? ? 示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上,就可產(chǎn)生細小的光點(這是傳統(tǒng)的模擬示波器的工作原理)。在被測信號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,還可以用它測試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。
示波器的作用:用來測量交流電或脈沖電流波的形狀的儀器,由電子管放大器、掃描振蕩器、陰極射線管等組成。除觀測電流的波形外,還可以測定頻率、電壓強度等。凡可以變?yōu)殡娦闹芷谛晕锢磉^程都可以用示波器進行觀測
一、示波器的分類
按照信號的不同分類
模擬示波器采用的是模擬電路(示波管,其基礎是電子槍)電子槍向屏幕發(fā)射電子,發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束,并打到屏幕上。屏幕的內(nèi)表面涂有熒光物質(zhì),這樣電子束打中的點就會發(fā)出光來。
數(shù)字示波器則是數(shù)據(jù)采集,A/D轉(zhuǎn)換,軟件編程等一系列的技術制造出來的高性能示波器。數(shù)字示波器的工作方式是通過模擬轉(zhuǎn)換器(ADC)把被測電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。數(shù)字示波器捕獲的是波形的一系列樣值,并對樣值進行存儲,存儲限度是判斷累計的樣值是否能描繪出波形為止,隨后,數(shù)字示波器重構(gòu)波形。數(shù)字示波器可以分為數(shù)字存儲示波器(DSO),數(shù)字熒光示波器(DPO)和采樣示波器。
模擬示波器要提高帶寬,需要示波管、垂直放大和水平掃描全面推進。數(shù)字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉(zhuǎn)換器的性能,對示波管和掃描電路沒有特殊要求。加上數(shù)字示波管能充分利用記憶、存儲和處理,以及多種觸發(fā)和超前觸發(fā)能力。廿世紀八十年代數(shù)字示波器異軍突起,成果累累,大有全面取代模擬示波器之勢,模擬示波器的確從前臺退到后臺。
按照結(jié)構(gòu)和性能不同分類
?、佟∑胀ㄊ静ㄆ鳌k娐方Y(jié)構(gòu)簡單,頻帶較窄,掃描線性差,僅用于觀察波形。
?、凇《嘤檬静ㄆ?。頻帶較寬,掃描線性好,能對直流、低頻、高頻、超高頻信號和脈沖信號進行定量測試。借助幅度校準器和時間校準器,測量的準確度可達±5%。
③ 多線示波器。采用多束示波管,能在熒光屏上同時顯示兩個以上同頻信號的波形,沒有時差,時序關系準確。
④ 多蹤示波器。具有電子開關和門控電路的結(jié)構(gòu),可在單束示波管的熒光屏上同時顯示兩個以上同頻信號的波形。但存在時差,時序關系不準確。
⑤ 取樣示波器。采用取樣技術將高頻信號轉(zhuǎn)換成模擬低頻信號進行顯示,有效頻帶可達GHz級。
?、蕖∮洃浭静ㄆ鳌2捎么鎯κ静ü芑驍?shù)字存儲技術,將單次電信號瞬變過程、非周期現(xiàn)象和超低頻信號長時間保留在示波管的熒光屏上或存儲在電路中,以供重復測試。
?、摺?shù)字示波器。內(nèi)部帶有微處理器,外部裝有數(shù)字顯示器,有的產(chǎn)品在示波管熒光屏上既可顯示波形,又可顯示字符。被測信號經(jīng)模一數(shù)變換器(A/D變換器)送入數(shù)據(jù)存儲器,通過鍵盤操作,可對捕獲的波形參數(shù)的數(shù)據(jù),進行加、減、乘、除、求平均值、求平方根值、求均方根值等的運算,并顯示出答案數(shù)字。
二、示波器使用方法
