第08章辅助系统结构与故障维修课件.pptx

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1、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.

2、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

3、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

4、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

5、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L

6、ine 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

7、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

8、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

9、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

10、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）

11、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,

12、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。

13、,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

14、）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）

15、；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

16、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

17、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

18、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

19、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

20、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.

21、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

22、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

23、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Phoeni

24、x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，

25、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】,