Закріплення придбаних умінь і навичок : усне опитування, перевірка практичних навичок роботи.
Инструкционая картка для проведення заняття № 7-9
Учбової практики по дисципліні
"Електрорадіовимірювальна практика"
1.Тема заняття: Діагностика материнської плати.
2. Робоче місце: лабораторія радіомонтажу (аудиторія №501).
3. Мета заняття: навчиться перевіряти компоненти материнської плати за допомогою мультиметра.
4. Матеріально - технічне оснащення робочого місця: мультиметр, конденсатори.
5. Правила по охороні праці на робочому місці: інструкція № 1, інструкція № 2, інструкція №3, інструкція№4, інструкція №5 по охороні праці на робочому місці.
6. Зміст і послідовність виконання завдання :
6.1 Методичні вказівки до виконання роботи :
Теоретичні відомості.
Материнська плата (Motherboard, Systemboard, Mainbord, системна плата, мати, материнка) - це складна багатошарова друкована плата, на якій встановлюються основні компоненти персонального комп'ютера (центральний процесор, ОЗУ, ПЗП, контроллери базових інтерфейсів введення-виводу). Саме материнська плата об'єднує і координує роботу таких різних за своєю суттю і функціональності комплектуючих, як процесор, оперативна пам'ять, плати розширення і всілякі накопичувачі.
Материнська плата є багатошаровою текстолитовую друковану плату. Кількість шарів сучасної материнської плати може досягати десятка. Між шарами розташовуються доріжки, які забезпечують зв'язок між електронними компонентами.
На малюнку зображена схема розташування шарів материнської плати Gigabyte :
Форм-фактор (від англ. form factor) - стандарт, задаючий габаритні розміри технічного виробу, а також що описує додаткові сукупності його технічних параметрів, наприклад форму, типи додаткових елементів розміщуваних в/на пристрої, їх положення і орієнтацію.
Форм-фактор (як і будь-які інші стандарти) носить рекомендаційний характер. Специфікація форм-фактора визначає обов'язкові і додаткові компоненти. Проте переважна більшість
виробників вважають за краще дотримувати специфікацію, оскільки ціною відповідності існуючим стандартам є сумісність материнської плати і стандартизованого устаткування (периферії, карт розширення) інших виробників в майбутньому.
У нашому випадку йдеться про форм-фактор АТХ, по стандартах якого, побудовані сучасні системні плати. На основі системних плат стандарту ATX побудована більшість сучасних персональних комп'ютерів, але є і виключення. До них відносяться різні малогабаритні рішення, наприклад ПК виробництва Barebone, материнські плати яких можуть кардинально відрізнятися від стандартних плат ATX . В таких випадках, основним недоліком таких конструкцій, являється складність модернізації і ремонту.
Найбільш поширені стандарти материнських плат :
Чіпсет (англ. chipset) - набір мікросхем, спроектованих для спільної роботи з метою виконання набору яких-небудь функцій. Так, в комп'ютерах чіпсет, що розміщується на материнській платі, грають роль єднального компонента, що забезпечує спільне функціонування підсистем пам'яті, центрального процесора, введення-виводу і інших.
Мікросхеми чіпсета прийнято умовно назвати "північний міст" (North Bridge) і "південний міст" (South Bridge). Як не важко здогадатися ці назви пішли від топографічного розташування мікросхем на материнській платі, верх-північ, низ-південь.
У традиційному компонуванні чіпсета, на північний міст лягають функції обміну між процесором і швидкісними пристроями, наприклад, пам'яттю і шиною PCI Express або AGP. Південний міст призначений для роботи з низькошвидкісними інтерфейсами. Для обміну інформацією між північним і південним мостом використовуються різні типи шин, які у кожного розробника чіпсетів різні, наприклад, для чіпсетів VIA - це V - Link, SiS - Multi Threaded I/O Link. Раніше зв'язок між мостами здійснювався через шину PCI, але для сучасних системних плат пропускна спроможність шини PCI украй мала.
Як видно з схеми роль контроллера оперативної пам'яті виконує північний міст. При такому компонуванні в спілкуванні між процесором і пам'яттю присутні деякі затримки. По цьому, в сучасних комп'ютерах частина функцій чіпсета, у тому числі і контроллер пам'яті вбудовані в центральний процесор. Таке рішення дозволяє процесору спілкуватися з пам'яттю без зайвих посередників, що дозволяє збільшити продуктивність. Так в рішеннях від AMD зв'язок процесора з підсистемою і зв'язок з пристроями PCI забезпечує технологія Hyper Transport. У сучасних рішеннях від Intel за зв'язок між процесором і пам'яттю відповідає технологія Fast Memory Access (вдосконалена магістральна архітектура контроллера-концентратора пам'яті, Memory Controller Hub, MCH), а зв'язок між ядрами і вбудованим контроллером PCIe здійснюється через вбудовану шину QuickPath.
