拨开云雾——细看电脑硬件维修

ilovedowe

在电脑出现故障时，一般是本着先软后硬的方法。因为很多电脑故障并非是由硬件导致，虽然在表面现象上也会表现出现运行不稳定等，但一般先排除软件问题的方法显得更为稳妥。

软件方面的故障一般的电脑玩家其实大部分都能自己解决，包括杀毒，重新安装应用程序及操作系统等。有时一些莫名其妙的问题也可能是由于驱动程序的原因，我们知道驱动程序是最接近硬件的程序，如果出现驱动文件的损坏或不匹配，必将导致整个系统的不稳定性。这方面的问题您也可以到我们驱动之家论坛提出，在网络上，热心的网友也可以帮您解决大问题。

上面提到的这些，只要读者细心，一般都能解决，并且不具什么风险性，当然要也要注意保证磁盘数据安全的前提下。

但是往往有些问题软件是无法解决的，或者电脑根本无法开机，也就意味这在硬件上产生了严重的故障，爱机可能就要送到电脑医院，进行硬件的维修。

硬件维修相对软件上更为复杂，牵扯的影响因素更多，而本文将主要的为您讲解关于硬件维修的问题，文章中尽量以突出维修的方式方法，结合一定实际事例，感兴趣的读者一定不要错过。

ilovedowe

并不是所有故障，都一定要抱机器到维修点去。比如电脑的电源线或插座坏掉或者同样会造成电脑不开机，这些都需要用户做一些简单的排除；再比如，显示器坏掉会造成无法开机的假象，但是如果仔细听机箱内部运作发出的声音，和正常工作时加以对比，也可以很轻易的发现这个问题。总之，一定要自己先尝试把所有外部因素刨除，确定是电脑内部的原因，才应该考虑送修。那么，在真正需要送修的情况下，你的爱机在维修中心会经历怎样的历险呢？让我们来看一下。

首先在对硬件维修之前要非常注意的是一个字“电”。这个“电”字有两方面含义。首先，连接电脑的强电对人是危险的，其次，人身体上的静电对很多电脑元器件都可能造成损害。虽然危险是存在的，但是只要合理的操作，电其实并没有那么可怕，并且是可以控制的。首先，确定是硬件故障后，要先关闭电源，在最初的一些检测之前也不要接通电源，防止某些故障进一步加剧。

首先被怀疑作案的，就是开关电源（简称电源）。作为电脑的心脏，计算机电源出现问题的几率并不小。其实电源在整个系统中的地位还是非常重要的，但却是人们非常容易忽视的一点。在装配电脑的过程中，如果没有重视对电源的选用，很可能在日后的使用中带来一些问题。常见的有系统不稳定，时常自动重启，有时不能正常开关机等等，严重的可以烧毁主板及硬盘等。由于其负责所有部件的供电工作，因此电源的稳定性甚为重要。



一台计算机如果不能确定供电是否良好，就要检测认电源的好坏。首先令电源供电脱离各种连接部件，就是不加任何负载，然后启动电源，看工作是否正常。



如图中所示，短接绿色（POWER ON）与任意黑色（GROUD）线缆（可使用一根曲别针等导体，两端插进图示所示的两个插孔，通常来讲开关电源的输出对人体是完全安全的，比较安全的做法是可以带上绝缘手套或者用绝缘的钳子夹住铁丝），就可以正常启动电源。

ATX12V电源主要提供+12V、+5V、+3.3V、+5VSB、-12V五组电压。



+12V主要是给CPU供电，通过电压调整模块，调节成1.15-1.75V核心电压，供CPU、VttFSB、CPU-I/O。+12V除了CPU外，还提供给AGP、PCI、CNR（Communication Network Riser）。其中负电压-12V主要为AC’97、串口以及PCI接口提供。

+5V被分成了四路，第一路经过VID（Voltage Identification Definition）调整模块调整成1.2V供CPU，主板会根据Pentium4处理器上5根VID引脚的0/1相位来判别这块处理器所需要的VCC电压（也就是我们常说的CPU核心电压）
第二路经过2.5V电压调整模块调整成2.5V供内存，并经过二次调整，从2.5V调整到1.5V供北桥核心电压、VccAGP、VccHI。第三路直接给USB设备供电。第四路供给AGP、PCI、CNR供电。

