З чого починати ремонт

Так як з блоком живлення повязана досить велика напруга мережі, особливо до гальванічної розвязки, тому для того, щоб приступити до ремонту потрібно спочатку отримати відповідну кваліфікацію і деякі знання з техніки безпеки. Не вдаючись у подробиці, можна дати трохи практичних рекомендацій щодо ремонту блока.

• Щоб перевірити і відремонтувати блок живлення, важливо мати резистори навантаження – потужності, – принаймні, для ланцюгів +5В (резистор 5 Ом, 5 Вт забезпечить струм 1А, що цілком достатньо для перевірки працездатності). Використання як навантаження системної чи плати нагромаджувачів веде до їхнього виходу з ладу в процесі ремонту блоку.

• Вразі не вмикання блок живлення, відключіть його від мережі і зачикайте, пока розрядяться накопичувальні конденсатори. Після цього перевірте мультиметром діоди, і транзистори – найчастіше виходять з ладу високовольтні діоди і транзистори. Заміняти несправні елементи бажано на однотипні.

• Після заміни несправних елементів не квапитеся подавати живлення – який-небудь непомічений дріб'язок може знову вивести з ладу замінені деталі. Не підключаючи сіткову напругу на шину +12В подайте напругу 10-12В від зовнішнього джерела. Якщо генератор керуючої мікросхеми справний, він «заведеться», а за формою імпульсів на базах вихідних ключових транзисторів можна судити про справність більшості ланцюгів формування керуючих чи імпульсів про характер несправності. Живлення від мережі на блок, що ремонтується, варто подавати тільки після перевірки його силових ланцюгів (діодів і транзисторів) і базових ланцюгів вихідних ключів.

Основні несправності і методи їх пошуку та ремонту

Перевірка БЖ і пошук його несправностей здійснюється на холостому ході.

Можлива несправність:

А

Після включення блоку живлення вихідні вторичні напруги відсутні. Згорів запобіжник.

Можливі причини:

1. Під час експлуатації помилково було підключено блок живлення в мережу під напругою 220В, коли перемикач вибору напруги був в положені 115В. При такому підключені напруга може вивести з ладу елементи мережевого фільтра, випрямляча, згладжувальній фільтр або навіть транзистори.

Потрібно перевірити:

а) Обдивитись всі елементи блоку живлення, чи не пошкодженні випадково якісь елементи. В основному буває пошкоджена поверхня радіоелементів або пошкоджені доріжки.

б) Далі, провірити цілісність та індуктивність елементів мережевого фільтра. Щоб перевірити будь-який радіоелемент, необхідно спочатку випаяти його, а аж потім перевіряти їх мультиметром.

в) Якщо попереднім методом неполадки не виявлено, то перейдемо до перевірки трансформатора. Основна його перевірка заключається в перевірці первинної та вторинної обмотки, чи не поплавилась де ізоляція, та не призвела до закорочення.

г) Коливсе гаразд послідовно один за одним продовжуйте перевіряти елементи випрямляча, згладжувального фільтра та транзисторів.

д) При виявлені та усунені несправності вам прийдеться перевірити справність блока живлення. Для цього необхідно до його вихідних розємів підєднати навантажувальні резистори, і тільки після того підєднувти до нього напругу.

2. Виник пробій ізоляції силових транзисторів; встановлених на спільному радеаторі. Внаслідк цєї неполадки можуть пошкодитись елементи випрямляча та транзистори цього кола.

Потрібно перевірити:

а) Не демонтуючи, перевірити опір між металевими частинами корпусів транзисторів Q9 і Q10, на які виведені виходи колекторів, і радиатором, на якому вони закріплені. Якщо опір між ними складає декілька кілоом чи менше, то ізолююча прокладка пошкоджена. Тоді їх слід випаяти і замінити.

б) Вразі її цілісності перевірьте елементи діодного моста та транзистори, які знаходяться в цьому колі.

3. Відказ елементів в автогенераторному каскаді на Q3.

Потрібно перевірити:

а) Елементи. які слідують за транзистором Q3 та сам транзистор.

б)Така несправність може вивести з ладу трансформатор Т8, тому необхідно випаяти та протестувати цей трансформатор. Вразі його неполадки бажано замінити його на трансформатор з подібними параметрами.