До складу чіпсета так само може входити графічна підсистема. У новітніх процесорах від Intel і AMD графічна підсистема перенесена з чіпсета до складу центрального процесора.
Основними несправностями чіпсета є відпаювання або вихід з ладу одного з мостів. Найчастіше виходить з ладу південний міст, причиною тому може послужити замикання по шині USB. Часто це відбувається із-за підключення несправних пристроїв, неякісних китайських телефонних кабелів або при фізичній деформації портів USB.
Зламаний USB порт:
Аудіокодек (англ. Audio codec; аудіо кодер/декодер) - комп'ютерна програма або апаратний засіб, призначений для кодування або декодування аудіоданих.
Аудіокодек на програмному рівні є спеціалізованою комп'ютерною програмою, кодеком, який стискує або розтискав цифрові звукові дані відповідно до файлового звукового формату або потокового звукового формату.
Аудіокодек на апаратному рівні означає окрему мікросхему, яка кодує і декодує аналоговий звуковий сигнал в цифровий сигнал, і навпаки за допомогою аналогово-цифрового і цифро-аналогового перетворювачів. Цифро-аналогова конвертація відбувається, коли комп'ютер посилає звук на зовнішні динаміки, а аналого-цифрова конвертація відбувається, коли звук подається на комп'ютер ззовні.
Аудіокодек являється основної, але не завжди єдиної складеної звукової карти. Він є проміжною ланкою, інтерфейсом між аналоговими портами прийому і передачі звуку і блоками цифрової обробки звуку.
У масових вбудованих в материнські плати звукових картах аудіокодек фактично є усією звуковою картою. Він перетворює аналоговий сигнал, що отримується з роз'ємів, в цифровій, і передає його на південний міст материнської плати, звідки цифровий звук потрапляє на центральний процесор. Ця технологія обробки цифрового звуку на центральному процесорі називається Host Signal Processing.
У дискретних звукових картах, що підключаються до материнської плати, аудіокодек виконує ту ж роль, що і на інтегрованих, але після оцифрування передає звуковий сигнал не на центральний процесор, а на спеціальний чіп управління і обробки звуку, також розміщений на звуковій платі.
Чіп звукового кодека зазвичай має площу близько 7 кв. мм і, у разі інтегрованої звукової карти, зазвичай розташовується близько до задньої панелі материнської плати. Основними виробниками апаратних звукових кодеків є компанії Realtek, Intel і Analog Devices.
При виході з ладу звукового кодека найчастіше не просто пропадає звук, але і відмовляється запускатися материнська плата. Зазвичай при цьому кодек сильно гріється, що легко визначити ожогоустойчивым пальцем. У такому разі ремонт є заміною або демонтажем кодека.
Аудіо кодек ALC655 виробництва Realtek :
Мережевий контроллер (Onboard LAN RTL81185)
Є окремою мікросхемою. Як і у випадку з аудіо кодеком при виході з ладу може сильно грітися. Ремонтується так само заміною або демонтажем
BIOS (англ. basic input/output system - "базова система введення-виводу") - є набір записаних в мікросхему EEPROM (ПЗП) мікропрограм, що забезпечують початкове завантаження комп'ютера і наступний запуск операційної системи.
Відразу після включення живлення комп'ютера, за допомогою програм записаних в BIOS, відбувається самоперевірка апаратного забезпечення комп'ютера - POST (Power On Self - Test). В ході POST, BIOS перевіряє працездатність контроллерів на материнській платі, задає низькорівневі параметри їх роботи (наприклад, частоту шини і параметри центрального мікропроцесора, контроллера оперативної пам'яті, контроллерів шин FSB, AGP, PCI, USB). Якщо під час POST стався збій, BIOS може видати інформацію, що дозволяє виявити причину збою. Якщо немає можливості вивести повідомлення на монітор, BIOS видає звуковий сигнал через вбудований динамік.
Після проходження процедури POST, BIOS шукає на доступних носіях завантажувач операційної системи і передає управління операційній системі. Операційна система по ходу роботи може змінювати більшість налаштувань, спочатку заданих в BIOS.
Деякі BIOS дозволяють виробляти завантаження операційної системи через інтерфейси, спочатку для цього не призначені (USB і IEEE 1394) а також виробляти завантаження по мережі (застосовується, наприклад, в так званих "тонких клієнтах").
Багато материнських плат при збої BIOS пропонують відновити його за допомогою зовнішнього носія (дискети, CD, флэшки). Якщо по яких або причинам такий спосіб відновлення не можливий, то вам пряма дорога в сервісний центр, де за допомогою програматора вам прошиють новий BIOS.
Поширена 32 ногая мікросхема BIOS в корпусі PLCC32 :
Технологія Dual Bios на материнських платах виробництва Gigabyte. У разі збою основного bios його можна відновити з резервної мікросхеми:
Багатофункціональний контролер введення-виводу (Multi I/O, Super I/O, MIO/SIO, Мультик). Відповідає за порти введення виводу(COM, IRDA, LPT, PS/2), а також системний моніторинг (температури, напруга, обороти кулеров). Мультик так - же може відповідати і за включення/виключення материнської плати. При виході з ладу може сильно грітися, діагностується ожогоустойчивым пальцем. Якщо є підозра, що мультик вийшов з ладу, але він при цьому не гріється, то без осцилографа не обійтися.
