《计算机维修技术 第2版》PPT电子教案-第05章_主板系统故障维修.ppt

第5章 主板系统故障维修,5.1 主板技术规格与结构 5.2 主板基本组成【重点】 5.3 主板芯片组技术 5.4 主板基本电路【重点】 5.5 主板总线与接口 5.6 主板故障分析与处理,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第2页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,5.1.1 atx主板技术规格 1主板技术规格类型 主板经历了xt、at、atx、btx几个阶段。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第3页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,5.1.1 atx主板技术规格 atx技术规范对主板、电源和机箱做出了一系列的基本技术要求。 虽然主板都遵循atx规范，但这并不意味所有atx主板都是完全兼容的。 atx主板规格： 标准atx、micro atx、flex atx和mini itx。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第4页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,intel cpu atx主板,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第5页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,amd cpu atx主板,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第6页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,主板分区,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第7页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,5.1.1 atx主板技术规格,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第8页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,5.1.2 btx主板技术规格 btx设计目标： 加强散热效果； 降低冷却系统的噪音； 采用更小更精致的电路布线。 btx是一个被市场淘汰的新标准。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第9页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,5.1.2 btx主板技术规格 btx主板,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第10页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,5.1.2 btx主板技术规格,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第11页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,5.1.2 btx主板技术规格,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第12页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,5.1.3 目前微机系统结构 计算机专家amdahl：计算机结构是程序员所看到地计算机系统的属性。 微机系统结构是主要集成电路芯片和总线之间互联地形式，以及它们实现地硬件功能。 系统结构设计思想：充分发挥cpu性能。 为了保证硬件的兼容性，各个厂商都在总线插座和i/o接口一级保证符合微机设计标准。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第13页 共72页,5.1 主板技术规格与结构,5.1.4 最新微机系统结构 cpu集成内存控制器 前端总线采用qpi 北桥简化为ioh 南桥增加esata 和tpm接口,intel x58 芯片组主板 系统结构,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第14页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.1 主板主要部件,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第15页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.1 主板主要部件,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第16页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.2 常用电子元件 1电阻 电阻主要用于控制和调节电路中的电流和电压，或用于消耗电能的负载。如：分流、分压、限压、限流、保护、偏置等。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第17页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.2 常用电子元件 2电容 电容主要特性是：隔离直流，导通交流。 电容主要用于：滤波、保险、储能等电路。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第18页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.2 常用电子元件 3电感 电感的特性：导通直流，阻塞交流。 电感用于对交流信号进行隔离，滤波或储能。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第19页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.2 常用电子元件 4晶振 晶振用于产生原始的时钟频率信号，这个频率通过时钟频率发生器芯片的倍频或分频后，形成微机需要的不同时钟信号。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第20页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.2 常用电子元件 5阻抗、容抗与感抗 对交流信号所起的阻碍作用称为阻抗。 电容对高频率交流信号阻碍作用小。 电感对交流信号的阻碍作用大。 用电压源驱动电路，则输入阻抗越大越好；如果用电流源驱动电路，则阻抗越小越好。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第21页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.2 常用电子元件 阻抗匹配指信号传输时，负载（ic芯片）阻抗要与传输线路（如接口）的阻抗相等，这样所有信号能量都被负载吸收了，传输到负载的信号就不会产生回波反射。 阻抗不匹配的解决方法： 一是串联/并联电阻； 二是串联/并联电容或电感； 三是用变压器做阻抗转换。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第22页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.2 常用电子元件,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第23页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.3 晶体管元件 1二极管 二极管特性：单向导电性。 在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第24页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.3 晶体管元件 2三极管 三极管能以基极微小的电流变化量来控制集电极电流较大的变化量。 