第08章辅助系统结构与故障维修课件.pptx
计算机维修技术 第3版教学课件 易建勋 编著清华大学出版社2013年8月,本课件随教材免费赠送给读者，读者可自由播放、复制、分发本课件，也可对课件内容进行修改。课件中部分图片来自因特网公开的技术资料，这些图片的版权属于原作者。感谢在因特网上提供技术资料的企业和个人。本课件不得用于任何商业用途。课件版权属于作者和清华大学出版社，其他任何单位和个人都不得对本课件进行销售或修改后销售。作者：易建勋2013年8月,作者声明,第8章 辅助系统结构与故障维修,8.1 音频系统结构与故障维修8.1.1 音频信号数字化8.1.2 声卡的基本结构8.1.3 音频接口与技术性能8.1.4 音箱与话筒的基本组成8.1.5 音频系统常见故障维修8.2 网络系统结构与故障维修8.2.1 网卡与双绞线8.2.2 有线网络连接方法8.2.3 无线网络连接方法8.2.4 网络系统常见故障维修,8.3 电源系统结构与故障维修8.3.1 电源的基本组成8.3.2 ACPI电源管理标准8.3.3 电源主要电路结构8.3.4 电源主要技术性能8.3.5 电源常见故障维修8.4 BIOS参数设置与故障维修8.4.1 BIOS基本工作原理8.4.2 EFI可扩展固件接口8.4.3 BIOS参数设置8.4.4 BIOS固件升级8.4.5 BIOS故障维修,8.1 音频系统结构与故障维修,8.1.1 音频信号数字化,1.音频信号的数字化过程声音由音高、音量、音色三要素组成。模拟信号的数字化过程：采样，量化和编码。,8.1.1 音频信号数字化,采样采样频率越高，数字信号就越接近原声。奈魁斯特（Nyquist）采样定理：采样频率只要达到信号最高频率的2倍，就能精确描述被采样的信号。人耳听力范围在20Hz20kHz之间。采样频率达到40kHz时，就可以满足人们的要求。大多数声卡的采样频率达到了44.1kHz或更高。,8.1.1 音频信号数字化,量化量化精度为8位，有28=256种采样等级；量化精度为16位，有216=65 536种采样等级；量化精度为32位，有232=42亿种采样等级；目前集成声卡的量化精度为32位。编码将信源数据进行文件类型规定的编码后，再加上音频文件格式的头部，就得到了一个数字音频文件。编码工作由声卡和音频处理软件共同完成。,8.1.2 声卡的基本结构,1.独立声卡声卡是实现声波/数字信号转换的硬件设备。集成声卡占据了市场主流；独立声卡成了音乐发烧友的高端产品；USB声卡在笔记本微机中寻找新市场。,8.1.2 声卡的基本结构,不同类型的声卡 集成声卡 独立声卡 USB声卡,8.1.2 声卡的基本结构,独立声卡组成音频数字处理（DSP）芯片；功率放大芯片；波表合成器芯片；各种音频输入/输出接口。,8.1.2 声卡的基本结构,2.集成声卡由于信号干扰，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/输入还得依靠声卡解码芯片。集成声卡一般采用HAD规范主要型号有Realtek ALC800系列产品,8.1.2 声卡的基本结构,Realtek集成声卡解码芯片,8.1.2 声卡的基本结构,HAD（高保真音频）是Intel与杜比（Dolby）公司合力推出的音频规范。HAD是为了取代AC97音频规范，它不能向下兼容AC97标准。HDA支持设备感知和接口定义功能，每个接口的功能可以随意设定。,10.1 音频故障维修,10.1.4 音频接口与性能,8.1.3 音频接口与技术性能,1模拟音频输入/输出接口（1）输出接口多个Line Out（线性输出）接口。（2）输入接口Line In；MIC：麦克风信号较小，因此设计有功率放大电路。,8.1.3 音频接口与技术性能,（3）接口形式模拟音频输出为8声道；7.1声道：1个低音声道，7个高音声道；采用3.5mm立体声接口；每个接口有2路模拟音频信号输出。