游戏机原理与维修

2009-12-03 14:16   出处:大型游戏机网   编辑:GJW 我要点评

一、计算机板的组成简介
     游戏计算机板(或称节目板)尽管种类繁多,但其内部都是由中央处理器CPU、图像处理器PPU、声音处理单元、I/O接口电路、程序、资料、内存RAM/ROM等部分组成。计算机板其实就是一种特殊用途的计算机。
  中央处理器CPU在通电后清零复位就开始工作,它首先从只读存储器ROM中读出计算机板的特定程序,并按已固化的程序逐个调出其部分内容。此步在计算机中构成硬盘中内存的菜单显示,供使用者了解内存的资料菜单,还通过总线将资料和地址码送往PPU和声道处理单元,将数据码和地址码变成相关的图像信号和伴音信号。当操纵面板指令输入,通过I/O接口向CPU发出指令,使其按每个指令通过总线支持RAM,PPU等系统,调出相关的图像和声音信息。
   CPU的处理信息能力与计算机板内存贮单元的容量是相等配置的。内存存贮的内容多少与贮单元多少计算的。通常,称一个存贮单元存贮的内容为一个“字”,而一个包涵的二进制的位数称为“字长”。很明显,字长越多,其信息的精度越高,对游戏机来说图像的象素也越多,看起来越清晰。一般机型8位和16位,但光驱的内存已达32位以上。
  一个内存由千万存贮单元组成。存贮单元的多少表示存贮的容量,通常以K单位(1K为210,即1024个存贮单元)。一般内存有128K、256K,但有的为4M以上(1M=1000K)。对1M的内存来说,它具有1000*1024个存贮单元。内存的指挥者中央处理器CPU与内存的配置相适应,有8位和16位之分。 
二、街机常用CPU的简介
为了组成不同的节目板,使用不同容量的内存和中央处理器。随着处理信息量的不同,大型游戏机有的使用一只CPU,有的使用两只CPU。单CPU计算机板,常用Z80A、6502、8080等8位CPU。双CPU计算机板,常用8位的Z80和16位的MC68000组成。
   1.Z80型CPU的各脚功能
   Z80的内部由以下部分组成:
   其1-5脚为A11-A15地址总线,30-40脚为A0-A10地址总线。这16只构成三态输出16位地址总线。
   第14、15、12、8、7、9、10、13依顺序构成D0-D7三态输入/输出数据总线。
   第6时钟脉冲输入端(CLK)。输入周期T为25uS(即频率为4HMz)的时钟脉冲。
   第11脚VCC,要求+5V+-O.25V,负载电流为9O-2OOMA。
   第16脚为“中断”指令输入端(INI)。当由I/O接口电路送入低电平指令时,在现行指令结束时CPU响中断。
   第17脚不受冯前令控制的中断输入控制(NMI)。它与第16脚不同的是,无论内部触发器处理于何种状态,只要输入中断脉冲指令,在脉冲下降沿立即中断。CPU将中断前的内容予以存贮,一旦复位返回原程序。
   第18脚暂控制端(HALT)。由软件发出低电平指令CPU执行空操作指令,以等待再次接受操作指令。
   第19脚三态输出的内存地址线保持端(MREQ)。低电平有效。其输出地址总线上保持一个同或写入的地址码。
   第2O脚三态输出端(IORQ)。当CPU处中断状态时,此脚输出低电平,使地址总线低8位保持有I/O读或写有的效地址码。
   第21脚三态读出设定端(RD),低电平在效。低电平使CPU从内存或I/O接口电路读出资料。此时如果第19脚也低电平,CPU则读出I/O接口资料。
   第22脚写入低电平指令(WR)。该脚低电平,表示CPU数据总线有资料信息写入内存或I/O接口。
   第23脚总线响就状态,低电平输出指令(BUSACK)。此脚低电平,说明CPU地址总线、数据总线和三态控制总线可接受外部控制指令。
   第24脚输入低电平为等待状态(WAIT)。对寻址的I/O或内存暂停资料传送,直到此脚高电平时过进行I/O或内存资料传送。其目的是与内存和I/O动作同步。
   第25脚外部总线申请输入端(BUSREQ),低电平有效。该脚低电平输入时,请求CPU在此指令下,当运行周期一结束立即处于预备总线输入状态。