Б
Відразу після вмикання блока живленя відбувається спрацювання запобіжника.

Можливі причини:

1. Не подається сигнал зворотнього звязку на мікросхему ІС1. Така несправність може бути викликана пошкодженням провідників або несправністю радіодеталей, що розміщені в ланцюзі цієї мікросхеми.

2. Потрібно перевірити:

а) Обдивитись всі елементи блоку живлення, чи не пошкодженні провідники друкованої плати, особливо в районі резисторів R47 і R46.

б) Провірити вивід можливо несправної мікросхеми.

в) При невиявлні несправності перевірьте на справність самі резистори R47 і R46.

2. Порушені електричні звязки між пасивними елементами, встановленими в базовому ланцюгу транзистора Q4.

Потрібно перевірити:

а) Спочатку наочно, а потім приладом перевірити базовий ланцюг транзистора Q4

б) В основному в цих елементах несправними бувають резистор R9 та анод D4, також можуть бути пошкоджені звязки між ними.

3. Спрацювання захисту визване несправністю стабілітронів ZD1 або ZD3.

Потрібно перевірити:

а) ZD1 і ZD3. Якщо один з них створює лишній опір, то додатня напруга буде поступати на базу транзистора Q4. Послідовне переключення Q4 і Q1 преведе до спрацювання захисту і блокіровки мікросхеми ІС1.

б) Щоб видалити цю несправність необхідно замінити вказані вище стабілітрони.

В
1. Включили в мережу, усі вихідні напруги відсутні:

Потрібно перевірити:

а) перевірити справність запобіжника, якщо він справний, перевіряємо справність діодів у діодному мості.

б) допустимо, напруга на виході силового випрямляча відсутня, тоді в першу чергу необхідно перевірити справність запобіжника. Якщо запобіжник цілий, то відсутність напруги може бути обумовлено наступними причинами:

- згорів силовий трансформатор;

- обрив в обмотках;

- пробито діоди.

2. Якщо автогенератор працює, але вихідні напруги відсутні, то мовірніше всього причиною є обрив землі у вторинних обмотках чи трансформатора пробій випрямних діодів у вторинних ланцюгах. Відшукання обриву виробляється за допомогою звичайного тестера. Якщо напруги на виході випрямляча (до фільтра) присутні, то імовірніше всього обрив в дроселях.

3. Напруги на всіх каналах присутні, але відрізняються від номінальних значень.

а) не працює вузол стабілізації:

- несправна мікросхема (малоймовірно);

- вийшли з ладу чи діоди транзистори;

- обрив у ланцюзі назад зв'язку, по якій передається сигнал +5В;

- обрив у первинних обмотках трансформатора.

б) спрацював захист:

- пробій кожного з конденсаторів вихідного фільтра; поторкати рукою конденсатори: який гріється, той і пробився (потік), тоді спрацював захист по струму;

- пробій одного з діодів вихідних випрямлячів;

- наявність замикань між доріжками плати (найбільше ймовірно);

Лекція №2

Тема: Мікропроцесори

План лекції

1. AMD і Intel.

2. Історія виготовлення процесорів.

3. Модернізація процесорної техніки на ПК.

4. Причини виходу з ладу процесорів.

5. Виявлення і усунення конфліктів та несправностей.

Література

1. Валецька Т. М. Апаратні засоби персональних комп’ютерів: навчальний посібник / Т. М. Валецька. – К.: Центр навчальної літератури, 2002. – 208 с.

2. Мюллер С. Модернизация и ремонт ноутбуков: Пер. с англ. / С. Мюллер. – М.: Вильямс, 2006. – 688 с.

3. Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК, 19-е издание.: Пер. с англ. / С. Мюллер. – М.: Вильямс, 2011. – 1276 с.

4. Сандлер К. Ремонт персонального компьютера, 7-е узд.: Пер. с англ. / К. Сандлер. – М.: Вильямс, 2004. – 656 с.

5. Степаненко О. С. Сборка, модернизация и ремонт ПК / О. С. Степаненко. – М.: Вильямс, 2003. – 672 с.

