主機板故障的分析和診斷
General 更新 2024年11月22日
隨著主機板電路整合度的不斷提高及主機板價格的降低，其可維修性越來越低。但掌握全面的維修技術對迅速判斷主機板故障及維修其他電路板仍是十分必要的。下文向大家講解主機板故障的分類、起因和維修。
一、主機板故障的分類
1．根據對微機系統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生在系統上電自檢期間，一般給出錯誤資訊；致命性故障發生在系統上電自檢期間，一般導致系統宕機。
2．根據影響範圍不同可分為區域性性故障和全域性性故障區域性性故障指系統某一個或幾個功能執行不正常，如主機板上列印控制晶片損壞，僅造成聯機列印不正常，並不影響其它功能；全域性性故障往往影響整個系統的正常執行，使其喪失全部功能，例如時鐘發生器損壞將使整個系統癱瘓。
3．根據故障現象是否固定可分為穩定性故障和不穩定性故障。穩定性故障是由於元器件功能失效、電路斷路、短路引起，其故障現象穩定重複出現，而不穩定性故障往往是由於接觸不良、元器件效能變差，使晶片邏輯功能處於時而正常、時而不正常的臨界狀態而引起。如由於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誤狀態。
5．根據故障產生源可分為電源故障、匯流排故障、元件故障等。
電源故障包括主機板上＋12V、＋5V及＋3.3V電源和Power Good訊號故障；匯流排故障包括匯流排本身故障和匯流排控制權產生的故障；元件故障則包括電阻、電容、積體電路晶片及其它元部件的故障。
二、引起主機板故障的主要原因
1．人為故障：帶電插撥I/O卡，以及在裝板卡及插頭時用力不當造成對介面、晶片等的損害
2．環境不良：靜電常造成主機板上晶片（特別是CMOS晶片）被擊穿。另外，主機板遇到電源損壞或電網電壓瞬間產生的尖峰脈衝時，往往會損壞系統板供電插頭附近的晶片。如果主機板上佈滿了灰塵，也會造成訊號短路等。
3．器件質量問題：由於晶片和其它器件質量不良導致的損壞。
三、主機板故障檢查維修的常用方法
主機板故障往往表現為系統啟動失敗、螢幕無顯示等難以直觀判斷的故障現象。下面列舉的維修方法各有優勢和侷限性，往往結合使用。
1．清潔法
可用毛刷輕輕刷去主機板上的灰塵，另外，主機板上一些插卡、晶片採用插腳形式，常會因為引腳氧化而接觸不良。可用橡皮擦去表面氧化層，重新插接。
2．觀察法
反覆檢視待修的板子，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，晶片表面是否開裂，主機板上的銅箔是否燒斷。還要檢視是否有異物掉進主機板的元器件之間。遇到有疑問的地方，可以藉助萬用表量一下。觸控一些晶片的表面，如果異常發燙，可換一塊晶片試試。
3．電阻、電壓測量法
為防止出現意外，在加電之前應測量一下主機板上電源＋5V與地（GND）之間的電阻值。最簡捷的方法是測晶片的電源引腳與地之間的電阻。未插入電源插頭時，該電阻一般應為300Ω，最低也不應低於100Ω。再測一下反向電阻值，略有差異，但不能相差過大。若正反向阻值很小或接近導通，就說明有短路發生，應檢查短的原因。產生這類現象的原因有以下幾種：
（1）系統板上有被擊穿的晶片。一般說此類故障較難排除。例如TTL晶片（LS系列）的＋5V連在一起，可吸去＋5V引腳上的焊錫，使其懸浮，逐個測量，從而找出故障片子。如果採用割線的方法，勢必會影響主機板的壽命。
（2）板子上有損壞的電阻電容。
（3）板子上存有導電雜物。
當排除短路故障後，插上所有的I/O卡，測量＋5V，＋12V與地是否短路。特別是＋12V與周圍訊號是否相碰。當手頭上有一塊好的同樣型號的主機板時，也可以用測量電阻值的方法測板上的疑點，通過對比，可以較快地發現晶片故障所在。
當上述步驟均未見效時，可以將電源插上加電測量。一般測電源的＋5V和＋12V。當發現某一電壓值偏離標準太遠時，可以通過分隔法或割斷某些引線或拔下某些晶片再測電壓。當割斷某條引線或拔下某塊晶片時，若電壓變為正常，則這條引線引出的元器件或拔下來的晶片就是故障所在。
