Особенности ремонта импульсного блока питания DVD на видео

3.1.1. Особенности типовой схемы БП ПК. Основные критерии диагностики блоков питания.

Основные функциональные узлы

Для понимания функционирования и структуры источника питания системного модуля ниже приводятся структурные схемы типовых источников АТ/АТХ и поясняется работа наиболее сложного узла структурной схемы - полумостового преобразователя. Структурные схемы источников питанияAT, ATXпредставлены на Рисунок1.2и1.3.

Структурные схемы источников питания АТ/АТХ Источник питания формата AT

В источнике питания формата AT (Рисунок 1.2) напряжение питания через внешний размыкатель сети, расположенный в корпусе системного блока, поступает на сетевой фильтр и низкочастотный выпрямитель. Далее выпрямленное напряжение,величиной порядка300В,полумостовым преобразователем преобразуется в импульсное.

Развязка между первичной сетью и потребителями осуществляется импульсным трансформатором. Вторичные обмотки импульсного трансформатора подключены квысокочастотным выпрямителям + 12 В и ±5 В и соответствующим сглаживающим фильтрам.

Сигнал Power Good (питание в норме),подаваемый на системную плату через0,1...0,5спосле появления питающих напряжений +5 В, выполняет начальную установку процессора. Выход из строя силовой части источника предотвращается узлом защиты и блокировки. При отсутствии аварийных режимов, работы эти цепи формируют сигналы, разрешающие функционирование ШИМ-контроллера, который управляет полумостовым преобразователем посредством согласующего каскада. В аварийных режимах работы осуществляется сброс сигнала P.G.

Поддержание выходных напряжений постоянному значению в контроллере обеспечивается системой управления с обратной связью, при этом в качестве ошибки используется отклонение выходного напряжения от источника +5 В и +12В.

Рисунок 18 - Структурная схема источник питания формата АТХ

Источники питания формата АТХ
Источник питания формата АТХ (Рисунок17) отличается наличием:

• вспомогательного преобразователя;
• выпрямителя источника дежурного режима +5 BSB;
• дополнительного источника +3,3 В;
• устройств управления дистанционным включением блока питания по сигналу PS_ON, управляющим работой ШИМ-контроллера.

Функциональные элементы

В разделе рассматриваются примеры практической реализации элементов структурных схем источников питания, а также справочные данные основных элементов схем и их аналогов.

Входной фильтр

С целью предотвращения проникновения в электрическую сеть импульсных помех, создаваемых источником питания, на его входе включается, как правило, заградительный фильтр.

Кроме подавления помех фильтр, как входной элемент, выполняет также защитную функцию в аварийных режимах эксплуатации источника питания - защита по току, защита от перенапряжения.

В некоторых схемах источников питания в состав фильтра включают нелинейный элемент варистор, предназначенный для ограничения зарядного тока высоковольтного емкостного фильтра. В этом пункте рассмотрим только те меры, которые применяют для защиты от помех на входе источника питания.

Типовая схема заградительного фильтра

Типовая схема заградительного фильтра источника питания системного модуля (Рисунок 18). На входе фильтра включен конденсатор С1, далее напряжение питания сети переменного тока подается на блок питания системного модуля через сетевой индуктивно-емкостной фильтр.

Защита по току осуществляется предохранителем F1, который ограничивает ток нагрузки на уровне не более 1,25 номинального значения, а от превышения напряжения в сети (перенапряжения) осуществляется варистором Z1. При повышении напряжения питающей сети выше некоторого уровня сопротивление элемента Z1 резко уменьшается, вызывая срабатывание предохранителя.

Рисунок 19 - Схема заградительного фильтра

Низкочастотный выпрямитель

Питание преобразователей осуществляется постоянным напряжением, которое вырабатывается низкочастотным выпрямителем (Рисунок19). Мостовая схема выпрямления, выполненная на диодах D1...D4, обеспечивает надлежащее качество выпрямления сетевого напряжения. Последующее сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения осуществляется фильтром на дросселе L1 и последовательно включенных конденсаторах CI, C2. Резисторы Rl, R2 создают цепь разряда конденсаторов CI, C2 после отключения блока питания от сети.

Возможность питания от сети 115 В реализуется введением в схему выпрямителя переключателя выбора питающего напряжения. Замкнутое состояние переключателя соответствует низкому напряжению питающей сети (-115 В). В этом случае выпрямитель работает по схеме удвоения напряжения, а процесс зарядки будет происходить следующим образом. Пусть в некоторый момент времени на входе выпрямителя положительный

полупериод сетевого напряжения. Это эквивалентно действию внешнего источника, на клемме 1 которого положительный полюс, а на клемме 2 - отрицательный. Заряд конденсатора С1 будет происходить по цепи:
+ U cem (клемма 1) → D 2 → L 1→С1→ SW 1→ NTCR 1→- (клемма 2).

