示波器在主板维修中的应用
示波器在主板维修中主要用于交流信号和直流的测量。在计算机主板上时钟系统的各路不同的时钟信号、CPU管理控制中的振荡电路脉冲信号以及AGP、扩展插槽上的“地址/数据复合信号”……,都属于交流信号(脉冲)的范畴;而CPU的工作电压、南北桥芯片的供电,以及内存供电等又都属于直流电的范围。它们都是以所属系统及流程的方式分布在主板上,组成若干个关键的测试点。所以,用示波器对这些信号或电压“按电路系统、循信号流程”以“追踪”的方式进行检测,就可以很快追查到信号或电压丢失的部位,迅速判断出发生故障的电路,使看起来似乎很复杂又烦琐的故障判断过程变得简易而快捷,并且有固定的规律可循。
(1)交流信号的测试
1)测试方法
把“探头校正”中的校正信号视为主板上的被测信号(实际上二者的性质是一样的,仅仅是幅度和频率各不相同而已)即可知在对主板上的交流信号的测试过程中,示波器各控制件的设置与探头校正时的设置相同,只是由于信号幅度和频率上的差异,要对相应的控制件作如下调整:
将垂直衰减开关选择到合适的挡位,使被测信号在屏幕上的幅度合适。再将其上部的衰减微调向右旋至CAL校正位置,以便下一步的幅度值计算。
扫描速度开关选择到恰当的时间挡,以使触发信号的与被测信号的周期相同而达到“同步”,再将水平微调向右旋至CAL校正位置,以便计算信号频率。
旋转调节旋钮使波形稳定。
2)交流信号波形峰一峰值的计算
在上述被测信号波形调整到稳定的基础上,作如下处理:
旋转光迹垂直位置调节旋钮,上下移动被测信号波形,使波形最低点与刻度尺上某一水平线对齐。然后以该水平线为起点,向上计算该起点与波形最高点之间所占的垂直方向格数。
观察垂直衰减开关的挡位停留在每格多少伏(即V/div)的刻度位置。
观察探头衰减开关所设置的挡位(测交流信号一般用10:1挡,只有对微弱信号才用1:1挡)。
按下述公式计算该信号的峰一峰值:
信号峰一峰值=垂直方向所占格数×伏/格×探头衰减倍数。
计算实例:以“探头校正”中的校正信号测试波形为例,,该信号在垂直方向上占有四格;垂直衰减开关的挡位在50mV/div挡;探头衰减开关置于10:1衰减挡。于是,校正信号的峰一峰值就是:
4格x50mV/格x10=2Vp-p3)交流信号频率的计算调整光迹水平位置调节旋钮,使被测信号一个波形的开始点与刻度尺上某一垂直线对齐,并以此为基准算出这一个完整波形在水平方向上所占的格数。以主板上常见的脉冲信号为例,一个完整的脉冲波形包括前沿、脉宽、后沿和间歇阶段,也就是两个连续的脉冲波形中,第一个脉冲的前沿到第二个脉冲前沿之间所包含的部分。
观察扫描速度调节开关(22)所处的时间刻度位置,即每格时间s/div。
按下述公式计算该信号的周期:
周期=水平方向格数×时间/格按频率与周期互为倒数的关系( f=1/T、T=1/f)即可算出该信号的频率。
计算实例:仍以上述“探头校正”中的校正信号波形为例,。
校正信号的一个完整波形在屏幕上占有的水平方向格数是5格;扫描速度调节开关(22)置于0.2ms/格的刻度上。根据以上公式,校正信号的周期是:
5格×0.2ms/格=1ms校正信号的频率就是:
1/1ms x10-3=1/0.001s =1000,即1kHz。
(2)直流电压的测量
1)测量方法
先将检测信号耦合方式选择开关置于“GND”挡,调光迹垂直位置调节旋钮使光迹与刻度尺的水平基线重合,以光迹的该位置作为基准0电平参考位置,以便确定直流电压的正、负极性。
再将被测信号耦合方式选择开关拨在“DC”挡,设置在赢流测试模式。
根据所测直流电压的幅值范围,适当选择垂直衰减开关和探头衰减开关的挡位。由于主板上直流电压的最高幅值为+12V或一12V,而更多的测量是5v、3.3V、2.5V、1.25V等。所以,垂直衰减开关-般都选择在lV/div、2V/div和5V/div的挡位上;探头衰减通常置×1挡(在直流的测试条件下,该挡1 MΩ的对被测电路的影响完全可以忽略)。这样也使测量中的幅值计算简单化。
2)直流电压幅值的计算
当上述的控制件设置过程完毕之后,探头的探针一接触到被测点,屏幕上的光迹立即离开刻度尺的水平基线沿垂直方向上或下跳至某一位置。上跳时所测为直流正电压;下跳时所测为直流负电压。幅值的计算按下述进行:
以刻度尺水平基线位置为O电位基准参考线,计算光迹扫描线向上或向下移动的垂直格数。
核实垂直衰减开关所在的刻度位置是每格多少伏( V/div)。
记下探头衰减开关所设置的衰减倍数。
直流电幅值按下述公式计算:
直流电压幅值=光迹移动的垂直格数×伏/格×探头衰减倍数
计算实例:对DDR内存供电的检测,探针插入内存插槽左下第2孔内;探头衰减置x1挡;垂直衰减开关在1V/格的刻度上,光迹离开刻度尺水平基线上移2.5格。该电压应为:2.5格x1V/格x1=2.5v。
判断为该主板的DDR内存供电正常。
以上所述的信号检测方法及幅值、频率的计算看起较为烦琐,实际上初学者操作起来也比较容易,通过短时期的实践即可熟练掌握。只要平时对几个主要关键测试点的波形、幅度多记忆,一段时间后就可以做到心中有数,一看就知道被测信号的波形或幅值是否正确,而不必详细计算。尤其对于交流信号的频率计算而言,目前有很多新型的示波器附带有频率计,通过操作面上的直接显示出被测交流信号的频率,简便而且直观。
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