4．拔插交換法
主機系統產生故障的原因很多，例如主機板自身故障或I/O總線上的各種插卡故障均 可導致系統執行不正常。採用拔插維修法是確定故障在主機板或I/O裝置的簡捷方法。該方法就是關機將外掛板逐塊拔出，每拔出一塊板就開機觀察機器執行狀態，一旦拔出某塊後主板執行正常，那麼故障原因就是該外掛板故障或相應I/O匯流排插槽及負載電路故障。若拔出所有外掛板後系統啟動仍不正常，則故障很可能就在主機板上。採用交換法實質上就是將同型號外掛板，匯流排方式一致、功能相同的外掛板或同型號晶片相互晶片相互交換，根據故障現象的變化情況判斷故障所在。此法多用於易拔插的維修環境，例如記憶體自檢出錯，可交換相同的記憶體晶片或記憶體條來確定故障原因。
5．靜態、動態測量分析法
（1）靜態測量法：讓主機板暫停在某一特寫狀態下，由電路邏輯原理或晶片輸出與輸入之間的邏輯關係，用萬用表或邏輯筆測量相關點電平來分析判斷故障原因。
（2）動態測量分析法：編制專用論斷程式或人為設定正常條件，在機器執行過程中用示波器測量觀察有關元件的波形，並與正常的波形進行比較，判斷故障部位。
6．先簡單後複雜並結合組成原理的判斷法
隨著大規模積體電路的廣泛應用，主機板上的控制邏輯整合度越來越高，其邏輯正確性越來越難以通過測量來判斷。可採用先判斷邏輯關係簡單的晶片及阻容元件，後將故障集中在邏輯關係難以判斷的大規模積體電路晶片。
7．軟體診斷法
通過隨機診斷程式、專用維修診斷卡及根據各種技術引數（如介面地址），自編專用診斷程式來輔助硬體維修可達到事半功倍之效。程式測試法的原理就是用軟體傳送資料、命令，通過讀線路狀態及某個晶片（如暫存器）狀態來識別故障部位。此法往往用於檢查各種介面電路故障及具有地址引數的各種電路。但此法應用的前提是CPU及基匯流排執行正常，能夠執行有關診斷軟體，能夠執行安裝於I/O匯流排插槽上的診斷卡等。編寫的診斷程式要嚴格、全面有針對性，能夠讓某些關鍵部位出現有規律的訊號，能夠對偶發故障進行反覆測試及能顯示記錄出錯情況。
主機板故障的分析及維修
主機板常見三種故障分析與排除
一、主機板故障的分類
1．根據對微機系統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生在系統上電自檢期間，一般給出錯誤資訊；致命性故障發生在系統上電自檢期間，一般導致系統宕機。
2．根據影響範圍不同可分為區域性性故障和全域性性故障區域性性故障指系統某一個或幾個功能執行不正常，如主機板上列印控制晶片損壞，僅造成聯機列印不正常，並不影響其它功能；全域性性故障往往影響整個系統的正常執行，使其喪失全部功能，例如時鐘發生器損壞將使整個系統癱瘓。
3．根據故障現象是否固定可分為穩定性故障和不穩定性故障。穩定性故障是由於元器件功能失效、電路斷路、短路引起，其故障現象穩定重複出現，而不穩定性故障往往是由於接觸不良、元器件效能變差，使晶片邏輯功能處於時而正常、時而不正常的臨界狀態而引起。如由於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誤狀態。
5．根據故障產生源可分為電源故障、匯流排故障、元件故障等。
電源故障包括主機板上＋12V、＋5V及＋3.3V電源和Power Good訊號故障；匯流排故障包括匯流排本身故障和匯流排控制權產生的故障；元件故障則包括電阻、電容、積體電路晶片及其它元部件的故障。
二、引起主機板故障的主要原因
1．人為故障：帶電插撥I/O卡，以及在裝板卡及插頭時用力不當造成對介面、晶片等的損害
2．環境不良：靜電常造成主機板上晶片（特別是CMOS晶片）被擊穿。另外，主機板遇到電源損壞或電網電壓瞬間產生的尖峰脈衝時，往往會損壞系統板供電插頭附近的晶片。如果主機板上佈滿了灰塵，也會造成訊號短路等。
3．器件質量問題：由於晶片和其它器件質量不良導致的損壞。
三、主機板故障檢查維修的常用方法