三极管一般用于：放大电路、开关电路、稳压电路等。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第25页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.3 晶体管元件 3场效应管 场效应管是电压型控制元件，晶体三极管是电流型控制元件。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第26页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.4 电路保护元件 保护元件：过电流保护（热敏电阻）、过电压保护（压敏电阻）、esd（静电释放）保护和防雷保护（电涌保护器）等。 1保险电阻 保险电阻的阻值低（几欧姆至几十欧姆），功率小（1/8w1w）。 保险电阻一旦熔断，需要更换才能修复。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第27页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.4 电路保护元件 2ptc （正温度系数）热敏电阻 ptc具有自恢复性。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第28页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.4 电路保护元件 电路有过流（如短路）现象发生时，电路温度升高，ptc器件的阻值也会随之急剧升高，达到限制电流的作用，避免损坏电路中的器件。当故障排除后，ptc器件的温度会自动下降，又恢复到低阻状态，因此ptc器件又称为可恢复性保险。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第29页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.4 电路保护元件 30欧姆电阻 0欧姆电阻一般用在数字/模拟混合电路中。 0欧姆电阻可以做保险电阻使用。 0欧电阻能限制环路电流，抑制电路噪声。 一些空置的跳线采用0欧姆电阻。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第30页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.4 电路保护元件 5静电保护器件 保护元件：可变电阻（利用三极管实现）、tvs（瞬态电压抑制器）二极管、陶瓷压敏电阻、瞬态电压抑制器、esd抑制器等。 tvs能迅速将电流释放到接地端，响应时间也很短（1ns左右）。它广泛用于主板以及各种usb设备的esd防护。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第31页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.5 印刷电路板 主板的基板是由6层或8层还氧树脂材料粘合在一起的pcb，主板上的电子元件通过pcb板上的铜箔线路连接。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第32页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.5 印刷电路板 多层板布线更加宽松，线路之间的距离增大了，这会减少emi干扰，使主板更加稳定。 电信号在铜导线中的传输速度为20cm/ns（0.7倍光速）左右。 主板布线原则：时钟线等长 不等长的时钟线路会引起信号不同步，造成系统不稳定。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第33页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.5 印刷电路板 布线长度不会是时钟信号波长1/4的整数倍，否则会导致谐振现象，产生严重emi辐射。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第34页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.6 主板跳线插座 1机箱面板按键和指示灯接线,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第35页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.6 主板跳线插座,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第36页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.6 主板跳线插座,atx电源,cpu电源,ide插座,cpu风扇,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第37页 共72页,5.2 主板基本组成,5.2.6 主板跳线插座,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第38页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.1 intel芯片组命名规则 芯片组由北桥芯片和南桥芯片组成。 芯片组的名称一般以北桥芯片命名。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第39页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.1 intel芯片组命名规则 北桥芯片功能： 支持内存规格，最大容量，ecc等； 支持显卡总线接口，内置图形功能等； 负责北桥芯片与cpu之间的信号传输； 负责南北桥芯片之间信号的上传下达。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第40页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.1 intel芯片组命名规则 南桥芯片功能： sata接口管理，acpi（高级电源管理）， 键盘控制管理，rtc（实时时钟）， usb接口等。 南桥芯片还需要与bios芯片、sio芯片、had音频芯片、lan网络芯片等进行通信和数据交换。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第41页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.1 intel芯片组命名规则 芯片组命名规则：前缀+数字 前缀p为主流芯片，如p45； 前缀g为集成显卡，如g45； 前缀q为商业芯片组，如q43 ； 前缀x为顶级的芯片组，如x58等； 前缀m为移动芯片组。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第42页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.1 intel芯片组命名规则 amd芯片组： 5系列（如amd 570，已停产）； 6系列（如amd 690等，已停产）； 7系列（如amd 740/770/780/790等）； amd公司将推出8系列芯片组。 amd南桥芯片以“sb”命名，如sb600系列，sb700系列等。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第43页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.2 intel北桥芯片技术性能 amd公司从k8 cpu开始，将内存控制器集成在cpu内部，因此北桥芯片变得简化了，甚至能采用单芯片结构。 intel公司在core i7处理器内也集成了内存控制器，因此北桥芯片（ioh）也简化。