,8.1.3 音频接口与技术性能,音频接口,8.1.3 音频接口与技术性能,【补充】机箱前置音频接口接线,8.1.3 音频接口与技术性能,【补充】机箱前置音频接口接线,8.1.3 音频接口与技术性能,2数字音频输入/输出接口 SPDIF（数字音频接口）SPDIF可在一条线路上串行传输多个声道信号。SPDIF有OUT和IN两种接口。SPDIF分为同轴接口和光纤接口。,8.1.3 音频接口与技术性能,【补充】SPDIF有输出和输入接口。,SPDIF IN光纤输入接口,SPDIF OUT同轴电缆接口,SPDIF OUT光纤输出接口,8.1.3 音频接口与技术性能,【补充】影院数字声道音箱布置,电影屏幕,功放,音频处理,音箱,8.1.3 音频接口与技术性能,【补充】家庭影院音箱布置,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,1音箱类型与结构数字信号音箱音质好，价格高；市场主流为模拟信号音箱。,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,【补充】模拟音箱接口,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,【补充】模拟音箱接口,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,【补充】数字音箱接口,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,【补充】一体化数字便携多媒体音响,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,【补充】4G无线数字音箱,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,【补充】数字音箱处理器,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,【补充】有源音箱将功率放大器电路做在音箱内部，节省了功放机箱的成本。,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,【补充】音箱独立功放和前置功放,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,扬声器组成,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,3话筒的组成与技术性能话筒类型与结构世界话筒品牌：Neumann，AKG，Rode，Shure，Audio Technica等。中国话筒品牌：797Audio，飞乐，得胜等。,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,【补充】无线话筒和接收机,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,信号电平专业话筒的输出信号很弱，一般小于1mV；大多数声卡要求输入信号最小应大于10mV。解决方案提高声卡的输入灵敏度，某些声卡提供一些软件，可由用户提高声卡输入的灵敏度；在声卡输入端之前对话筒信号进行放大，如采用“话筒前置放大器”等设备。,8.1.4 音箱与话筒的基本组成,阻抗匹配话筒的输出阻抗必须小于声卡的输入阻抗。话筒输出阻抗相对声卡的输入阻抗越高，丢失的信号就越多。专业话筒的输出阻抗一般低于600；大多数声卡输入阻抗为6002000。计算机话筒的输出阻抗有两种：一种在10k以上，称为高阻抗话筒；一种在1k以下，大多为600。高阻抗话筒灵敏度高，输出电平高，抗干扰性差；低阻抗话筒灵敏度低，但音质好。电容式话筒输出阻抗只有200，灵敏度极高。动圈式话筒采用600输出阻抗。