+3.3V主要是为AGP、PCI供电，这两个接口占了+3.3V的绝大部分。除此之外，南桥部分的Vcc3_3以及时钟发生器、LPC Super I/O、FWH（即主板BIOS）也是由+3.3V供电。

+5VSB一直被我们忽视，这一路电压与开关机、唤醒等关联紧密；+5VSB在INTEL 845GE/PE芯片组中至少需要1A的电流，目前绝大部分电源的+5VSB都是2A。其中一路调整成2.5V电压供内存；第二路调整成1.5V，在系统挂起时为南桥提供电压；第三路调整成3.3V供南桥（同样也是用于系统挂起）、AGP、PCI、CNR；第四路直接供USB端口。

电源启动后，就要对上诉所有电压进行测量，使用普通的电压表及万用表即可完成。我们可以根据一些实际情况分析，看故障可能与哪几种电压供给有关，再进行有针对性的测试。



需要注意的是，一款质量合格的电源应该具有短路保护和过载保护功能，如果这两点达不到标准，在使用中容易产生危险，甚至引发火灾。

ilovedowe

正常状况下，人体内可蓄积超过20，000V的静电电压。当用户给电子流动提供一条导电路径时，蓄积在体内的电荷就会冲出体内，向离用户最近的金属物体流去，结果发生短促而刺痛的放电，这一般对人体没有危害。然而对于从事PC维修的专业技术人员来说，问题可就不一般了。维护人员在处理或替换电路板、集成电路块，需频繁地接触各种元器件，而半导体设备对于来自静电的刺激极其敏感，一般元件的耐压值只有几百伏。因此静电足可造成芯片被击穿甚至主板被烧坏等等。

所以在维修过程中要非常注意，应该防静电手环，把腕带一端带在手腕上，另一端牢牢地与地面连接，以使静电从人体内流走。或者在接触硬件之前，把手放在金属机箱上或接地设施上触摸一下，释放体内静电。



防静电手环、腕带、脚腕带

ilovedowe

我们知道，计算机中的绝大部分配件都要与主板相接。因此主板就是电脑机箱内最为复杂的部分之一，同时也是最为重要的配件之一。由于其功能繁多，产生故障的几率也大。如果一块主板出了问题，其他配件就很难正常工作了，这也说明了主板在整个系统中的地位。

这里我们就先谈谈计算机主板的维修，其中有很多内容在板卡上都有共性，可以举一反三，同样的维修方法很可能在显卡，声卡上也可以应用。

首先对于一块有故障的主板要进行清洁。因为主板上有很多连接是采用插脚的形式，这就可能令引脚氧化而接触不良，而灰尘的堆积也可能令一些元器件短路。经过这个步骤，有时问题可能就解决了，就算没有效果清理干净后的主板也会方便后面步骤的检测。

ilovedowe

在维修过程中，其实有一些故障是直接可以用肉眼直接观察出来的。仔细的观察完全可以发现很多的问题所在，这也是DIY们可以很快掌握的查找故障的方法。便于观察的故障如下所示：

1、硬伤


这种明显的刮痕一般是由安装Socket370/462接口散热器引起的，安装时可能需要改锥的辅助，如果不小新很容易刮伤主板，造成线路的损坏。



这种是CPU周围的排组，虽然比较细小，但也可以观察出来，这种损坏足以令主板无法工作。

2、电容爆浆


这类故障是老生常谈了，很多用户都可以判别出来，比较轻的状况就是电容上截面有凸起，严重的就是完全爆开，这种问题比较容易解决，只需要换上规格相同的新电容就可以了。电容的寿命与温度密切相关，高温会大大降低电容寿命，并且爆浆一般由电压或电流过高引起。

