Методы практической диагностики системных плат ПК

В данной статье рассматриваются реальные случаи диагностирования и ремонта  трех системных плат персонального компьютера. Специалист проводил диагностику сразу трех системных плат одновременно, что значительно ускорило (и в какой-то мере упростило процесс диагностики, анализ  и планирование последующих действий по поиску и локализации неисправностей) и, в конечном счете, привело к обнаружению дефектов. Если внимательно, целенаправленно и методично вести поиск, то можно достичь желаемого результата  -  восстановить работоспособность оборудования, или обоснованно и корректно указать на его компоненты требующие замены, и спланировать действия по их приобретению и замене.

От клиента поступило на диагностику и ремонт три системных  платы: P4BP-MX,  SST-6830ACD, P4VMM2. Так как системные платы были представлены на ремонт не в составе системного блока, то их естественно подвергли внимательному внешнему осмотру. Внешний осмотр оборудования системных плат проводился с оценкой состояния каждого элемента платы по его внешнему виду. Оценили на запыленность, наличие изменений геометрической  формы печатных плат, состояние контактов разъемов, нарушения соединений пайкой. Проверили комплектность, правильность установки элементов, выяснили ремонтировались ли системные платы ранее или нет. Чтобы иметь возможность вернуться к предыдущему исходному состоянию изделия после завершения поиска неисправности (после версий поиска не давших результата), зафиксировали (зарисовали) на бумаге исходное положение перемычек (джамперов), разъемов  и микропереключателей и также постоянно фиксировали всю получаемую новую информацию.

При внешнем осмотре системной платы P4BP-MX фирмы ASUS были замечены следы паек на контактах электролитических конденсаторов. Внешний вид и состав устройств системной платы показан на рис. 1 (на плате установлен процессор Celeron 2 ГГерц).

Рис. 1. Общий вид системной платы P4BP-MX

 При внешнем осмотре системной платы SST – 6830ACD (рис. 2), было замечено небольшое вздутие корпуса транзистора (рядом с разъемом CPU FAN) и следы паяльного флюса.

          Рис. 2. Общий вид системной платы SST – 6830ACD и следы пайки транзистора                                             

При внешнем осмотре системной платы P4VMM2, показанной на рис. 3, были замечены следы паек на контактах электролитических конденсаторов, а один конденсатор у разъема процессора был «вздут». Цвет лака данной платы темно фиолетовый скрывает дорожки печатного монтажа и  вызывает ассоциации «мертвого» устройства.

Рис. 3. Общий вид системной платы P4VMM2

 До включения электропитания, как обычно, произвели измерение сопротивления между контактами выхода каналов вторичного напряжения  и "землей" на разъеме электропитания. Эта процедура позволяет определить ненормальную (повышенную) нагрузку на соответствующий источник электропитания, что может быть вызвано «пробоем» на «землю» или питание одного из выводов микросхемы, запитанной от этого источника (при нормальной работе схем, при прямом и обратном измерении сопротивления между «плюсом» источника вторичного напряжения и землей, должна быть видна разница измеренного сопротивления в соотношении примерно 3:2).

Вначале в качестве первого объекта исследования и диагностики (до включения электропитания) выбрали разъем питания ATX (см. рис. 4). Через контакты данного разъема мы можем получить всю информацию о возможном замыкании цепи питания устройств, размещенных  на данной системной плате. Электрическая цепь это всегда совокупность соединенных друг с другом источников электрической энергии и приемников (нагрузок), которые потребляют электрический ток. Источник электрической энергии характеризуется величиной напряжения и допустимого тока нагрузки, направлением тока и величиной внутреннего сопротивления. Данные замеров этих характеристик по отношению к различным источникам питания ПК могут подсказать нам и определить состояние электрических схем, которые являются нагрузкой для источников питания. Кроме того, дополнительно к этим замерам проведем замер нагрузки по дополнительному разъему АТХ12V (см. рис. 4),  по конденсаторам внутри разъема процессора Socket 478 (см. рис. 5), по 54 контакту разъема DIMM (см. рис.6), по 1 контакту разъема  USB (см. рис.6).