   第26脚低电平复位端(RES),使CPU清零置初始状态。由外电路提供1OONS的低电平脉冲。
   第27脚操作码周期指示端(MI)。每取一操作码即相应输出一低电平周期指示。当此脚和第2O脚同时为低电平时,为中断响应周期。
   第28脚刷新低电平输出端(RFSH)。当该脚输出低电平时和第19脚电平同时刷新动态内存。
   第29脚接地端。
   2.MC68OOO型CPU的各脚功能
   MC68OOO为莫托洛拉公司生产的16位CPU。其中,第29-48脚眯地址总线A1-A2O三态输出端,第5O-52脚为A21-A23三态地址总线输出端。均为高电平有效,有直接对8M字节寻址。与第7、8脚配合,可对16M字节寻址。第5、4、3、2、1脚为DO-D4三态输入/输出数据总线端,第64、63、62、61、6O、59、58、57、56、55、54脚为D5-D15三态输入/输出数据总线端,可按16位字节或高/低两种8位字节进行资料的双向传输。
   以下按其余各脚顺序说明功能及动态有效电平:
   第6脚三态输出地址总线端(AS),输出低电平有效。
   第7、8脚为高/低字节数选通三态电平输出端(UDSLDS),输出低电平有效。与第9脚配合,表明当前数据总线D0-D15的有效位数。
   第9脚读写三态电平指示输出端(R/W)。其高/低电平表示资料是读还是写。(第7、8、9脚电平与D0-D15的真值表见表1)。
   第10脚资料交互传送回答输入电平端(DTACK),低电平有效。资料读写传送完成时,内存向此脚返送低电平,使CPU结束本次读写周期,CPU以此低电平将资料馈存。
   第11脚总线开放低电平输出端(BG)。当此脚为低电平时,CPU向周边控制设备指示总线开放,可供其它主机使用。
   第12脚低电平输入回答信号端(BGACK)。当此脚为低电平时表示系统中其主控系统已占用控制总线。
   第13脚总线申请低电平输入端(BR)。在多个主控制系统中,各主控制备通过此脚向CPU提出占用总线申请。CPU第11脚输出低电平为回答电平信号。
   第14脚Vcc,+5V
   第15脚时钟信号输入端(CLK)。MC68000后缀型号表示不同的时钟频率,共有MC68000L4/L8/L10/L12四种。其中,MC68000L4的时钟频率为4MHZ,L6为6MHZ依次类推。时钟频率越高,其运算速度越快。例如,第11脚总线开放低电平下降沿到总线开放时间,从L4-L10分别为120ns,100ns,80ns,70ns。
   第16、53脚为接地端。
   第17脚双向控制的中断I/O信号端(HALT),低电平有效。当外部有低电平输入时,CPU在完成当前周期后中断,将所有数据输入端开放。如果CPU运行受阻也会停机,同时该脚输出低电平信号。
   第18脚双向控制的复位脉冲I/O电平(RES),当输入低电平时CPU清零复位,同时CPU对外围系统进行复位,与第17脚配合完成系统清零。
   第19脚三态输出指示有效内存地址(VMA),低电平有效,表示地址总线上信息有效。
   第20脚使能方波输出端(E)。其频率为CPU主频的1/10,用于外围系统芯片使能信号。
   第21脚低电平输入端,指示外设地址码有效(VPA)。如果所涉及位址码属MC68000系列的CPU,则外部将低电平送入该脚。
   第22脚取消当前的总线指令执行过程中受阻,外部系统向该脚发回低电平,引起总线命令受阻的情况有:(1)读写指令未得到外部系统执行。(2)“中断”过程中未读到中断电平。(3)在已设定的存贮系统中,无指令所要求读写内容。(4)操作中有失误。
   第23、24、25脚IPL0、IPL1、IPL2中断请求指令输入端,低电平有效。当外设系统请求中断时,第25脚为最高位,第23脚为最低位,与24脚电平组合成8种状态。三脚都为低电平时为7级中断,都为高电平时为0级中断,当无中断请求时,三脚都为高电平。
   第26、27、28脚(FC1、FC2、FC0)CPU功能指示三态输出电平,其组合电平指示CPU当前工作状态(见表2)。
3、6502型CPU的各脚功能
第1、2脚为VSS-5V。