При смене полярности полупериода входного напряжения будет происходить заряд конденсатора С2 по цепи:
+ U cem (клемма 2) → NTCR 1 → SW 1→С2→ D 1→ -U cem (клемма 1).

Выходное напряжение соответствует суммарному значению напряжения на конденсаторах C1, C2.

Одной из функций выпрямителя является ограничение тока зарядки входного конденсатора низкочастотного фильтра, выполненное элементами, входящими в состав выпрямительного устройства блока питания. Необходимость их применения вызвана тем, что режим запуска преобразователя близок к режиму короткого замыкания. Зарядный ток конденсатора при подключении его непосредственно к сети может быть значительным и достигать нескольких десятков-сотен ампер.

Применение термисторов типа NTCR1 с отрицательным ТКС (Рисунок 19), включаемых последовательно в цепь заряда конденсатора, позволяет устранить нежелательные эффекты заряда входного конденсатора низкочастотного фильтра. Термистор имеет некоторое сопротивление в «холодном» состоянии, после прохождения пика зарядного тока резистор разогревается и его сопротивление становится в 20...50 раз меньше. В высококачественных источниках питания используются варисторы Zl, Z2. Их применение объясняется необходимостью защиты блока от превышения напряжения в питающей сети.

Рисунок 20 - Схема низкочастотного выпрямителя и принцип работы переключателя напряжения (а, в)

Полумостовой высокочастотный преобразователь

В источниках питания системных модулей высокочастотный преобразователь выполнен по схеме двухтактного преобразователя напряжения полумостового типа , принципиальная схема которого приведена на Рисунок 1.4. Активными элементами схемы являются транзисторные ключи Q1, Q2 с обратно включенными диодами Dl, D2. С помощью конденсаторов CI, C2 на схеме изображены емкости переходов коллектор-эмиттер транзисторов, диодов монтажа, трансформатора Т1 и др., а из конденсаторов С4, С5 образован делитель напряжения первичного источника ЕпИТ. Элементы D3, D4, Ьф, Сф образуют выходной выпрямитель.

Форма напряжений в коллекторе Q2 (эмиттере Q1) определяется процессами накопления энергии в первичной обмотке трансформатора Т1, индуктивности рассеяния L$ и заряда (разряда) конденсаторов CI, C2. Если открыт транзистор Q1, происходит разряд конденсатора С1 через открытый переход к-э транзистора Q1 и заряд конденсатора С2, обуславливающий выброс напряжения в коллекторе Q2 совместно с действием индуктивности L $. В случае открытого транзистора Q2 происходит разряд конденсатора С2 и заряд С1, при этом в эмиттере Q1 имеется выброс напряжения, обусловленный зарядом этого конденсатора. На временных диаграммах (Рисунок 1.5) наблюдается нарастание тока заряда конденсаторов С1 (С2), объясняющееся нарастанием тока намагничивания Т1. Конденсаторы С4, С5 в этой схеме являются реактивными эквивалентами транзисторов мостовой схемы и замыкают цепь протекания тока через первичную обмотку Т1.1.

Временные диаграммы напряжений и токов

Транзисторные ключи Ql, Q2 противофазно открываются и закрываются сигналами U1 и U2 (см. Рисунок. 1.5), момент времени t0-t2 соответствует открытому состоянию транзистора Q1. При этом первичная обмотка трансформатора Т1.1 оказывается подключенной к выходу емкостного делителя напряжения С4, С5, вследствие этого напряжение на запертых транзисторах не превышает значения Епит/2.

Рисунок 21 - Принципиальная схема двухтактного полумостового преобразователя напряжения

Двухтактным схемам свойственно явление «сквозных токов», причиной которого является инерционность перехода транзистора из включенного состояния в выключенное из-за конечного времени рассасывания избыточных неосновных носителей. Способом борьбы со сквозными токами является создание фиксированной задержки открывающего сигнала по отношению к закрывающему.

Вспомогательный преобразователь

Вспомогательный преобразователь является конструктивной особенностью источников питания формата АТХ. Данный преобразователь формирует напряжение +5BSB в выключенном состоянии системного модуля. Устройство представляет собой блокинг-генератор, функционирующий в автоколебательном режиме в течение всего времени замкнутого состояния сетевого выключателя блока питания.

Упрощенная схема автоколебательного блокинг-генератора для обратноходового преобразователя приведена на Рисунок 21. Основными элементами блокинг-генератора являются транзистор Q и трансформатор Т1. Цепь положительной обратной связи образована вторичной обмоткой трансформатора, конденсатором С и резистором R, ограничивающим ток базы. Резистор R $ создает контур разряда конденсатора на этапе закрытого состояния транзистора. Диод D исключает прохождение в нагрузку RH импульса напряжения отрицательной полярности, возникающего при запирании транзистора. Ветвь, состоящая из диода D1, резистора R1 и конденсатора С1, выполняет функцию защиты транзистора от перенапряжения в коллекторной цепи.