  Рис. 4. Разъем питания АТХ и дополнительный разъем АТХ12V

Рис. 5. Разъем процессора Socket 478 и конденсаторы внутри разъема процессора

 Рис. 6. Фрагмент разъемов DIMM  и разъема USB

 После проведения таких замеров по всем источникам питания компонентов системных плат результаты измерений были сведены в таблицы (см. табл.1, 2, 3) и подвергнуты анализу.

                       Таблица 1

                         Таблица 2

                                 Таблица 3

 Результаты анализа показали, что явных коротких замыканий по контролируемым точкам электрической схемы у первых двух системных плат не наблюдается (см. табл. 1, табл. 2).

У третьей платы P4VMM2 по напряжению 5 вольт замечено слишком малое сопротивление нагрузки 34\32 Ома (см. табл. 3). Это явно говорит о наличии замыканий в логике схем, но определить место замыкания можно только последовательным отключением устройств от линии питания 5 вольт. Эта работа довольно сложная и кропотливая, поскольку контакты очень мелкие, а темно-фиолетовый лак не дает возможность хорошо просмотреть  печатный монтаж. Подключать эту плату к стендовому блоку питания не имело смысла, так как возможно повреждение самого блока питания.  Локализовать неисправное устройство можно, но продолжение диагностики данной схемы требует значительного времени, осторожности и мастерства пайки с использованием соответствующего паяльного оборудования.

Третью плату пока отложили в сторону, а первые две платы решили подключить к стендовому блоку питания и продолжить диагностику уже под напряжением. У данных системных плат под  подозрение попала нагрузка на питании 2.5 В (питание памяти) равная 49\49 Ом и 89\86 Ом соответственно (эти значения  говорят о повышенной нагрузке со стороны питаемых схем). В данную цепь питания подключены и схемы «северного моста», «южный мост», микросхема мониторинга напряжений, и собственно схемы формирования данного напряжения питания. У третьей платы данные замера сопротивления нагрузки по напряжению 2,5 вольт оказалось равно 517\286 Ом.

Для проведения исследования первой платы  (P4BP-MX) к ней подключили «хороший» блок питания (к разъемам ATX и ATX12) и подали на блок питания переменное напряжение 220 вольт. После этого проконтролировали наличие напряжения 5 вольт, и на выводе 14 (ON#) разъема отметили наличие напряжения 2.6 вольт. При нажатии на кнопку включения основного вторичного питания компьютера (кнопка естественно была заранее подключена) на данном выводе появилось напряжение 0 вольт, что привело к включению остальной схемы блока питания и появлению напряжений 3.3 вольта, +\- 5 вольт,

 +\- 12 вольт. На контакте 8 разъема ATX появилось напряжение около 5 вольт, что свидетельствовало о появлении логического сигнала «Хорошее питание» (Power Good). На 54 контакте разъема DIMM было напряжение 2,5 вольт. Измерили напряжения на микросхеме U 17 - 49LF003A (ПЗУ BIOS см. рис. 7).

Рис. 7. Микросхемы с BIOS U 17 (49LF003A) и микросхема U9H1

На контакте 32 присутствует напряжение питания 3,3 вольта, на контактах 13,14,17 и 23 (интерфейс LPC) напряжение равно 0 вольт, на контакте 2 (Reset#) 0 вольт. Данные напряжения показывают нам, что интерфейсные линии не находятся под напряжением, а сигнал Reset# имеет активный уровень, который блокирует работу установленного процессора (напряжение ядра равно 1,53 вольта). Сигнал Reset# и интерфейсные линии LPC формируются микросхемой «южного моста» U 3 - FW82801DB (см. рис. 8).

Рис. 8. Микросхема  U 3 - FW82801DB (в центре) платы P4BP-MX сильно греется

                При касании рукой поверхности, которой, было обнаружено, что температура корпуса микросхемы FW82801DB (южный мост) очень высокая. Был сделан вывод, что данная микросхема неисправна, и на этом диагностика платы была прекращена. Далее для замены этой микросхемы потребуется специальное паяльное оборудование и наличие исправной микросхемы FW82801DB (для многих это создает определенные проблемы, но элементы данной платы могут быть, например, «донорами» для ремонта других плат).