3、烧伤
烧伤是主板损坏最为普遍的现象，一般都是由于短路或电流过大引起，有些可能还不能直接体现在外观上。下面就是能够观察出来的几种 ：

A：插槽


这种烧伤一般由于显卡连接不稳，造成金手指错位，插槽供电线路短接，造成烧伤。



这种可能由内存安装反向，金手指不对位，造成插槽烧毁。

B：供电控制芯片


供电部分是非常容易产生烧伤的，包括供电MOS管，或者控制芯片等，上图就是显存供电部分电压控制芯片烧毁。

C：I/O芯片


这是典型的I/O控制芯片烧毁，这颗芯片相对于下面那颗ITE I/O控制芯片相对简单，只是负责串口，一般是由于相关设备热插拔所造成的。

D：表层线路


上图是明显的线路烧毁，除了线路损坏外，一般相关元件肯定也一定还存在故障。如果烧毁的是主板的夹层电路（一般主板有4层），那修复的可能性就比较小了。

E：核心芯片


这种故障相对比较严重，只能进行换芯。不过故障的原因也可能是由于热插拔相关设备引起。后面的芯片级维修部分，我们将详细的讲述这一部分。

ilovedowe

上面我们已经了解，很多故障都是与“电”有关，下面就内存、显卡、PCI等供电原理详细说明。
　　
内存供电：在SDRAM时代内存是由+3.3V供电，从DDR开始，就有了3.3V、2.5V、1.9V等多种模式，而这些电压不再是通过+3.3V，而是通过+5V来调整。具体来说，+5V通过一个2.5V调节器调整成2.5V的电压，同时+5VSB也通过2.5V备用调节器调整成2.5V电压，这两路2.5V电压联合为DDR内存Vdd/Vddq供电，另外，内存模组的Vtt电压也由这个2.5V电压调整而来。

AGP供电： AGP供电主要是+3.3V。不过几乎所有的电压AGP都用到了。其中，+5V/2.0A，+3.3V/6.0A，+12V/1.0A，+3.3Vaux/0.375A，1.5V/2.0A。从这里可以看到，+3.3V还是主要的。我们把这几组功率相加，可以得出结论，AGP最大供电能力是46W，但实际上几路输出不可能同时达到最大，所以一般最大值在25W左右。



PCI-E供电：作为最新的显卡接口，PCI-E在供电电压上面，主要靠+12V供电，去掉了+5V，并保留+3.3V。同时PCIE平台有一项非常重要的改进，那就是电源ATX接口变成了24Pin。



增加的4Pin是单独为PCIE插槽+12V和+3.3V进行供电。PCIE接口所能提供的最大功率为75W，是AGP的3倍。
　　
PCI供电：我们平常很少关注的-12V在PCI上面终于可以看到了，PCI供电包括+5V/5.0A，+3.3V/7.6A，+12V/0.5A，+3.3Vaux/0.375A，-12V/0.1A。当然，这个值是理论最大值，除了PCI显卡、工业用视频卡，很少有PCI设备能达到这么高的功耗，比如，PCI声卡、PCI网卡功耗只有4-5W。



此外PS/2键盘鼠标由+5V供电，所需电流最大1A。AC’97由+5V、+3.3V、+12V，+5VSB、+3.3VSB。其它还有一些USB设备等。

ilovedowe

在维修开始阶段，先不接通电源，因为有故障的主板带电操作后，很容易使问题进一步恶化。所以首先要进行不带电测试。



这里使用万用表的R档，测试电源输入插口对地的阻值。每个必要电压都要测量，看是否有短路或者断路发生。表笔一端连接测试点，一端接地（主板背板接口的金属外壳都为接地）。



然后检测主要供电部分，如测量CPU供电MOS管引脚对地的阻值，一般在300欧姆左右，最低不应低于100欧姆。同样在测量一遍反向电阻值，不应该有很大差异。如果阻值很小或为零，那么就说明有短路发生。



供电部分没有问题后，可以达成最小系统进行加电测试，不过为了安全起见，可以先用一种“假负载”代替CPU启动主板。如上图所示，黄色插座就是一个简单的“假负载”，可以防止出现烧毁测试CPU的问题。



加电后就要使用示波器进行详细的测量。如果发现某项电平偏离太远时，可以采用通过切断相关导线或拔下相关芯片再测，如果过恢复正常，那么割断的线路或者拔掉的芯片很可能就是问题的所在。

由于主板上元件繁多，因此一般采取先判断逻辑关系简单的芯片及元件，后判断关系复杂以及大规模集成电路部分的原则。

系统的来看，主板故障可以归分为下面几类：
1、根据对微机系统的影响可分为非致命性故障和致命性故障。非致命性故障也发生在系统上电自检期间，一般给出错误信息；致命性故障发生在系统上自检期间，一般导致系统死机。