Рисунок 22 - Принципиальная схема автоколебательного блокинг-генератора
Рисунок 23 - Временные диаграммы работы Рисунок 24 - Схема вспомогательного преобразователя

Схема типового преобразователя автогенераторного типа показана на Рисунок 23. Во всех схемах преобразователей ключевой транзистор работает в режиме с большими коммутационными перегрузками по току коллектора, поэтому в автогенераторе используется мощный транзистор. Для увеличения длительности «паузы» ключевого транзистора в автоколебательном режиме используется дополнительный источник отрицательного смещения. Ограничение выбросов управляющего сигнала осуществляется стабилитроном ZD2, включееным в цепь базы ключевого транзистора Q3. В цепи демпфирования допустимо использование RC-цепи, включенной в коллекторную цепь транзистора, в некоторых случаях демпфирующая RC-цепь устанавливается и в цепи базы ключа.

Выходной выпрямитель

Выходные выпрямители источника питания различают по значению напряжения выходного канала. Они выполнены по двухтактной схеме и, как уже отмечалось, имеются на UBbIX= +12 В, +5 В, -12 В и -5 В. Вследствие высокой частоты работы преобразователя объясняется использование специальных элементов, допускающих работу при повышенных частотах и температурах. Так, в качестве выпрямительных используются диоды Шоттки, обладающие малым падением напряжения в прямом направлении (0,2...0,3 В для кремниевых диодов), и конденсаторы с малыми потерями, допускающими работу при высоких температурах.

Схема выходного выпрямителя типового источника питания формата АТХ представлена на Рисунок 24. Выпрямитель каждого канала выполнен по двухполупериодной схеме выпрямления, обладающей меньшим коэффициентом пульсаций по сравнению с однополупериодной. Фильтрацию выходного напряжения выходных напряжений осуществляют индуктивными (LI, L3, L4) и емкостными фильтрами (С19, С20, С21, С22 и С25). Включение последовательных RC-цепочек R9, СЮ и R10, СП параллельно обмоткам трансформаторов позволяет уменьшить интенсивность помех создаваемых источником. Возможность значительного повышения напряжения на выходе выпрямителя при отключенной нагрузке устраняется резисторами R31, R32, R33, R34.

Выпрямитель +3,3 В источников питания формата АТХ (Рисунок 3.40) может быть исполнен по схеме простейшего последовательного компенсационного стабилизатора напряжения, как например в PM-230W.

Формирователи сигнала Power Good

Для корректного запуска вычислительной системы компьютера в системной плате организована задержка подачи питания на время, пока не закончатся переходные процессы в блоке питания и на выходе не установятся номинальные значения выходных напряжений. С этой целью в блоке питания формируется специальный сигнал Power Good («питание в норме»). Задержанный на 0,1...0,5 с сигнал Power Good представляет собой уровень логической единицы, порядка +5 В, который предназначен для начальной установки системной платы.

Формирователи могут быть выполнены в дискретном и интегральном исполнении.

Рисунок26 - Схема формирователя сигнала PG

• LM339; KA339 (четыре компаратора в одном корпусе);
• LM393; КА393 (два в одном корпусе) или в виде специализированной микросхемы М51975А.

Цепи защиты и контроля

Защита источников питания проявляется в критических режимах работы, а также в тех случаях, когда действие обратной связи может привести к предельным режимам работы элементов схемы, предупреждая тем самым выход из строя силовых и дорогостоящих элементов схемы.

В результате действия цепей защиты снимаются выходные управляющие сигналы с ШИМ-контроллера, транзисторы преобразователя находятся в выключенном состоянии, выходное вторичное напряжение отсутствует. Следует различать такие цепи защиты:

1. от короткого замыкания в нагрузке;
2. от чрезмерного тока в транзисторах полумостового преобразователя;
3. защиту от превышения напряжения.

Первые два типа защиты близки по действию и связаны с предупреждением отдачи преобразователем большой мощности в нагрузку. Действуют они при перегрузках источника питания или же неисправностях в преобразователе. Защита от превышения напряжения может возникать при перепадах входного напряжения и в некоторых других случаях.

Выключение преобразователя в источниках питания осуществляется с помощью дополнительного усилителя ошибки, обычно это усилитель ошибки 2, включенный компаратором либо по каналу управления паузой. Ниже приводятся описание схем защиты рассматриваемых источников питания.