   第2脚等待低电平输入端(RDY)。为使CPU能支持慢速PROM,在读出时延迟一命令周期。
   第3脚内部时钟振荡脉冲输出1(¢1),频率为1.023MHZ。
   第4脚中断请求低电平输端(IRQ);第5脚空;第6脚不可停止中断低电平输入端(NMI),低电平输入后,CPU执行当前指示后中断。
  第7脚同步信号输出端(SYNC),此脚为高电平时表示操作在进行,同时有同步脉冲输出。
  第8脚Vcc,5V+/-0.25V,功耗0.7W。
  第9-20脚(AB0-AB1)64K字节地址总线输出端;第22-25脚(AB12-AB15)64K字节地址总线输出端;第26-33脚(DB7、DB6、DB5、DB4、DB3、DB2、DB1、DB0)双向三态资料交互总线端;第34脚输入/输出读写电平指令(RW),高电平为读出,低电平为写入。
  第35、36脚空;第37脚时钟脉冲输入端(¢0),由外路时钟脉冲发生器产生1.023MHZ。
  第38脚溢出标志设定输入端(SO),下降沿触发。
  第39脚内部时钟脉冲输出2(¢2),频率为1.023MHZ。
  第40脚复位脉冲输入端(RES),高电平使CPU复位。
   6502时钟脉冲为1MHZ,6502A为2MHZ,因此6502A的运算速度比6502快。
4、8080A型CPU的各脚功能
数据总线和地址总线的相关脚:
   第10、9、8、7脚和3-6脚依为数据输入/输出总线的D0-D3、D4-D7的引出端。第25-27脚,29-35脚、1脚和40、39、38、37、36脚依次为A0-A2、A3-A9、A10、A11-A15地址码输出端,地址总线输出可支持64K字节内存的地址码或256个I/O系统地址。
  第2脚接地端;第11脚VSS-5V 正负0.5V,最大电流1MA。
  第12脚复位端(RES)。低电平有效,复位脉冲清零程序计数。
  第13脚请示输入电平(HOLD)。此电平信号送到该脚后,CPU完成现行运行周期后,外部系统获得总线控制权,使CPU的地址总线和数据总线接受输入信息。
  第14脚中断请示电平输入端(INT)。当输入为高电平时,下一运行周期CPU暂停。如CPU处保持状态时或处于复位状态,将下接收中断请求。
  第15脚时钟信号输入1(?2),其最高频率为2MHZ。
  第16脚中断应答电平输出端(INTE);第17脚数据总线开放指示输出电平(DBIN)。向外设系统指示数据总线处于输入状态。
  第18脚写入状态输出低电平信号(WR)。用来控制内存写入I/O接口电路资料。
  第19脚同步信号输出端()。向外设系统提供每外周期开始的同步脉冲。
  第20脚VCC,+5V,正负0.25V,最大电流80MA。
  第21脚保持状态输出电平(HLDA)。说明CPU已响应第13脚的请求信号,数据总线和地址总线接收输入信号。
  第22脚时钟信号输入1(?1),最高频率为2MHZ。
  第23脚外部系统准备完毕向CPU输入的提示高电平(READY)。当外部系统内存、I/O系统速度较慢时,CPU根据其输入电平选择输入等待或输入运算。
  第24脚等待输出端(WAIT)。当CPU送出一地址码后,第23脚未输入高电平则进入竺状态,以便与外部系统配合。
  第28脚VCC,+12V,正负0.6V,最大电流70MA。 
三、CPU不工作的检修方法
  当街机显示屏为白板,按各种功能键无效,说明CPU不工作,出现死机。发现死机时,应拔去电源插头,稍后再启动。如果仍不能启动,可能CPU及其外围电路进行检查。在检查各挡插件是否接触良好后,可按以下步骤逐一检查。
   1、由电源盒故障引起的死机
  电源盒向计算机板提供稳定的+5V、-5V电压和声音电路需要的12V电压等。其中,5V电压不但要求其准确度应在4.75-5.25V之间,如果电源内阻过高、脉冲纹线干扰过大也会使CPU不动作。因此,遇此情况可先换电源盒再试。