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第44页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.3 intel南桥芯片技术性能 intel南桥芯片称为ich，如ich10 amd南桥芯片称为sb，如sb750 南桥芯片通过局部总线方式（如intel的dmi）与北桥芯片相连。 南桥芯片负责i/o总线之间的通信，如pci、usb、lan、sata、音频、键盘、实时时钟、高级电源管理等。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第45页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.3 intel南桥芯片技术性能,ich9南桥芯片功能,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第46页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.4 sio芯片技术性能 sio芯片对常用输入输出设备进行管理，如并口、串口、软驱、ps/2键盘和鼠标等。 sio芯片具有cpu过电压保护、风扇转速监测、5v/12v电压监测等功能。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第47页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.4 sio芯片技术性能 sio芯片,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第48页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.5 网卡芯片技术性能 集成网卡以realtek rtl8000系列普及率最高,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第49页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.6 声卡芯片技术性能 由于信号干扰，声卡控制芯片不可能完全集成在南桥芯片内，在南桥芯片内仅集成了数字音频信号处理器（dsp），音频信号的数/模转换以及声音输出/输入还得依靠声卡控制芯片。 集成声卡一般采用had规范 主要型号有realtek alc800系列产品,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第50页 共72页,5.3 主板芯片组技术,5.3.6 声卡芯片技术性能,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第51页 共72页,5.4 主板基本电路,5.4.1 主板供电电路 主板12v和5v直流电不能给cpu供电，所以需要供电电路进行直流电压转换（dc-dc），这些转换电路就是cpu供电电路。 1主板供电电路要求 保证cpu在大电流下稳定运行； 具有快速的大电流响应能力； 防止信号串扰效应。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第52页 共72页,5.4 主板基本电路,5.4.1 主板供电电路 4主板单相供电电路工作原理 dc-dc电路广泛采用开关电源供电方式，电路由pwm、mosfet、电容、电感等组成。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第53页 共72页,5.4 主板基本电路,5.4.1 主板供电电路 4主板单相供电电路工作原理 单相供电电路中，电容和电感规格越高，场效应管数量越多，供电品质会越好。 5主板多相供电电路 一相电路能提供大约30a60a的电流，两相电路能提供大约60a120a的电流，如此累加。供电相数越多，能提供的电流就越大,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第54页 共72页,5.4 主板基本电路,5.4.1 主板供电电路,多相供电电路,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第55页 共72页,5.4 主板基本电路,5.4.2 主板时钟电路 时钟信号主要作用是同步。 时钟信号由晶振和时钟发生器芯片组成。 系统时钟（clk）频率为14.318mhz 实时时钟（rtc）频率为32.768khz 网卡时钟频率为25.000mhz,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第56页 共72页,5.4 主板基本电路,5.4.2 主板时钟电路 时钟发生电路往往采用一个频率较低的晶振（如14.318mhz），再利用集成电路芯片将晶振输入的信号调整到一个基准频率（如100mhz），然后根据要求，利用分频电路（除法电路）或倍频电路（乘法电路），将频率调整到需要的频率后输出。 intel公司制定的频率合成器设计指南有：ck97、ck410、ck505等,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第57页 共72页,5.4 主板基本电路,5.4.3 主板开机电路 开机电路工作条件：提供电源、时钟信号和复位信号，具备这三个条件后，开机电路就开始工作了,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第58页 共72页,5.5 主板总线与接口,5.5.1 总线基本类型 总线是多个部件之间的公共连线，用于在各个部件之间传输信息。 内部总线用于各种集成电路芯片内部单元之间的互连； 系统总线用于各种芯片之间的互连； 外设总线用于微机与外部设备的互连。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第59页 共72页,5.5 主板总线与接口,5.5.1 总线基本类型 并行总线分为5个功能组：数据总线、地址总线、控制总线、电源线和地线。 并行总线有：fsb、ht总线、内存总线、pci总线、pci-x总线、agp总线等。 串行总线：pci-e、sata、esata、qpi、dmi、spi、lpc、smbus、usb、ieee 1394等。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第60页 共72页,5.5 主板总线与接口,5.5.2 总线带宽 在模拟通信中（频带通信），总线带宽指通信频率之差；在数字通信（基带通信）中，带宽指数据传输速率。 总线频率往往指总线上数据传输的频率。 并行总线带宽（总线位宽总线数据传输频率）8,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第61页 共72页,5.5 主板总线与接口,5.5.2 总线带宽 微机并行总线性能,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第62页 共72页,5.5 主板总线与接口,5.5.2 总线带宽 串行总线带宽指总线传输速率，单位为bit/s。 微机常用串行总线性能,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第63页 共72页,5.5 主板总线与接口,5.5.3 系统总线 fsb：cpu与北桥芯片之间信号传输通道，最高频率为1600mhz，带宽为12.8gb/s。 qpi总线：基于数据包的点到点互连技术，单向带宽为12.8gb/s。 ht总线：amd公司的前端总线技术，最高频率为3200mhz，带宽为12.8gb/s。 内存总线：负责内存与北桥芯片之间的数据并行传输。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第64页 共72页,5.5 主板总线与接口,5.5.3 系统总线 dmi总线：连接南北桥芯片的串行总线，采用点对点连接方式，时钟频率为100mhz，上行与下行单向带宽为1gb/s。 spi总线：用于sio芯片的连接，带宽为3mbit/s。 sst总线：串行总线，用于系统温度管理，带宽为1mbit/s。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第65页 共72页,5.5 主板总线与接口,5.5.4 外设总线 pci总线：位宽32位，时钟频率33mhz，总线带宽为133mb/s。,主讲：xx老师,第5章 主板系统故障维修,第66页 共72页,5.5 主板总线与接口,5.5.4 外设总线 pci-e总线：点对点