主板故障的分析和診斷
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隨著主板電路集成度的不斷提高及主板價格的降低，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。下文向大家講解主板故障的分類、起因和維修。
一、主板故障的分類
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，一般給出錯誤信息；致命性故障發生在系統上電自檢期間，一般導致系統死機。
2．根據影響范圍不同可分為局部性故障和全局性故障局部性故障指系統某一個或幾個功能運行不正常，如主板上打印控制芯片損壞，僅造成聯機打印不正常，并不影響其它功能；全局性故障往往影響整個系統的正常運行，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。穩定性故障是由于元器件功能失效、電路斷路、短路引起，其故障現象穩定重復出現，而不穩定性故障往往是由于接觸不良、元器件性能變差，使芯片邏輯功能處于時而正常、時而不正常的臨界狀態而引起。如由于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。
4．根據影響程度不同可分為獨立性故障和相關性故障。獨立性故障指完成單一功能的芯片損壞；相關性故障指一個故障與另外一些故障相關聯，其故障現象為多方面功能不正常，而其故障實質為控制諸功能的共同部分出現故障引起（例如軟、硬盤子系統工作均不正常，而軟、硬盤控制卡上其功能控制較為分離，故障往往在主板上的外設數據傳輸控制即DMA控制電路）。
5．根據故障產生源可分為電源故障、總線故障、元件故障等。
電源故障包括主板上＋12V、＋5V及＋3.3V電源和Power Good信號故障；總線故障包括總線本身故障和總線控制權產生的故障；元件故障則包括電阻、電容、集成電路芯片及其它元部件的故障。
二、引起主板故障的主要原因
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接口、芯片等的損害
2．環境不良：靜電常造成主板上芯片（特別是CMOS芯片）被擊穿。另外，主板遇到電源損壞或電網電壓瞬間產生的尖峰脈沖時，往往會損壞系統板供電插頭附近的芯片。如果主板上布滿了灰塵，也會造成信號短路等。
3．器件質量問題：由于芯片和其它器件質量不良導致的損壞。
三、主板故障檢查維修的常用方法
主板故障往往表現為系統啟動失敗、屏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局限性，往往結合使用。
1．清潔法
可用毛刷輕輕刷去主板上的灰塵，另外，主板上一些插卡、芯片采用插腳形式，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
反復查看待修的板子，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，芯片表面是否開裂，主板上的銅箔是否燒斷。還要查看是否有異物掉進主板的元器件之間。遇到有疑問的地方，可以借助萬用表量一下。觸摸一些芯片的表面，如果異常發燙，可換一塊芯片試試。
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板上電源＋5V與地（GND）之間的電阻值。最簡捷的方法是測芯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，最低也不應低于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芯片。一般說此類故障較難排除。例如TTL芯片（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。如果采用割線的方法，勢必會影響主板的壽命。
（2）板子上有損壞的電阻電容。
（3）板子上存有導電雜物。
當排除短路故障后，插上所有的I/O卡，測量＋5V，＋12V與地是否短路。特別是＋12V與周圍信號是否相碰。當手頭上有一塊好的同樣型號的主板時，也可以用測量電阻值的方法測板上的疑點，通過對比，可以較快地發現芯片故障所在。
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芯片再測電壓。當割斷某條引線或拔下某塊芯片時，若電壓變為正常，則這條引線引出的元器件或拔下來的芯片就是故障所在。
4．拔插交換法
主機系統產生故障的原因很多，例如主板自身故障或I/O總線上的各種插卡故障均 可導致系統運行不正常。采用拔插維修法是確定故障在主板或I/O設備的簡捷方法。該方法就是關機將插件板逐塊拔出，每拔出一塊板就開機觀察機器運行狀態，一旦拔出某塊后主板運行正常，那么故障原因就是該插件板故障或相應I/O總線插槽及負載電路故障。若拔出所有插件板后系統啟動仍不正常，則故障很可能就在主板上。采用交換法實質上就是將同型號插件板，總線方式一致、功能相同的插件板或同型號芯片相互芯片相互交換，根據故障現象的變化情況判斷故障所在。此法多用于易拔插的維修環境，例如內存自檢出錯，可交換相同的內存芯片或內存條來確定故障原因。
5．靜態、動態測量分析法
（1）靜態測量法：讓主板暫停在某一特寫狀態下，由電路邏輯原理或芯片輸出與輸入之間的邏輯關系，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：編制專用論斷程序或人為設置正常條件，在機器運行過程中用示波器測量觀察有關組件的波形，并與正常的波形進行比較，判斷故障部位。
6．先簡單后復雜并結合組成原理的判斷法
隨著大規模集成電路的廣泛應用，主板上的控制邏輯集成度越來越高，其邏輯正確性越來越難以通過測量來判斷。可采用先判斷邏輯關系簡單的芯片及阻容元件，后將故障集中在邏輯關系難以判斷的大規模集成電路芯片。
7．軟件診斷法
通過隨機診斷程序、專用維修診斷卡及根據各種技術參數（如接口地址），自編專用診斷程序來輔助硬件維修可達到事半功倍之效。程序測試法的原理就是用軟件發送數據、命令，通過讀線路狀態及某個芯片（如寄存器）狀態來識別故障部位。此法往往用于檢查各種接口電路故障及具有地址參數的各種電路。但此法應用的前提是CPU及基總線運行正常，能夠運行有關診斷軟件，能夠運行安裝于I/O總線插槽上的診斷卡等。編寫的診斷程序要嚴格、全面有針對性，能夠讓某些關鍵部位出現有規律的信號，能夠對偶發故障進行反復測試及能顯示記錄出錯情況。