  如确认电源盒故障,应检查电源盒输出的5V电压的准确度,是否在1.85-4.95之间。然后检查其阻是否过高。方法是:首先在5V电压输出接入5欧电阻,使负载有1A的电流,此时用数字表测出准确电压值。然后再并联接入1欧的电阻(可截取1欧左右的电炉丝作为此电阻),再测其电压。两次不同负载下测行电压值,其差值不应大于0.25V否则电源程序内阻过大,应检查电源盒内的滤波电容、开关管是否变值。
   电源输出电压脉冲纹波的检查,其方法是:在接入1欧假负载情况下,用数字有交流1V挡串联0.1uF电容进行测试。如5V输出端脉冲值> 10MV(不准确,作参考比较),说明电源内部滤波电容有问题,更换后再测。
   2、CPU的复位脉冲是否正常
   CPU如果未复位,将不能输入任何指令,因此会出现死机。对低电平复位的CPU,要求复端的+5V电压比供电VCC延迟100MS再加到复位端。
  复位电路的故障检查方法:可在复位脚上焊出一导线,开机前用右手将此导线接地(5V、12V供电的负极端),左手开机后,立即将右手接地导线断开(人工强迫电平复位),如能使机器恢复,确认复位电路出故障。检查两组施密特触发器是否正常。一般计算机板中,利用RC延时电路获得低电平复位脉冲。常见故障是延时电路的充电电容容量减小,使延时量减小所致,可用钽电解电容更换。
   3、时钟脉冲的检查
  时钟脉冲是CPU能否正常工作的必需条件,如果把CPU比作是一个人的大脑,那么时钟脉冲就是一个人的血液。CPU的时钟脉冲频率都在2-20MHZ,一般只要用示波器才能测出。如果无示波器,可用数字表DC电压1V挡,并入680PF电容,再串联接入一只二极管(2AP9)检测,如时钟信号正常,其指示值应在2-3V之间。如无时钟脉冲,可检查外设时钟振荡器。必要时可更换晶振试验,如无效,应检查用于产生振荡的驱动器74LS367或74LS368是否损坏。
   4、数据总线和地址总线的检查
  资料码和地址码均为脉冲信号,是否有传输码流,可用示波器观察。当无数据码流时,可检查CPU相关的A0-A11、D0-D11各脚电阻值是否对称,以便判断是否CPU内部损坏。方法是:关机状态下,用欧姆表置1K挡检测A、D各脚对+5V、地之间阻值应相近,且不允许有一只脚对+5V、地之间正反向阻值为零,否则CPU、或外围电路存在短路故障,使程序中断,。此检测法也适合CPU的其它脚和对ROM、RAM集成电路的检测。
  检测开机瞬间资料码、地址码输入端是否有脉冲指示,也可用上述数字表加二极管的方式。凡属CPU输出脚,均可用此法检查有否脉冲,对CPU输入脚,也可用此法检查外设系统是否发出相关脉冲,如有脉冲输出,但又未送入CPU的输入脚,证明外设元器件有损坏。
   CPU和RAM等器件,一般都采用插座安装,但忌随意更换。若怀疑某器件损坏,应先拔下与新件对照检测各脚阻值,确认已损坏再换入新件。


二、计算机板故障原因类型
1.工艺问题引起的故障
工艺问题引起的故障是常用的现象。一些简单的故障,如一个点的虚焊,有时会使整个系统瘫痪。这类故障常见的有:电源,扫描板的接触不良或碰线、断线、印刷板金属过孔不良,或阻值变大,导线虚焊、假焊、漏焊、短路等。
  2.元器件损坏引起的故障
  这类故障包括:
  (1)元器件本身的引线断裂漏焊、漏装、假焊、虚焊引起电路各种开路故障;
  (2)元器件引线间碰锡,短路,或因金属丝落在二线间,错装组件器件引起的短路故障;
  (3)元器件性能变差,失效或损坏;
  (4)漏电。元器件内部漏电或外部绝缘物有杂质使组件两端发生漏电,从而引起故障。元器件故障大多数出现在初期或后期,如果IC板上所配置的元器件在使用之前没有很好地进行"老化"和筛选,那么失效率就有可能更高,当然故障率也就较高。另外如果IC使用时间很长,故障也会多些。
  3.软件故障
  常见的软件类故障有下列几种:  
  (1)EPROM、EEPROM,PLD的资料变化;
  (2)对于带电池的单元和组件不能随便拆卸,否则会因为资料丢失,将使IC板不能正常工作,造成永久性的损坏。
例如台湾产早期水果(大字机)赌机,出品商为防止复制,在原64脚CPU的位置上加插了一块小小板,有电池、CPU、PLD、6116等,检修过程没注意,拆了6116,再开机运行时,告知提示代码错误,这类做法目的是防别人复制,产品出售时一般不告知用户运行代码,无法恢复。