,8.1.5 音频系统常见故障维修,声卡常见故障现象,主讲：易建勋,第39页 共122页,8.2 网络系统结构与故障维修,8.2.1 网卡与双绞线,1网卡（NIC）网卡用于计算机与网络的互连。PC在主板上已经集成了网卡。服务器、防火墙等设备，往往安装多个网卡。,8.2.1 网卡与双绞线,【补充】光纤网卡,8.2.1 网卡与双绞线,网卡接口RJ-45接口USB接口（无线网卡）Mini-PCIE接口（无线网卡）光纤接口网卡接口应与网络传输介质类型一致,8.2.1 网卡与双绞线,主板集成网卡Realtek（台湾昱立）集成网卡普及率最高,8.2.1 网卡与双绞线,【补充】Realtek集成网卡芯片和电路,8.2.1 网卡与双绞线,【补充】主板上集成的网卡,8.2.1 网卡与双绞线,双绞线和水晶接头,8.2.1 网卡与双绞线,【补充】光纤和接头,8.2.2 有线网络连接方法,1以太网接入技术以太网硬件连接,8.2.2 有线网络连接方法,2ADSL接入技术ADSL Modem硬件连接,8.2.2 有线网络连接方法,ADSL Modem硬件设备,8.2.3 无线网络连接方法,无线网络拓扑结构,8.2.3 无线网络连接方法,【补充】主板Mini-PCIE接口的无线网卡,8.2.3 无线网络连接方法,【补充】主板无线网卡天线,8.2.3 无线网络连接方法,【补充】无线路由器设置,8.2.4 网络系统常见故障维修,1常见网络故障分析,主讲：易建勋,第56页 共122页,8.3 电源系统结构与故障维修,8.3.1 电源的基本组成,1ATX电源基本组成主板、电源和机箱等设备都遵循ATX标准；目前最新版本为ATX12V 2.32。ATX电源主要部件：整流桥堆；场效应开关管；整流二极管；开关变压器；脉宽调制器芯片（PWM）；比较放大器芯片；电容，电感，电阻，PCB板等电子元件。,8.3.1 电源的基本组成,ATX电源基本组成,8.3.1 电源的基本组成,ATX电源基本组成,8.3.1 电源的基本组成,ATX电源基本组成,8.3.1 电源的基本组成,ATX电源基本组成,PFC输出电容,PFC电感,PFC输入电容,整流桥堆,待机电源控制,开关变压器,高压滤波电容,开关管,EMI电感,快恢复二极管,8.3.2 ACPI电源管理标准,1ACPI电源管理模式在ACPI中，由BIOS收集硬件信息，定义电源管理方案，由操作系统负责执行。ACPI有很多电源管理模式可供选择，执行效果也各不相同。,8.3.2 ACPI电源管理标准,ACPI全局电源管理状态G0（正常工作）G1（睡眠状态）G2（软关机）G3（机械性关机）,8.3.2 ACPI电源管理标准,CPU电源管理工作在G0状态下，CPU电压和时钟频率由工作量决定。CPU电源管理状态C0（最大工作状态）；C1（挂起）；C2（允许停止）；C3（深度睡眠）；C4（更深度睡眠）；C5和C6是新增的电源状态。,8.3.2 ACPI电源管理标准,ACPI电源管理规范,CPU电压核心时钟系统时钟L1缓存L2缓存唤醒时间消耗功率,CPU电源管理状态,8.3.2 ACPI电源管理标准,ACPI电源睡眠模式：S0工作状态；S1待机状态（POS）；S2休眠状态（不推荐）；S3休眠状态（STR，挂起到内存）；S4休眠状态（STD，挂起到硬盘）；S5软关机状态。,8.3.3 电源主要电路结构,1ATX开关电源工作原理电路功能模块：EMI滤波电路桥式整流滤波电路功率因素校正电路开关变换电路,辅助电源电路整流稳压电路保护电路直流滤波电路等,8.3.3 电源主要电路结构,ATX电源工作原理,8.3.3 电源主要电路结构,ATX电源工作原理,8.3.3 电源主要电路结构,工作原理将交流电首先整流为高压脉动直流电；然后通过大功率开关三极管，将电压改变成连续的高频高压的交流信号；这些高频交流电输入到开关变压器的初级，再经过开关变压器的次级降压输出；然后通过整流和滤波电路输出低压直流电。