MIO виробництва Winbond :
Генератор тактових частот (clock generator, клокер, clocker) - формує основні тактові частоти, використовувані материнською платою, а так само процесором. Джерелом опорної частоти для нього служить, кварцевий резонатор (кварц) частотою 14,3 Мгц.
Сучасні материнські плати дозволяють управляти клокером, що дозволяє змінювати основні частоти системи. За рахунок цього користувачі дістають можливість розгону компонентів системи (ЦП, RAM). Сучасні системні плати дозволяють виробляти такі маніпуляції за допомогою спеціальних програм, безпосередньо з операційної системи.
Ліворуч кварцевий резонатор, справа тактовий генератор (клокер) :
Батарея CMOS. Служить для зберігання налаштувань BIOS. Зазвичай використовується батарея типу CR2032. Номінальна напруга 3 вольти. Перша ознака того, що батарея сіла це скинуті налаштування БИОС. Батарея діагностується вольтметром, напруга має бути не менше 2,5 вольт.
Знання принципу роботи материнської плати і її компонентів, допоможе вам, виробляти первинну діагностику комп'ютера і його компонентів.
Хід роботи :
Усі результати вимірів записати в зошит.
1. На лицьовій панелі мультиметра виставляємо круглого виду перемикач в положення "постійна напруга" значок зазвичай виглядає приблизно так "V -" (чи DCV) значення розгортки ставимо на 20, оскільки напруга у нас не велика до 20 вольт.
Йдемо далі підключаємо два щупи червоного і чорного кольору.
Чорний щуп це "земля" його ще називають "загальний" або "мінус", він підключається в роз'єм COM.
Червоний щуп це безпосередньо щуп для виміру "плюс", він підключається в роз'єм який знаходитися трохи вище.
Щоб виміряти напругу на материнській платі, потрібно підключити "загальний" (чорний, "земля") щуп до чорного контакту на четырех-контактном роз'ємі, який відгалужується від блоку живлення (см мал. нижчий ), - він і є загальним для плати і БП земля. Якщо потрібно виробляти виміри не дістаючи материнской плати з корпусу системного блоку, то зручно мати крокодила який чіпляється прямо на корпус, тобто на залізо системного блоку, але тільки там де немає фарби, оскільки фарба є ізолятором.
на малюнку ми бачимо як чорний щуп увіткнений в чотирьохконтактний раъем в контакт чорного дроту, там підводитися "земля")
просто торкаємося червоним щупом потрібних місць на материнській платі. Знаючи напругу які мають бути на відповідній точці, ми легко можемо зрозуміти де э проблема. Наприклад торкаючись батареї на биосі ми зможемо зрозуміти розряджена вона або ні.
Яка напруга має бути на тій або іншій точці можна дізнатися в описі або схемі до материнської плати.
2. Перевірка батареї на материнській платі:
Головний "робочий" щуп - червоний . Для того, щоб перевірити напругу на батареї доторкаємося до неї червоним щупом.
Проте, на відміну від стрілочних приладів, не треба "боятися" поплутати полярність підключення - у такому разі прилад покаже "негативне" значення.
3. Перевірка сигналу RESET.
Червоним щупом торкаємося вусиків, які відповідають за подачу сигналу RESET на материнській платі. Напруга на індикаторі повинна показувати близько 3,35 В.
4. Перевірка сигналу Power On.
Червоним щупом торкаємося вусиків, які відповідають за подачу сигналу Power On на материнській платі. Напруга на індикаторі повинна показувати близько 3,07 В.
5. Перевірка сигналу USB.
а) Переставляємо перемикач в положення 2000 Ом. Червоним щупом перевіряємо "землю" USB - значення близько 0.01.
б) Торкаємося червоним щупом контакту USB D+ набуваємо значення близько 0.739.
в) Торкаємося червоним щупом контакту USB D - набуваємо значення біля 0.752.
г) Торкаємося червоним щупом USB +5V набуваємо значення близько 0.725.
6. Перевірка напруги живлення на процесорі:
Вимірювати напругу живлення процесора Vcore зручно на котушках. Виміри можна проводити на будь-якій з котушок. Скрізь напруга однакова (разбежка в сотих вольта - із-за контактів).
Перемикач виставляємо в положення 20V і вимірюємо на кожній котушці. Значення має бути близько 1.5 V.
Усі результати вимірів записати в зошиті.
Закріплення придбаних умінь і навичок : усне опитування, перевірка практичних навичок роботи.
Після виконання завдань студент повинен:
Знати: як перевіряти основні напруга основних компонентів на материнській платі.
Уміти: користуватися мультиметром для перевірки основних компонентів.