  (3)不甚合理的软件设计。市场上所见到的成品板,尤其是早期的原装板,许多是上电后自动进入测试(测试),若有一小问题不妥,就不继续运行(这小问题有时是I/O或是彩色等),仅提示错误代码。对于板不熟悉或是复制的翻板没有标IC位号,检修起来就很辛苦。
  (4)软件缺陷。一些计算机板经常发生烧坏IC等问题,是软件的时间参数没有设定好,类似问题还仅存在于其它IC的开关,使用等问题上。
  4.干扰和噪声引起故障
  处处都会产生噪声干扰,导线太长如同一根天线,容性感性组件的干扰也常会出现。导线上传送的脉冲,可以在与之靠近的另一条线上产生干扰,导致错误触发,使资料出错。如果电源质量不好,会产生较大波纹,动态内阻较大会影响内存内容,基准电压不准确造成转换不可靠,其它外部设备转动部分的噪声会使资料丢失。
  5.人为故障
  由于操作、使用、维修人员粗心大意或操作失误引起的故障。这类故障在整个故障现象中占很大比例。例如,取件没有恢复好。PLD  B侧的浪涌型短路引起的大面积组件烧毁,甚至有的部件电源不符合要求,就通电使用或检查,往往造成损失。

 

三、维修计算机板必备的仪器设备
维修计算机板要有一个较好的工作环境,为了更好地集中精力,工作室最好安静、宽敞、无外界干扰,这将使修板事半功倍。
    为了检测整个计算机板系统的好坏,就必须借助一些仪器、设备进行测试、观察,以便进行故障的分析。常用的仪器设备有:
  1.逻辑测试笔
  计算机板大量使用了数字电路,在维修工作中采用价廉,易操作的逻辑笔。专门用于测试数字电路的逻辑状态和脉冲信号。
通过逻辑笔红、绿指示灯的显示,对电路可做如下的测试:
  (1)测试电路的电平状态判断测试点处于高电平还是低电平。
  (2)测试逻辑电路输出的连续脉冲,单脉冲,及脉冲的极性。
  (3)通过发光管的显示频率估测逻辑电路输出脉冲的宽度比。
  2.万用表
  3.示波器
  在计算机板的维修工作中,常用的仪器就是示波器。它能非常直观地观察到变化信号的幅度、频率和上下沿等。由于示波器能够检测高电压信号,可以直接观察高电平交直流信号,一般测试最高电压可达1500V峰值。
  如果维修计算机板,20MHZ的示波器便可满足,在选择时,最好选用双信道示波器,两个信道的功能完全平衡,相互独立,这样可以独立地检测不同机器两个信号,并进行比较。
  4.计算机
  计算机在维修计算机板的工作中至关重要,有它才能支持编程器,解密软件到硬件上的复制,以及用于建立数据库,保存PLD、EPROM、的信息,建立用户档案。
  5.通用编程器
  最近几年生产的计算机板大量地采用了PLD加密器件,一是为了防止盗版,二是优化设计。
  PLD器件的逻辑功能可由设计者自行编程。
  计算机板上的PLD器件,一般都有是加密的,市场上买到的PLD器件只是一只空片子,收集加密PLD器件资料和复制PLD器件在维修中非常重要。现在较为流行的计算机板PLD器件的采用量一般都在10 ~ 30片之间。计算机板往往工作条件差,供电电压稍有波动便导致该类器件的烧坏,损坏率约占45%。
  PLD的编程是由通用编程器写入的,维修计算机板还应具备各种板型上的PLD器件烙丝图资料(称JEDEC)文件,以便复制损坏的PLD器件。
  万用型IC编程测试器,可方便地烧录和测试各种IC。
  笔者根据使用的方便性和功能的比较,认为prog07、RF-1800和LT4800万用编程测试器,较合适。
  6.热风枪
  HAK0 N0-881热风枪,用于拆除大规模集成电路,大面积拆IC芯片。
  7.擦除器
  擦除EPROM,使之变为空片,以便再次写入内容。
  8.吸锡器
  可采用无源防静电的品种效果较好。
  9.自制和改进的工具
  (1) 查线器
  数字万用表,具有鸣响查线功能,对计算机板的修理无疑起了很大作用。计算机板无图纸,查线工作量较大,仅依靠数字万用表,查起线来对若大一块多层板感到非常吃力,将一个表笔改成金属导电毛刷子,,这样改过,能够知道待查线大概的走向,然后再查点就容易多了。
  (2) 集成电路拉载笔