Вторую плату SST – 6830ACD проверили в той же последовательности, что и первую. Напряжение логического сигнала Power Good около 5 вольт. При этом на 54 контакте разъема DIMM было напряжение 1,85 вольта вместо 2,5. Ранее (при внешнем осмотре) было замечено небольшое вздутие корпуса транзистора рядом с разъемом CPU FAN (см. рис. 2) и следы паяльного флюса, принадлежащие пайке транзистора, с которого идет напряжение (от блока питания 3,3 вольт) на линию питания модулей оперативной памяти (очевидно, транзистор придется заменить).

Напряжения на микросхеме содержащей BIOS (U9H1 - см. рис. 8), имели следующие значения: на 32 контакте присутствует напряжение питания 3,3 вольта, на контактах 13,14,17 и 23 (интерфейс LPC) напряжение равно 3,3  вольт, на контакте 2 (Reset#) 0 вольт.  Микросхема «южного моста»  U8G2 - FW82801BA платы SST – 6830ACD при этом оставалась чуть теплой (см. рис. 9).

Рис. 9. Микросхема  U8G2 - FW82801BA платы SST – 6830ACD не греется

Замеренные напряжения на микросхеме U9H1 показывают нам то, что интерфейсные линии находятся под напряжением 3.3 вольта (сравните с первой платой, у которой замыкание в логических схемах явно не было видно в состоянии без напряжения, а проявились лишь после подачи напряжений).  Активный уровень сигнала Reset#, вызван, очевидно, отсутствием напряжения ядра процессора, так как в системных платах с разъемом процессора Socket 478 используются микросхемы, которые при отсутствии процессора не «запускаются».

Продолжим диагностику второй платы при помощи процессора взятого с первой платы. При подаче питания на плату послышались звуковые сигналы со «спикера», который был заранее подключен к системной плате в разъеме «панель». Долгий однократно повторяющийся звуковой сигнал говорил о том, что выполняется программа, в которой предусмотрено обращение к оперативной памяти. При установке диагностической платы PC POST (см. рис. 10) в слот PCI на семисегментных панелях отобразился код  «А7».

Рис. 10. Диагностическая плата PC POST для установки в слот PCI

Добавили модуль оперативной памяти (при выключенном питании) и повторили диагностику по включению питания. Звуковые сигналы продолжались в той же последовательности, код на индикаторах «А7». Очевидно, как и предполагалось, необходимо провести замену еще и забытого нами «вздутого» транзистора. Для этого, выключив питание, осторожно сняли процессор, память и провели ремонтно-восстановительные паяльные работы. В качестве «донора» хозяин плат разрешил использовать первую системную плату. Проверка результата замены транзистора показала наличие нормального напряжения питания на оперативной памяти (2,5 вольт) и наличие кода «Е1» на индикаторах без установленного модуля оперативной памяти. После установки модуля оперативной памяти появился звуковой сигнал другого кода, который был выдан по времени несколько позже, чем мы слышали до замены транзистора. Продолжить диагностику решили с подключения в систему монитора и клавиатуры. После включения питания увидели на экране монитора текстовые сообщения, выдаваемыми процессором при исполнении программ BIOS по включению питания и до момента загрузки программ с внешнего носителя. 

Для более тщательной и удобной проверки, в качестве внешнего носителя программ решили использовать диагностическую плату (см. рис. 11) Professional Hardware Diagnostics (P.H.D. PCI).

Рис. 11. Диагностическая плата Professional Hardware Diagnostics (P.H.D. PCI)

Диагностическая плата позволяет выполнить длительные циклы проверки, что удобно для определения надежности выполненных ремонтных работ.  Результаты выполнения тестовых программ P.H.D. PCI показали полное отсутствие неисправных устройств, размещенных на системной плате SST – 6830ACD. Таким образом, без сложного паяльного оборудования и дорогостоящих микросхем для замены, из трех системных плат с разным техническим состоянием в течение нескольких часов удалось реанимировать только одну плату, т.е. в данном случае 33 % от «заболевших» системных плат.