Основні характеристики процесорів

Мікропроцесор (CPU) - головний обчислювальний елемент комп'ютера, його «серце».

Процесор містить в собі безліч окремих елементів - транзисторів, які в сукупності і наділяють комп'ютер здатністю «думати». Точніше, обчислювати, виконуючи певні математичні операції з числами, в які перетворюється будь-яка інформація яка надходить в комп'ютер.Безумовно, один транзистор ніяких особливих обчислень виробити не може. Єдине, на що здатний цей електронний перемикач - це пропустити сигнал далі або затримати його. Наявність сигналу дає логічну одиницю (та); його відсутність - логічний ж нуль (немає).

Кожен CPU включає в себе мільйони транзисторів, а й самих процесорів для роботи комп'ютера потрібно чимало.

Процесор - це не просто збіговисько транзисторів, а ціла система безлічі важливих пристроїв. Основними характеристиками, за якими мікропроцесори відрізняються один від одного, є тип (модель) процесора, а також тактова частота, яка вказує кількість виконуваних за одну секунду елементарних операцій (тактів).

Тактова частота. Найважливіший показник, що визначає швидкість роботи процесора.Тактова частота, вимірювана в мегагерцах (МГц) і гігагерцах (ГГц), позначає лише та кількість циклів, які здійснює працюючий процесор за одиницю часу (секунду).

Розрядність процесора. Якщо тактову частоту процесора можна уподібнити швидкості течії води в річці, то розрядність процесора - ширину її русла.Зрозуміло, що процесор з вдвічі більшою розрядністю може «заковтнути» удвічі більше даних в одиницю часу - в тому випадку, звичайно, якщо це дозволяє зробити спеціально оптимізоване програмне забезпечення.

Тип ядра і технологія виробництва. Технологія визначається товщиною мінімальних елементів процесора, - чим більш «тонкої» стає технологія, тим більше транзисторів може вміститися на кристалі.Крім цього, перехід на нову технологію допомагає знизити енергоспоживання і тепловиділення процесора, що дуже важливо для його стабільної роботи.

Перехід на нову технологію, як правило, тягне за собою і зміну процесорного «ядра»

Частота системної шини. Шиною називається та апаратна магістраль, по якій переміщаються від пристрою до пристрою дані. Чим вище частота шини, тим більше даних надходить за одиницю часу до процесора.

Частота системної шини прямо пов'язана і з частотою самого процесора через так званий «коефіцієнт множення».Процесорна частота - це і є частота системної шини, помножена процесором на якусь закладену в ньому величину. З пам'яті в процесор по шині передаються чергові команди виконуються програми і дані, які повинні бути оброблені. З процесора в пам'ять на зберігання передаються вже оброблені дані, а також адреси нових запитуваних даних. Крім того, по шині передається необхідна управляюща інформація, яка забезпечує правильність передачі. Для передачі різних видів інформації в шині використовуються різні групи проводів, різні лінії. Лінії шини, по яких передається необхідна керуюча інформація, утворюють шину управління. Частина шини, яка служить для передачі адрес полів або байтів оперативної пам'яті, називається адресною шиною. А коли говорять про лінії шини, що відповідають за передачу вмісту цих байтів, використовують назву шина даних.

Системна шина

Перші моделі процесорів Intel

Історія сімейства процесорів Intel розпочалася в 1971 р. 4-бітового процессора i4004. Він складався з 2300 транзисторів і виготовлявся по 10-мікронний технології, тобто лінійний розмір вентиля приблизно дорівнював десяти мікрометрам. Коштував процесор всього 200 доларів і поміщався на руці людини, тоді як його обчислювальна потужність була порівнянна з потужністю створеного в 1946 р. комп'ютера ENIAC, який розміщувався в приміщенні площею 120 м2 і коштував декілька мільйонів доларів. Тактова частота процесора складала 108 КГц, швидкодія дорівнювала 0, 06 MIPS (60 000 арифметичних операцій в секунду), а об'єм адресного простору дорівнював всього 640 байт.

Через рік був випущений 8-бітовий процесор i8008, що складався з 3500 транзисторов (10-мікронна технологія), що працював на частоті 0, 2 Мгц.

