(lái)越難以通過(guò)測(cè)量來(lái)判斷?？刹捎孟扰袛噙壿嬯P(guān)系簡(jiǎn)單的芯片及阻容元件，后將故障集中在邏輯關(guān)系難以判斷的大規(guī)模集成電路芯片。
7．軟件診斷法
通過(guò)隨機(jī)診斷程序、專用維修診斷卡及根據(jù)各種技術(shù)參數(shù)（如接口地址），自編專用診斷程序來(lái)輔助硬件維修可達(dá)到事半功倍之效。程序測(cè)試法的原理就是用軟件發(fā)送數(shù)據(jù)、命令，通過(guò)讀線路狀態(tài)及某個(gè)芯片（如寄存器）狀態(tài)來(lái)識(shí)別故障部位。此法往往用于檢查各種接口電路故障及具有地址參數(shù)的各種電路。但此法應(yīng)用的前提是CPU及基總線運(yùn)行正常，能夠運(yùn)行有關(guān)診斷軟件，能夠運(yùn)行安裝于I/O總線插槽上的診斷卡等。編寫(xiě)的診斷程序要嚴(yán)格、全面有針對(duì)性，能夠讓某些關(guān)鍵部位出現(xiàn)有規(guī)律的信號(hào)，能夠?qū)ε及l(fā)故障進(jìn)行反復(fù)測(cè)試及能顯示記錄出錯(cuò)情況。