實際維修運用中,用得最多的就是測量晶陣、時鐘頻率、檢修 PWM 電路 及一些關鍵信號的捕捉,快速準確鎖定故障點。今天以安泰信 ADS1102C為例簡單給大家演示一下示波器實際維修的運用及所測到的波形。
第一:檢修不觸發(fā)故障主板時,可以用示波器測 32.768 和 25M(NF 的板)晶振是否起振, 非常直觀,非常準確,有些人可能拍磚:“用萬用表測晶振的兩腳的壓差不是也可以判斷其 好壞嗎?沒錯,但是我要告訴你你只對了一半,有壓差只能初步判斷是好的,實際維修中也 經(jīng)常碰到有壓差但不起振的故障,在沒示波器下最好的方法就是代換一個。但如果我們有示 波器,測其晶振兩腳,會有一個正弦波,且下面標有對應的頻率數(shù)值沒有偏移,那么晶振肯 定是好的。如圖為實測 32.768 的波形。
第二:在檢修能上電不亮機故障時,首先就是測量主板各大供電是否正常,而如今的主板的 供電方式大多彩用了 PWM 控制方式,用它來檢測 PWM 控制電路是否正常工作,也是比萬 用表更準確更直觀,正常工作時的波形為脈沖方波。如:如圖為 CPU 供電電路的脈沖方波, 表明 CPU 電路正常工作。
表明內(nèi)存供電電路正常
橋供電正常
第三:對于主板不亮故障,如以上測完主板供電都正常情況下,就要檢測主板各時鐘是否正 常了。這時示波器的作用更明顯了,它能非常準確的測出該點的時鐘頻率的數(shù)值,正常為一 個正弦波。萬用表測也行,一般 33M 為 1.6V 左右,66M 為 0.6V 左右,100M 為 0.4V 左右, 只是個大概判斷,當然沒示波器來的準確。如圖為實測的 33M 頻率波形(測量點可用打值卡上測,或在 PCI 槽 B16 測到)
在實際維修中,一般判斷主板有無時鐘,測量這 PCI B16 和 BIOS 的 31 腳有正弦波則說明時鐘 IC 已正常工作,發(fā)出了時鐘,主板時鐘是正常的( 但不代表每一個元件的時鐘都正常)
第四:此時若供電、時鐘、復位都正常還不跑 CPU 的話,我想每個維修人員都不愿修這種板,因為連復位都有了,一般問題都出在細點的環(huán)節(jié)上,如總線故障啊,某個信號不正常、 引起的不亮機,修起來確實是夠頭痛的,一般換 IO,刷 BIOS,做橋咯,不行扔一邊咯。
但如果有示波器還是很好找到元兇的,正常時我們可在 BIOS 的 13.14.15.17 腳(為 LPC 腳), 會測到如下波形
如果有此波形,說明 CPU 已經(jīng)硬啟動完成,并且可以正常發(fā)出尋址指令(也就是片選)選 擇中 BIOS,調(diào)用它內(nèi)部的 POST 程序去自檢主板上的各個設備是否 OK,此時主板一般都 能跑碼了,如果還是不跑碼,一般通過刷寫 BIOS 可以修復。
反之如果沒波形,說明 CPU 未正常工作,未能正常發(fā)出片選信號選中 BIOS,我們知道 CPU 的這個尋址指令首先是先到北橋,再經(jīng)南橋,再經(jīng) LPC 或 SPI 總線到達 BIOS 的,所 以我們檢修時可從后往前推,此時可測 PC IA34#的幀信號測有無如下波形
有則說明選指指令到達南橋,若無,則問題出在前面,可能南橋到北橋的 HULINK 總線有 故障,或者 CPU 到北橋的 FSB 有故障,再或者 CPU,北橋,南橋工作條件末滿足等等…。 (其實此時還可以測下 CPU 和北橋通訊的 ADS#信號有無波形來判斷 CPU 是否正常工作, 但此信號一般直連北橋,沒圖紙也不好測)
第五:對于能跑 CPU 檔內(nèi)存的板,可以用它來測內(nèi)存的 SMBUS 總線是否正常,如OK會有以下波形:
和北橋通信的 AD 線是否正常,正常會有以下波形
第六:對于跑碼正常不顯顯的主板,可以測 VGA 頭的行場同步信號,如正常會有以下波形
這是簡單的介紹了下示波器的概念、作用、分類以及用示波器修主板的一些運用,希望對新手有幫助。
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