В 1974 р. фірма Intel випустила 8-бітовий процесор i8080, що складався з 6000 транзисторів (6-мікронна технологія). Він працював на частоті 2 Мгц, а його швидкодія складала 0, 64 MIPS, тобто більш ніж в 10 разів вище, ніж у i8008. Процесор мав 8-бітову шину даних і 16-бітову шину адреси, об'єм адресного простору складав 64 Кбайт.

Цей процесор зробив значну дію на розвиток техніки у всьому світі. Зокрема, на базі i8080 був створений персональний комп'ютер Altair 8800, який завоював світову популярність.

Шіснадцятибітові моделі сімейства Intel

В 1978 р. був випущений 16-бітовий процесор i8086, що став базовим для усього сімейства процесорів Intel. Він складався з 29 000 транзисторів (3-мікронна технологія), працював на частоті 4, 77 Мгц, і його продуктивність була рівна0, 33 MIPS.

А для споживачів, яких цікавили обчислення з плаваючою точкою, в 1980 р. був випущений математичний співпроцесор i8087, що забезпечував потужністю спеціалізованої системи команд виконання операцій над даними у форматі з плаваючою точкою.

Процесори i8086, i8087 і i8088 відносять до першого покоління мікропроцессорів.

У 1982 р. компанія Intel почала випуск мікропроцесора другого покоління - 16-бітового i80286. Він складався з 134 000 транзисторів (1, 5-мікронна технологія), працював на частотах до 12 Мгц і мав продуктивність до 2, 6 MIPS. Передбачалася робота з 16-бітовою шиною даних і 24-бітовою адресною шиною, що забезпечує об'єм адресного простору 16 Мбайт.

На базі процесора i80286 фірма IBM в 1984 р. випустила персональний компьютер IBM PC/AT (від Advanced Technology - передова технологія) з об'ємом оперативною пам’яті 256 Кбайт, двома дисководами гнучких дисків об'ємом до 1, 2 Мбайт жорстким диском об'ємом до 40 Мбайт.

Тридцятидвохбітові моделі i80386 і i80486

У 1985 р. компанія Intel випустила CPU третього покоління 32-бітовий мікропроцесор i80386. Він складався з 275 000 транзисторів (1, 5-мікронна технологія), працював на частотах до 33 МГц з продуктивністю до 8, 5 MIPS. Регістри центрального процесора, розрядність шини даних і адресної шини стали 32-бітовими, внаслідок чого обсяг адресного простору зріс до 4 Гбайт. Успадкована від процесора i80286 система команд у зв'язку з переходом на 32-бітову модель була розширена командами, що забезпечують операції з чотирибайтовими даними.

У 1989 р. фірма Intel почала випуск CPU, що відносяться до четвертого покоління також 32-бітового мікропроцесора i80486. Він містив 1 200 000 транзисторів і був виконаний за 1-мікронною технологією. Процесор працював на частотах до 66 Мгц і мав продуктивність до 54 MIPS.

П'яте покоління моделей сімейства

На початку 90-х рр. фірма Intel, зберігаючи традиційну лінію на програмну сумісність з попередніми моделями, почала розробку мікропроцесорів п'ятого покоління. Першим результатом цього проекту був випуск в 1993 р. процессора Pentium. Зокрема, процесор Pentium відносять до п'ятого покоління, або до сімейства Р5. Моделі процесора Pentium виготовлялися по 0, 8 - 0, 5 - і 0, 35-мікронним технологіям, вони складалися з 3 100 000 транзисторів, працювали на частотах до 200 Мгц і мали продуктивність до 330 MIPS.

Пізніше фірма Intel приступила до виробництва процесорів Pentium MMX(від MultiMedia Technology - мультимедійні технології), які вироблялися за 0, 28-мікронною технологією, складалися з 4, 5 млн. транзисторів, що робив на частотах до 233 Мгц. Процесори Pentium MMX відрізнялися від процесорів Pentium включеною в систему команд групою з 57 команд, що забезпечують роботу з мультимедійними даними.