,8.3.3 电源主要电路结构,2EMI（电磁干扰）滤波电路电源本身产生的干扰噪声如果通过输入端向外泄漏出去，就表现为辐射噪声和传导噪声；在电源输出端泄漏出去就表现为纹波电压。电源随频率不同，噪声曲线会发生变化。EMI滤波电路的主要作用是滤除外部电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少开关电源本身对外部电网的电磁干扰。在电源中一般有两极EMI滤波电路。,8.3.3 电源主要电路结构,EMI滤波电路,8.3.3 电源主要电路结构,3高压整流和滤波电路整流电路组成全桥整流器、高压滤波电容、平衡电阻等。桥式整流电路的两种形式：4个二极管封装在一起的桥堆芯片；4个分立的大功率二极管。桥式整流电路将220V的交流电转换为高压脉动直流电。高压滤波电容的作用是滤除高压直流电中的交流成分，输出平稳的高压直流脉动电压。高压滤波电容的耐压值按工作电压的2倍选取。,8.3.3 电源主要电路结构,高压整流和滤波电路,8.3.3 电源主要电路结构,4.PFC（功率因数校正）电路PFC电路可以减少电源对电网的干扰。PFC电路有被动PFC和主动PFC。被动PFC电路由一个大号电感器组成。主动PFC电路由电感、电容、集成电路芯片及电子元器件组成。,8.3.3 电源主要电路结构,PFC电路,8.3.3 电源主要电路结构,5.开关变换电路电路组成：大功率开关三极管（或场管）、开关变压器、高速整流二极管等元件。,8.3.3 电源主要电路结构,开关三极管与PWM（脉宽调制）芯片构成振荡电路，产生高频脉冲。开关变压器的功能是将高频交流电转换为高频低压交流电。开关变压器的工作状态由PWM控制。推动变压器的功能是将信号进行放大。待机变压器为主板提供5VSB待机电压。,8.3.3 电源主要电路结构,6.脉宽调制电路PWM提供触发脉冲给开关三极管。,PWM,8.3.3 电源主要电路结构,7.辅助电源电路辅助电源是一个完整的开关电源，工作原理与开关变换电路基本相同。只要有交流市电输入，ATX电源无论是否开启，辅助电源都一直在工作，为电源控制电路提供工作电压。,8.3.3 电源主要电路结构,辅助电源电路,待机变压器,推动变压器,8.3.3 电源主要电路结构,8.低压滤波和直流输出电路低压直流滤波电路的功能是滤除低压电流中的杂波。,8.3.3 电源主要电路结构,9.开机/关机控制电路ATX电源采用5VSB、PS-ON信号的组合来实现电源的开启和关闭。当PS-ON信号小于1V伏时，就会开启电源，大于4.5V时就关闭电源。ATX电源关闭后，主板内部仍然有5V/100mA的弱电流，以维持主板上“电源监控部件”等一小部分电路的工作。PW-OK是电源输出的“电源准备好”信号。PW-OK由电源插座第8脚引出，灰色线，待机为0V，受控启动输出稳定后为5V。,8.3.3 电源主要电路结构,10.电源保护电路EMI电路中有12个压敏电阻，耐压值为270V，当市电电压超过270V时，压敏电阻就会击穿，保护电源电路的安全。为了防止输入电流过大而烧毁电源，输入电路前端设置有保险丝（或保险电阻）。保护电路检测输出电压或电流，当输出端发生短路、过压、过流、过载、欠压时，保护电路动作，切断开关管的激励信号，输出电压和电流为零，起到保护作用。,8.3.3 电源主要电路结构,电源保护电路,8.3.4 电源主要技术性能,1直流输出接口与信号ATX12V 2.31标准电源输出接口主板24脚电源接口；CPU的12V1电源接口（8脚/4脚）；显卡等外设使用的12V2电源接口（6脚）；SATA硬盘电源接口（5脚）；传统外设电源接口（4脚）等。,8.3.4 电源主要技术性能,ATX电源与主板的连接,8.3.4 电源主要技术性能,【补充】电源输出线色标黄色：+12V；红色：+5V；橙色：+3.3V；蓝色：-12V；紫色：+5VSB（待机电压）；绿色：PS-ON（开/关机）；灰色：PW-OK（电源好）。