一、主板故障的分類
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，一般給出錯誤信息；致命性故障發生在系統上電自檢期間，一般導致系統死機。
2．根據影響范圍不同可分為局部性故障和全局性故障局部性故障指系統某一個或幾個功能運行不正常，如主板上打印控制芯片損壞，僅造成聯機打印不正常，并不影響其它功能；全局性故障往往影響整個系統的正常運行，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。穩定性故障是由于元器件功能失效、電路斷路、短路引起，其故障現象穩定重復出現，而不穩定性故障往往是由于接觸不良、元器件性能變差，使芯片邏輯功能處于時而正常、時而不正常的臨界狀態而引起。如由于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。
4．根據影響程度不同可分為獨立性故障和相關性故障。獨立性故障指完成單一功能的芯片損壞；相關性故障指一個故障與另外一些故障相關聯，其故障現象為多方面功能不正常，而其故障實質為控制諸功能的共同部分出現故障引起（例如軟、硬盤子系統工作均不正常，而軟、硬盤控制卡上其功能控制較為分離，故障往往在主板上的外設數據傳輸控制即DMA控制電路）。
5．根據故障產生源可分為電源故障、總線故障、元件故障等。
電源故障包括主板上＋12V、＋5V及＋3.3V電源和Power Good信號故障；總線故障包括總線本身故障和總線控制權產生的故障；元件故障則包括電阻、電容、集成電路芯片及其它元部件的故障。
二、引起主板故障的主要原因
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接口、芯片等的損害
2．環境不良：靜電常造成主板上芯片（特別是CMOS芯片）被擊穿。另外，主板遇到電源損壞或電網電壓瞬間產生的尖峰脈沖時，往往會損壞系統板供電插頭附近的芯片。如果主板上布滿了灰塵，也會造成信號短路等。
3．器件質量問題：由于芯片和其它器件質量不良導致的損壞。
三、主板故障檢查維修的常用方法
主板故障往往表現為系統啟動失敗、屏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局限性，往往結合使用。
1．清潔法
可用毛刷輕輕刷去主板上的灰塵，另外，主板上一些插卡、芯片采用插腳形式，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
反復查看待修的板子，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，芯片表面是否開裂，主板上的銅箔是否燒斷。還要查看是否有異物掉進主板的元器件之間。遇到有疑問的地方，可以借助萬用表量一下。觸摸一些芯片的表面，如果異常發燙，可換一塊芯片試試。
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板上電源＋5V與地（GND）之間的電阻值。最簡捷的方法是測芯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，最低也不應低于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芯片。一般說此類故障較難排除。例如TTL芯片（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。如果采用割線的方法，勢必會影響主板的壽命。
（2）板子上有損壞的電阻電容。
（3）板子上存有導電雜物。
當排除短路故障后，插上所有的I/O卡，測量＋5V，＋12V與地是否短路。特別是＋12V與周圍信號是否相碰。當手頭上有一塊好的同樣型號的主板時，也可以用測量電阻值的方法測板上的疑點，通過對比，可以較快地發現芯片故障所在。
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芯片再測電壓。當割斷某條引線或拔下某塊芯片時，若電壓變為正常，則這條引線引出的元器件或拔下來的芯片就是故障所在。
4．拔插交換法
主機系統產生故障的原因很多，例如主板自身故障或I/O總線上的各種插卡故障均 可導致系統運行不正常。采用拔插維修法是確定故障在主板或I/O設備的簡捷方法。該方法就是關機將插件板逐塊拔出，每拔出一塊板就開機觀察機器運行狀態，一旦拔出某塊后主板運行正常，那么故障原因就是該插件板故障或相應I/O總線插槽及負載電路故障。若拔出所有插件板后系統啟動仍不正常，則故障很可能就在主板上。采用交換法實質上就是將同型號插件板，總線方式一致、功能相同的插件板或同型號芯片相互芯片相互交換，根據故障現象的變化情況判斷故障所在。此法多用于易拔插的維修環境，例如內存自檢出錯，可交換相同的內存芯片或內存條來確定故障原因。
5．靜態、動態測量分析法
（1）靜態測量法：讓主板暫停在某一特寫狀態下，由電路邏輯原理或芯片輸出與輸入之間的邏輯關系，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：編制專用論斷程序或人為設置正常條件，在機器運行過程中用示波器測量觀察有關組件的波形，并與正常的波形進行比較，判斷故障部位。
6．先簡單后復雜并結合組成原理的判斷法
隨著大規模集成電路的廣泛應用，主板上的控制邏輯集成度越來越高，其邏輯正確性越來越難以通過測量來判斷。可采用先判斷邏輯關系簡單的芯片及阻容元件，后將故障集中在邏輯關系難以判斷的大規模集成電路芯片。
7．軟件診斷法
通過隨機診斷程序、專用維修診斷卡及根據各種技術參數（如接口地址），自編專用診斷程序來輔助硬件維修可達到事半功倍之效。程序測試法的原理就是用軟件發送數據、命令，通過讀線路狀態及某個芯片（如寄存器）狀態來識別故障部位。此法往往用于檢查各種接口電路故障及具有地址參數的各種電路。但此法應用的前提是CPU及基總線運行正常，能夠運行有關診斷軟件，能夠運行安裝于I/O總線插槽上的診斷卡等。編寫的診斷程序要嚴格、全面有針對性，能夠讓某些關鍵部位出現有規律的信號，能夠對偶發故障進行反復測試及能顯示記錄出錯情況。