  在计算机板修理过程,会经常遇到一些主机能启动并且运行,但图像有缺陷,不是图像缺少,多板块,就是颜色失真,而整个系统又能操作运行,也就是我们常说的花板故障。这种故障,大部分是由于部分IC变质,参数变化,器件老化,印刷板线路干扰,属于计算机板上的软故障。这就使我们要经常对电路增加适当的电阻以提高或降低芯片输出电位。对电源或地加以适当的电容以达到滤波和速度匹配,并能对电路有直观的干扰,能做到在维修中方便地使用。
通过开关的切换,可以使电阻式电容并联成不同的值以适应电路需要,也可以阻容混合连接使用。接于+5V电源或地。
10Ω电阻R串联于电路与拉载笔间,起到限流保护作用。拉载笔可以迅速判断计算机板上故障部位,当笔棒触到检查点时,影响最大的正是要找的故障点。R取值一般在500 ~ 1kΩ。
四、 怎样检测计算机板
1.使用拉载的检测方法
  在自制工具一节中,介绍了集成电路拉载笔的制作方法,并说明了拉载笔一个重要作用就是判断计算机板上故障部位,还有,可利用查找故障点。下面将详细介绍它的使用方法。
  (1)计算机板芯片工作区的划分(器件功能分布)
  拿到一片生疏计算机板,首先要弄清楚主要部件的分布,拉载笔找工作区的具体做法是将IC拉载笔接入电路后,把它的电阻调至500Ω左右,同时用开关K切换+5V与地之间,使探头形成一个模拟的脉冲,它将直接影响原工作状态,使计算机板产生一些反映。如果分别用拉载笔触及SRAM的资料线,就能观察到哪只资料线是管彩色的,哪只是监控CPU工作区,触及到一个芯片,如果背景产生了变化,就知道它是背景的数据存储器,触及了某两片面6116的资料线前景产生了明显的几何失真或缺少现象。那这两片6116,肯定是前景在内存,触及某片SRAM一定是监控CPU工作的管理,还有彩色,伴音等,这时就会知道这块板子主要就是这几部分,没有什么是悬妙的。拉载笔能够干扰电路,是由于接入电路后,干扰了一些正常的信号线对这些信号起到了分流的作用。使这些在各部分工作的IC显示出它的管理范围,以上是将电阻接入电路的工作情况。
  芯片的工作区也可以根据它的位置划定,如图1所示,靠近CPU68000的一定是监控管理的,与启动故障有关,这个工作区包括EPROM,SRAM,PLD,复位电路,时钟电路。
  74LS245缓冲器以及74LS373锁存器,特点是SRAM,E-PROM的资料线,地址线是与68000CPU总线直接相连。
  挂有三个排阻的(一般型号为SP05)通过74LS273接到一般为两片的6116SRAM,以它为中心组成前景工作区。
  计算机板中把画面分为前景和后景两部分,由于后景固定画面的比例较大,相对容量也较高,一般由2片62256为组成。
  伴音部分由Z-80做为其中央处理器,与SRAM6116、E-PROM、伴音合成器6295,PLD加密件和功率放大器组成。
  (2)用拉载笔查找芯片老化,速度差,驱动能力差的故障
  利用拉载笔还可以检查芯片老化,驱动能力差和芯片速度不好等造成的故障。从拉载笔的结构原理图我们不难看出,把测试棒施加到电路上就相当于对被测点到电源或地加了一个电阻或电容,它的使用非常方便。
  通过 K对电源和地的切换,非常方便地解决了测试中上拉或下拉的转换,改变DIP开关,可以使电阻或电容并联为不同值来适应不同电路需要。要了解这样他对电路产生什么影响,下面举两个例子说明它的使用。
  信号源能输出一个很好的方波的信号,但距三个负载(三个IC芯片)较远,当信号到达负载时,已经失真很大,幅度也很小,在负载端增加一个上拉电阻,使波形幅度增加,也可提高带负载能力。
  由信号源提供给某片IC信号,由于信号幅度太大而负载承受不了,产生信号过冲。负载饱和,在负载输入端产生了切顶,直接输入了失真信号,这时增加了一个下拉电阻。降低负载输入端直流电平,使电路能够正常工作。
  拉载笔在电容上的使用主要是利用它的两个特性,隔直和滤波,最主要它能将较高频率的信号通过电容引到地端,在电源中也可用较大一点儿的电容对50Hz的交流滤波,但在信号电路里使用的电容不能太大,否则有用的信号也将被短路掉。所以拉载笔的电容使用容量要有选择性,频率低,使用的电容就大一些,频率高使用的电容就越小。