,8.3.4 电源主要技术性能,【补充】直流输出接口与信号,24脚主板电源,SATA,8.3.4 电源主要技术性能,【补充】直流输出接口与信号,20脚主板电源,8.3.4 电源主要技术性能,【补充】直流输出接口与信号,8.3.4 电源主要技术性能,【补充】直流输出接口,8.3.4 电源主要技术性能,【补充】直流输出接口,8.3.4 电源主要技术性能,2电源输出功率额定功率环境温度为-550、电压在180264V之间，电源长时间稳定输出的功率。最大功率环境温度为25左右，电压200264V时，电源能长时间稳定输出的功率。峰值功率短时间（10s）瞬间输出功率。,8.3.4 电源主要技术性能,电源直流输出电压,8.3.4 电源主要技术性能,ATX12V 2.31规范对350W电源的技术要求,8.3.4 电源主要技术性能,【补充】电源直流负载交叉图,8.3.4 电源主要技术性能,微机需要的电源功率,8.3.4 电源主要技术性能,不同配置主机系统整体功耗实测比较,8.3.4 电源主要技术性能,【补充】功率简易测试,笔记本发热检测,8.3.5 电源常见故障维修,1电源常见故障现象,主讲：易建勋,第102页 共122页,8.4 BIOS参数设置与故障维修,8.4.1 BIOS基本工作原理,1BIOS的基本功能BIOS是固化在集成电路内部的程序代码，因此也称为“固件”。,8.4.1 BIOS基本工作原理,BIOS功能检测硬件设备是否正常（POST）；初始化硬件设备；启动操作系统加载程序；向操作系统和应用软件提供服务等。,8.4.1 BIOS基本工作原理,BIOS是硬件设备与操作系统之间的接口。BIOS就像中间件，解决了不同硬件与操作系统之间的兼容性问题。,8.4.1 BIOS基本工作原理,每一种规格主板的BIOS互相不兼容，不同规格主板的BIOS固件不能互换。BIOS设计厂商有Phoenix公司和AMI公司。CMOS是主板上一块带有电池的SRAM芯片，存储容量为128字节。CMOS保存了一些用户需要更改基本参数。,8.4.2 EFI可扩展固件接口,1.EFI可扩展固件接口EFI是操作系统与固件之间的接口规范。EFI定义了许多重要的数据结构以及系统服务。,8.4.2 EFI可扩展固件接口,2EFI的系统结构EFI需要主板和操作系统支持。EFI存放在硬盘独立空间，大约50100MB。,8.4.2 EFI可扩展固件接口,EFI初始化模块和驱动执行环境通常被集成在只读存储器中。EFI采用类似于Windows的图形操作界面，可利用鼠标操作，用户无须正式进入操作系统，就能进行最基本的操作，可以说EFI就是一个小型化的Windows系统。,8.4.2 EFI可扩展固件接口,【补充】微星EFI接口BIOS界面,8.4.2 EFI可扩展固件接口,【补充】微星EFI接口BIOS界面,8.4.2 EFI可扩展固件接口,【补充】华硕EFI接口BIOS界面,8.4.2 EFI可扩展固件接口,【补充】技嘉EFI接口BIOS界面,8.4.2 EFI可扩展固件接口,【补充】华擎EFI接口BIOS界面,8.4.2 EFI可扩展固件接口,5传统BIOS与EFI的区别,8.4.3 BIOS参数设置,1BIOS声音报警 Phoenix公司Award BIOS报警信号,8.4.3 BIOS参数设置,2BIOS设置主界面BIOS设置主界面,8.4.3 BIOS参数设置,【补充】BIOS高级设置界面,8.4.3 BIOS参数设置,【补充】BIOS南桥芯片设置界面,8.4.3 BIOS参数设置,【补充】BIOS中CPU健康状态设置界面,8.4.3 BIOS参数设置,【补充】BIOS中CPU超频设置界面,8.4.3 BIOS参数设置,4BIOS密码清除BIOS密码可以通过工具软件进行清除；也可以在主机断电的情况下，利用主板跳线进行清除。,课程作业与讨论,讨论：（1）讨论台式机与笔记本微机对电源的要求。（2）关机后主机有电，这个电源有什么作用。【本章结束】,