2、根据影响范围不同可分为局部性故障和全局性故障。局部性故障指系统某一个或几个功能运行不正常。如主板上打印控制芯片损坏，仅造成联机打印不正常，并不影响其它功能；全局性故障往往影响整个系统的正常运行，使其丧失全部功能，例如时钟发生器损坏将使整个系统瘫痪。

3、根据故障现象是否固定可分为稳定性故障和不稳定性故障
稳定性故障是由于元器件功能失效、电路断路、短路引起，其故障现象稳定重复出现，而不稳定性故障往往是由于接触不良、元器件性能变差，使芯片逻辑功能处于时而正常、时而不正常的临界状态而引起。如由于I/O插槽变形，造成显卡与该插槽接触不良，使显示呈变化不定的错误状态。

4、根据影响程度不同可分为独立性故障和相关性故障
独立性故障指完成单一功能的芯片损坏；相关性故障指一个故障与另外一些故障相关联，其故障现象为多方面功能不正常，而其故障实质为控制诸多功能的共同部分出现故障引起

5、根据故障产生源可分为电源故障、总线故障、元件故障等
电源故障包括主板上+12V、+5V及+3.3V电源和Power Good信号故障；总线故障包括总线本身故障和总线控制权产生的故障；元件故障则包括电阻、电容、集成电路芯片及其它元件部件的故障。

这样通过简单的划分，相信维修起来思路就会十分清晰了。发现故障后，普通读者也可以根据一些可见现象，进行分析，找出问题的所在。

ilovedowe

维修中，DEBUG卡的使用频率是比较高的。DEBUG设备细分可以包括 DEBUG卡、D-LED侦错灯以及语音提示三种。

DEBUG卡，又称诊断卡、POST卡，它可以在计算机系统启动时自动检测主板上各种部件的状态，若有发生故障的部件，则DEBUG卡上的数码管会给出相关提示信息。



Debug 卡的原理就是读取80H地址内的POST CODE，并经译码器译码，最后由数码管显示出来。当我们按下POWER键启动电脑时，系统就交由BIOS来控制，由于此时电压还不稳定（时间极短），主板控制芯片组向CPU发出并保持一个RESET（重置）信号，让CPU初始化，同时等待电源发出PG信号（POWER GOOD信号，即电源准备好信号）。当电源开始稳定供电后，芯片组即撤去RESET信号，CPU马上就从FFFF0H地址处开始执行跳转指令，跳到BIOS中真正的启动代码处。

系统BIOS根据启动代码首先要做的事情就是POST（Power On Self Test）加电自检，其大致过程为：加电→CPU→BIOS→System Clock→DMA→64KB RAM→IRQ→显卡等。检测完显卡以前的过程称为关键性测试，若关键部件（包括CPU、主板、内存、显卡和电源等）有问题，计算机会处于挂起状态，习惯上称为核心故障。另一类故障称为非关键性故障，检测完显卡后，计算机将对64KB以上内存、I／O接口、软硬盘驱动器、键盘、即插即用设备、BIOS设置等进行检测，并在屏幕上显示各种信息和出错报告。



笔记本也可以使用DEBUG卡，可以在不打开外壳的情况下，显示故障的大概原因。



基于mini PCI的DEBUG卡，同样适用于笔记本的维修。


数码指示灯型DEBUG灯，磐正主板大多在使用这个技术。

Debug卡的种类比较多，比较专业的Debug卡，也具备比较复杂的功能，如Dual port（双面接口，即上下两面接口分别为ISA和PCI）、自动重启、外接显示LED、Step by Step trace（步步跟踪），显示开机电源、+3V待机、+3.3V、+5V、+12V、-12V6组电源的供电情况。

DEBUG卡是一个相当有用的故障诊断工具，当然DEBUG卡也不是万能的，它只是一个诊断硬件的工具而已，由于整体电路的复杂性，其最终结果并非完全可靠。硬件故障诊断更多的还需要靠经验，并且与其他检测设备配合使用，往往会达到事半功倍的效果。

DEBUG卡使用中要注意的一些问题：
对于不同BIOS（常用的AMI、Award、Phoenix）用同一代码代表的意义有所不同，因此应弄清您所检测的电脑是属于哪一种类型的BIOS，这一般可以查阅主板使用手册，或者从主板上的BIOS芯片或启动界面上直接查看。