  豪血寺板9#GAL20V10的第22脚输出线,作为选通信号,在这里接了一个220pF的电容到+5V,22脚的输出信号送至1#片74LS367,作为367的"允许"输入端第一脚的控制信号,在信号的传输过程中,有很多信号线与这条信号线并行,这些线由于也有电流流动,这样就产生了高频电磁干扰,
  这些干扰信号相互调制就干扰了它的正常工作,所以在这片板子上出现了无规则的死机,这时,就把74LS367上的第1脚对电源加一个220pF电容,就滤除了这些干扰,彻底解决了死机问题。
  (3)使用拉载笔查找故障点的方法
  当用拉载笔触及待测点时,对故障现象影响最大点就是故障点,举一个例子,一块电子基盘板,现像是开机出现的字是"发虚"的没有几何失真,只是不清楚。颜色有些失真,其它的正常,属彩色故障。用拉载笔查找,当点到74LS374时,对字的影响较大,用示波器去查,发现有两个D输入端短路在一起(已观察到短路波形)。找到另一个点时,对字的干扰很大,但同时把原本正常的头像画面也干扰没有了,那就放弃它,因为这个点找错了,头像并非是要找的故障画面。
  2.使用示波器的检测方法
  由于计算机板的供电是+5V(仅伴音功放为+12V),这样就可以将示波器调至每格1V,扫描时间调在0.1ms/格。
  (1) 瞬态短路、开路波形的观察
  对于一些死机板,可测量开机瞬间某点的波形。
  开机瞬间,测试点的信号如图3-(1),经过几百毫秒后,信号消失,波形变为图3-(2)。
  在实际操作中,要学会观察和分析各种波形,如图4的开路波形、短路波形、还有其它的在几种波形基础上的故障波形等。
  对一个芯片测试时可选择两条相邻的地址线或资料线,用探头故意短路测试,观察示波器,与好的波形相比,就会马上掌握它了。
  通过对短路波形的认识和观察,可以方便的查到芯片与芯片之间,芯片管脚之间以及测试点与IC的脚,没有接到板子上或断线。此时测试的波形就是开路波形。开路波形从图中是较难想象的,这个波形是通过了一个小的辅助手段形成的,通常用示波器测试的开路波形都为低电平或中态,测试时,如果用手同时触干扰探头(也就是被测点),正常的波形不会受到干扰,如果被测点是开路点,那么手上的感应信号就会加到示波器,产生图中的波形。
  波形的观察非常重要。以上交代的几点都是长期工作中摸索出来的测试经验,都比较珍贵和实用,希望大家掌握。
  这里补充一点就是观察瞬间波形时,三次开机都无变化的点,这时要看它是接地还是开路状态。因为设计中经常有这样的使用。测试到开路点时,要观察这点是故障点还是本身就是开路点。这些在维修中要反复遇到,要灵活地掌握它们的关系。
  观察瞬态波形,首先还不是看那个器件的好坏,也不是看它启动与否。比如我们观察CPU某一状态或信号线,看出的瞬态信号,了解它是处于激活的状态,,还是被搁置的状态。如果看到(1)的瞬间波形,我们就说这条线处于被激活的状态,看到的瞬态信号没有变化,那就是被搁置的状态,状态线一定要有变化。如果对于一个CPU的某根线,对这条线测试,开三次机,一次是低,一次有我们看到的瞬态波形,另一次是高或者低,那么这条线是处于被激活的状态,这是允许的状态。任何一个CPU的状态线上的信息不允许被搁置在一个固定的状态,在CPU部分会影响它的启动,那么在其它部分也会影响资料的正常运行。
  瞬态波形也适用于其它的地方,管图像的IC或74系列芯片等,也可以把某一位看成一条状态线,处于工作中的状态线不能够被搁置。
  (2)信号的采集
  维修中要掌握这样一条经验,拿到一块计算机板,在采集信号时,并不是每块板都能的到一块好板来对照,这时需要运用一些以参考其它线的信号波形。在很多情况下,维修中它们的波形可以供用和参考的。
  如果两边波形都是很正常的,唯独这根相差很大,那就应该换掉或查其相关器件。如果与两边的脚波形基本相同,就不能判定这是故障点,这种问题可以暂时把它放开,要有充分的根据才能把这片IC换掉。


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