Шосте покоління моделей сімейства

У 1995 р. компанія Intel почала продаж мікропроцесорів Pentium Pro(від professional - професійний), які вважаються першими представниками шостого покоління(чи сімейства Р6) мікропроцесорів. Мікропроцесор складався з 5, 5 млн. транзисторів, і його відмітною особливістю, став усіх подальших моделей процесорів, стало об'єднання в одному корпусі з процесором кеш-пам'яті другого рівня об'ємом від 256 Кбайт до 1 Мбайт. Тому залежно від об'єму кеша процесор випускався як по 0, 5-, так і за 0, 35-мікронною технологією.

Двохядерні моделі сімейства Intel

Як виявилося згодом, випуск Pentium 4 по технології HP був кроком у напрямку створення багатоядерних процесорів, перший випуск яких відбувся в квітні 2005 р. складаються з 230 000 000 транзисторів двохядерний процесор Pentium D (від Desktop - настільний) і група мікропроцесорів Pentium ЕЕ 8хх у складі Pentium ЕЕ 820, Pentium ЕЕ 830 і Pentium ЕЕ 840. Нові процесори побудовані за однією і тією ж архітектурою: два процесорні ядра, які повністю аналогічні одному ядру, використовуваному в процесорі Pentium Extreme Edition (Pentium ЕЕ), знаходяться на одному кристалі і з'єднані за допомогою внутрішньої шини. Кожне процесорне ядро ​ ​ має кеш L2 об'ємом 1 Мбайт. Тактова частота ядер дорівнює 2, 8-3, 2 ГГц.

Схема процесора.

Крім регістрів загального призначення РЗП, використовуваних для зберігання змінних і тимчасових результатів, більшість процесорів мають кілька спеціальних регістрів, також доступних для програміста. Один з них називається лічильником команд СчК, в якому міститься адреса наступної, що стоїть у черзі на виконання команди. Після того як команда обрана з пам'яті, регістр команд коригується і покажчик переходить до наступної команди. Регістр процесора, службовець для організації стекової пам'яті, називається покажчиком стека ПС. Він містить адресу вершини стека в пам'яті. Стек містить по одному фрейму (області даних) для кожної процедури, яка вже почала виконуватися, але ще не закінчена. У стекової фреймі процедури зберігаються її вхідні параметри, а також локальні і тимчасові змінні, не зберігаються в регістрах.

Перший байт будь-якої команди надходить з ОП по шині даних на регістр команд РК. Цей перший байт подається в керуючий блок КБ, який визначає вид операції. Зокрема, він визначає, чи є команда однобайтовий, або вона складається з більшого числа байтів. В останньому випадку додаткові байти передаються по шинам даних з ОП і приймаються або в регістр адреси РА даних, або в один з регістрів РЗП

Регістр адреси даних РА містить адресу операнда для команд, що звертаються до пам'яті, адреса порту для команд вводу / виводу або адреса наступної команди для команд переходу. Регістри РЗП можуть містити операнди для всіх команд, що працюють з даними. Серед РЗП є спеціальний регістр результату РР або акумулятор, який бере участь у всіх арифметичних і логічних операціях. Зокрема, він містить один з операндів перед виконанням операції і отримує результат після її завершення. Всі арифметичні і логічні операції виконуються в арифметико - логічному пристрої АЛП. Результати з АЛП передаються або в РР, або в якийсь з регістрів РЗП.

3 найпотужніші процесори

В даний час найшвидшим процесором по праву вважається шестиядерники Intel Core i7-980X, що працює на частоті 3, 33 Ггц. Він був створений 11 березня 2010р.

Однак корпорація Intel, судячи з усього, не має наміру зупинятися на досягнутому і готується представити найближчим часом свій новий процесор в сімействі чіпів для настільних ПК - модель Core i7-990X. Тактова частота нового шестиядерного Core i7-990X тактова частота складає 3, 46 ГГц, а в режимі Turbo він здатний розганятися до 3, 6 ГГц. Більш того, згідно з попередніми оцінками, цей процесор здатний без проблем подолати позначку в 4, 5 ГГц " на повітряному охолодженні", а при використанні водяного охолодження його робоча частота цілком може досягати 5 ГГц.

Intel Core i7-970

Він складається з 731 мільйон транзисторів і працює на частоті 3, 2 ГГц і 12 мегабайт кеша L3, складається з чотирьох ядер.