主機板故障往往表現為系統啟動失敗、螢幕無顯示等難以直觀判斷的故障現象。下面列舉的維修方法各有優勢和侷限性，往往結合使用。
1．清潔法
可用毛刷輕輕刷去主機板上的灰塵，另外，主機板上一些插卡、晶片採用插腳形式，常會因為引腳氧化而接觸不良。可用橡皮擦去表面氧化層，重新插接。
2．觀察法
反覆檢視待修的板子，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，晶片表面是否開裂，主機板上的銅箔是否燒斷。還要檢視是否有異物掉進主機板的元器件之間。遇到有疑問的地方，可以藉助萬用表量一下。觸控一些晶片的表面，如果異常發燙，可換一塊晶片試試。
3．電阻、電壓測量法
為防止出現意外，在加電之前應測量一下主機板上電源＋5V與地（GND）之間的電阻值。最簡捷的方法是測晶片的電源引腳與地之間的電阻。未插入電源插頭時，該電阻一般應為300Ω，最低也不應低於100Ω。再測一下反向電阻值，略有差異，但不能相差過大。若正反向阻值很小或接近導通，就說明有短路發生，應檢查短的原因。產生這類現象的原因有以下幾種：
（1）系統板上有被擊穿的晶片。一般說此類故障較難排除。例如TTL晶片（LS系列）的＋5V連在一起，可吸去＋5V引腳上的焊錫，使其懸浮，逐個測量，從而找出故障片子。如果採用割線的方法，勢必會影響主機板的壽命。
（2）板子上有損壞的電阻電容。
（3）板子上存有導電雜物。
當排除短路故障後，插上所有的I/O卡，測量＋5V，＋12V與地是否短路。特別是＋12V與周圍訊號是否相碰。當手頭上有一塊好的同樣型號的主機板時，也可以用測量電阻值的方法測板上的疑點，通過對比，可以較快地發現晶片故障所在。
當上述步驟均未見效時，可以將電源插上加電測量。一般測電源的＋5V和＋12V。當發現某一電壓值偏離標準太遠時，可以通過分隔法或割斷某些引線或拔下某些晶片再測電壓。當割斷某條引線或拔下某塊晶片時，若電壓變為正常，則這條引線引出的元器件或拔下來的晶片就是故障所在。
4．拔插交換法
主機系統產生故障的原因很多，例如主機板自身故障或I/O總線上的各種插卡故障均 可導致系統執行不正常。採用拔插維修法是確定故障在主機板或I/O裝置的簡捷方法。該方法就是關機將外掛板逐塊拔出，每拔出一塊板就開機觀察機器執行狀態，一旦拔出某塊後主板執行正常，那麼故障原因就是該外掛板故障或相應I/O匯流排插槽及負載電路故障。若拔出所有外掛板後系統啟動仍不正常，則故障很可能就在主機板上。採用交換法實質上就是將同型號外掛板，匯流排方式一致、功能相同的外掛板或同型號晶片相互晶片相互交換，根據故障現象的變化情況判斷故障所在。此法多用於易拔插的維修環境，例如記憶體自檢出錯，可交換相同的記憶體晶片或記憶體條來確定故障原因。
5．靜態、動態測量分析法
（1）靜態測量法：讓主機板暫停在某一特寫狀態下，由電路邏輯原理或晶片輸出與輸入之間的邏輯關係，用萬用表或邏輯筆測量相關點電平來分析判斷故障原因。
（2）動態測量分析法：編制專用論斷程式或人為設定正常條件，在機器執行過程中用示波器測量觀察有關元件的波形，並與正常的波形進行比較，判斷故障部位。
6．先簡單後複雜並結合組成原理的判斷法
隨著大規模積體電路的廣泛應用，主機板上的控制邏輯整合度越來越高，其邏輯正確性越來越難以通過測量來判斷。可採用先判斷邏輯關係簡單的晶片及阻容元件，後將故障集中在邏輯關係難以判斷的大規模積體電路晶片。
7．軟體診斷法
通過隨機診斷程式、專用維修診斷卡及根據各種技術引數（如介面地址），自編專用診斷程式來輔助硬體維修可達到事半功倍之效。程式測試法的原理就是用軟體傳送資料、命令，通過讀線路狀態及某個晶片（如暫存器）狀態來識別故障部位。此法往往用於檢查各種介面電路故障及具有地址引數的各種電路。但此法應用的前提是CPU及基匯流排執行正常，能夠執行有關診斷軟體，能夠執行安裝於I/O匯流排插槽上的診斷卡等。編寫的診斷程式要嚴格、全面有針對性，能夠讓某些關鍵部位出現有規律的訊號，能夠對偶發故障進行反覆測試及能顯示記錄出錯情況。
主機板常見三種故障分析與排除