PCI接口的DEBUG卡需要初始化，无法得到主板启动后至初始化之前的系统信息。有少数主板PCI槽只能显示部分代码，但ISA槽则有完整自检代码输出。但目前已经发现有极个别原装机主板的ISA槽无代码输出，而PCI槽正常。所以上述情况下，可以换槽试试看。另外，同一块主板的不同PCI槽可能有不同的显示状况，这都是在维修中要注意的。此外，PCI的地址线和数据线是共用的，可能会产生错误的报警甚至乱码，这也是有时PCI接口的DEBUG卡侦测出的错误信息不太准确的原因。

BIOS编程器
主板BIOS的作用相当重要，BIOS损坏或者支持不好的话，也会产生严重的问题，此时就要进行修复和更新。在硬件维修领域，一般使用BIOS编程器。



这种可编成设备通过与计算机相连，可以非常方便直观的修改、修复BIOS文件。相对于普通用户在DOS下刷新BIOS，这种方法更加安全快捷。

ilovedowe

在主板维修中也经常会遇到南北桥等核心部件损坏，这一般就需要芯片级维修。



半自动BGA维修机。首先固定主板，使芯片位于出风口正下方，令风口贴近芯片大约几毫米距离，设定程序后上下出风口开始吹风加热，一般芯片加热到230度左右。吹风大约3分钟左右，芯片就可以松动，这时按下吸管按钮，芯片就被吹风口中央的一个吸气装置吸起，芯片就可以拿下来了。


芯片吹下来后，首先待维修主板的表面还要进行残锡的清理，这一般用电烙铁与吸焊条就可以完成。

安装BGA芯片则要比拆卸复杂，首先要将清洗干净芯片用专门的工具把锡球置到芯片上。然后放到机器上找准位置进行安装，安装BGA的时间也要长一些，不过都是设定好的程序，这个过程需要不同的温度和不同的加热时间，经过这些过程，BGA芯片就被打到主板上了。


笔记本主板的BGA维修设备。


温控锡炉：锡炉通过炉子里的高温锡水，用来安装或拆卸主板上的一些插件、像是PS/2端口、串口、插件式电容等元件。


包括这种CPU插座同样可以通过锡炉拿下来。



这种热风返修台属于手持设备，通过转换插头，可以吹下主板上BGA芯片外的不同大小焊接元件。


温控电烙铁,维修中最常用的工具之一。


放大台灯，可以在一定距离内清晰观察维修部件并进行操作。

其他还包超声波清洗机、干燥箱等都是芯片级维修的一些辅助工具。


下面是一些测量工具：
[示波器]




[万用表]

ilovedowe

这里我们关于主板的维修就进行一个小结，我们也只能是做一个浅显的展示，其实在实际操作中还是有不小的技术含量。并且很多工具只有专业人士才能操作。不过作为一个DIY在维修中的很多方法还是可以借鉴的，对于一些简单的测量焊接等，相信动手能力强的读者还是可以独立完成的。

感兴趣的读者还可以通过购买一些书籍系统的学习这方面的知识。在硬件维修领域也有一些专门的认证。



随着电脑保有量的不断上升，维修问题将成为广大用户普遍面对的问题。因此我们驱动之家也将给予电脑硬件维修行业更多的关注，如果读者感兴趣我们将与业内人士合作，推出更加全面具体的维修文章，相信无论对于一般用户还是DIY玩家都能受益非浅。

（以上信息获得了北京讯恒维修中心http://www.9-9-9.cn工程师的大力协助，在此表示感谢）

[电脑硬件维修业]
当前电脑硬件维修领域比较混乱，政府方面也一直没有严格的规范。由于硬件维修的复杂性，维修的质量和价格也都没有一个统一的标准，一般由当事人双方协商制定，市场无序。此外，在监管方面也缺乏力度，乱收费现象比较普遍。

这种环境就令消费者在遇到硬件损坏后非常苦恼，除了这篇以技术介绍为主的文章外，我们还有一篇关于揭露维修黑幕的文章，相信可以令你对维修行业的“暗处”有更深刻的认识，感兴趣的读者请继续关注我们的评测频道。