Перші процесори для перших ПК

Цікава ситуація склалася на ринку процесорів до моменту появи перших персональних комп'ютерів від IBM, чиє ім'я надалі стане прозивним. Найпершим 16-розрядним процесором став TI9900 від Texas Instruments. Але його збут був обмежений через низку обставин, і широкого поширення він не набув. Процесор Z-800 від Zilog з'явився надто пізно щоб встигнути завоювати ринок, до того ж, технічні недоробки сильно перешкоджали цьому. А ось процесор фірми Motorola 68000 був хороший всім, окрім одного - ціни. У 1978 році фірма Intel розробив свій новий процесор i8086 і його варіант - i8088.
Основним доводом в його користь була сумісність з 8080/8085 і Z-80, відносно низька ціна і що найважливіше - зовнішня 8-розрядна шина даних у i8088. Це зменшувало вартість системи на багато сотень доларів за рахунок сумісності з 8-розрядним обв'язуванням і пам'яттю. Тут потрібно сказати, що в освоєнні процесора з погляду програмного забезпечення, була певна складність, увязнена в сегментованій організації доступу до пам'яті. Як би там не було, але як ЦП для свого першого ПК, IBM вибрала i8088. З тих пір процесор Intel стане невід'ємною частиною персонального комп'ютера, а сам комп'ютер довго іменуватимуть IBM PC (або ж IBM PC/XT).

Перші покоління AMD

Ще в травні 1969 року колишній директор відділу маркетингу Fairchild Semiconductor Джері Сандерс і декілька однодумців заснували фірму Advanced Micro Devices (AMD), яка спеціалізувалася на виробництві мікроелектронних пристроїв.Компанія добилася успіху і вже через п'ять років володіла значним виробництвом.

Пізніше, в 1982 році на основі ліцензійної угоди з фірмою Intel, AMD починає виробництво клонів процесорів x86. Але компанія не обмежилася простим клонуванням і в 1991 році створила свій варіант Intel 386™. З тих пір AMD стає найвідомішим конкурентом Intel у виробництві процесорів x86... В ті часи, для завоювання ринку, Intel охоче надавала ліцензії на виробництво процесорів x86 стороннім виробникам. І на основі ліцензійних угод процесори проводили Fujitsu, Harris, Hitachi, Kruger, NEC, Siemens. NEC був один з декількох виробників процесорів 8086/8088 за ліцензією Intel, який не задовольнився простим відтворенням, а спробував внести удосконалення.

Процесор NEC V20 був цікавий тим, що він був швидший i8088 (а V30 - швидше, ніж 8086) і таким чином, став першим " клоном", проте, юристи Intel тоді не обернули на цю увагу.

Зате новий, ще швидший процесор i80286 (1982 рік) мав істотний приріст продуктивності в порівнянні з i8086/i8088, особливо в порівнянні з i8088. Так само як і i8086, i80286 мав сегментовану організацію доступу до пам'яті (для того, щоб дістати доступ до потрібного елементу пам'яті, потрібно було вказати окремо сегмент і зсув). Така організація вимагала значних додаткових зусиль при написанні програм. i80286 міг адресувати більше 1 МБ пам'яті, але для цього потрібно було перемикатися в захищений режим, а назад повернутися можна було після повного перезапуску. На щастя, всі додатки для i8086 продовжували працювати на нім і тому i80286 використовувався скорішим як швидкий i8086. Введення захищеного режиму на додаток до реального режиму, не зустріло тоді ентузіазму програмістів.

Проте, i80286 став основою новітнього за тими мірками ПК IBM PC/AT і його численним клонам. Підвищена продуктивність, додаткові режими адресації - ось основні відмінності нового процесора. І головне - сумісність з існуючим програмним забезпеченням. Природно, процесор також ліцензіював сторонніми виробниками...

Не можна не згадати і про i80186/i80188 -- варіанті i8086/i8088, який розроблявся з метою зменшення вартості, розмірів і енергоспоживання систем, побудованих на базі i8086/i8088. Але цей процесор відомий як основа різних спеціалізованих контроллерів; на нім багато пристроїв випускаються і до цих пір.