3.1.2. Неисправности блоков питания, их признаки, причины возникновения и способы устранения

Источник питания представляет собой сложное радиоэлектронное устройство, ремонт которого необходимо осуществлять, точно представляя его работу и владея навыками нахождения и устранения дефектов. При ремонте рекомендуется комплексное использование всех доступных способов поиска неисправностей.

Необходимо помнить, что подсоединение к сети БП должно происходить только через разделительный трансформатор.

Ремонт следует проводить технически исправными приборами, с использованием низковольтных паяльников.

Групповая стабилизация выходных напряжений ИБП характеризуется тем, что с увеличением тока нагрузки одного из вторичных выпрямителей увеличивается нагрузка импульсного трансформатора, и это сказывается на значениях выходных напряжений всех выпрямителей, подключенных к нему. Поэтому при ремонте БП следует использовать эквивалентную нагрузку.

Для блока питания мощностью 200 Вт следует использовать эквиваленты нагрузок: для источника питания +5 В нагрузку сопротивлением 4,7 Ом (50 Вт), для источника +12 В нагрузку 12 Ом (12 Вт).

Проблемы, которые могут иметь место при неисправности блока питания, можно классифицировать как очевидные и неочевидные.

К очевидным относятся: компьютер вообще не работает, появление дыма, сгорает предохранитель на распределительном щите.

Неочевидные с целью исключения ошибок определения неисправного элементатребуют дополнительного диагностирования системы, тем не менее, они могут быть связаны с работоспособностью источника:

• любые ошибки и зависания при включении питания;
• спонтанная перезагрузка и периодические зависания во время обычной работы;
• хаотические ошибки четности и другие ошибки памяти;
• одновременная остановка жесткого диска и вентилятора (нет +12 В), перегрев компьютера из-за выхода из строя вентилятора;
• перезапуск компьютера при малейшем снижении напряжения сети;
• удары электрическим током во время прикосновения к корпусу компьютера или к разъемам
• небольшие статические разряды, нарушающие работу сети.

Особое внимание следует обращать на цепь формирования сигнала «Питание в норме», ранняя подача этого сигнала может приводить к искажениям CMOS-памяти.
При ремонте ИБП необходимо использовать следующие методы:

Метод анализа монтажа

Этот метод позволяет, используя органы чувств человека (зрение, слух, осязание, обоняние), отыскать место нахождения дефекта со следующими признаками;

• сгоревший радиоэлемент, некачественная пайка, трещина в печатном проводнике, дым. искрение и т.д;
• разнообразные звуковые эффекты (писк, "цыкание" и т.д). источником которых является импульсный трансформатор ИБП;
• перегрев радиоэлементов;
• запах сгоревших радиоэлементов

Метод измерений

Метод основан на использовании измерительных приборов при поиске дефектов, вольтметра, омметра, осциллографа.

Метод замены
Метод основан на замене сомнительного радиоэлемента на заведомо исправный.

Метод исключения

Метод основан на временном отсоединении (при возможной утечке или пробое) или перемыкании выводов (при возможном обрыве) сомнительных элементов.

Метод воздействия

Метод основан на анализе реакции схемы на различные манипуляции, производимые техником:

• изменение положений движков установочных переменных резисторов (если они имеются);
• перемыкание выводов транзисторов в цепях постоянного тока (эмиттер с базой, эмиттер с коллектором);
• изменение напряжения питающей сети (с контролем по осциллографу работы схемы ШИМ);
• поднесение жала горячего паяльника к корпусу сомнительного радиоэлемента и т п манипуляции.

Метод электропрогона

Позволяет отыскать периодически повторяющиеся дефекты и проверить качество произведенного ремонта (в последнем случае прогон должен составлять не менее 4 часов).

Метод простука

Метод позволяет выявить дефекты монтажа на включенном БП путем покачивания элементов, подергивания за проводники, постукивания по шасси резиновым молоточком и др.

Метод эквивалентов

Метод основан на временном отсоединении части схемы и замене ее совокупностью элементов, оказывающих на нее такое же воздействие. Подобными участками схемы могут быть генераторы импульсов, вспомогательные источники постоянного напряжения, эквиваленты нагрузок

При этом любые конкретные характеристики блока, полученные из документации на него, либо считанные с его корпуса, могут и должны быть использованы при его ремонте

При устранении неисправности техник должен не только применять эти методы в чистом виде, но и комбинировать их.

Типовые неисправности БП ПК
Характерными причинами возникновения аварийных режимов в схеме ИБП являются:

• "броски" сетевого напряжения, вызывающие увеличение амплитуды импульса на коллекторе ключевого транзистора:
• короткое замыкание в цепи нагрузки
• лавинообразное нарастание тока коллектора из-за насыщения магнитопровода импульсного трансформатора, например, из-за изменения характеристики намагничивания магнитопровода при перегреве или случайного увеличения длительности импульса, открывающего транзистор.

ОДНОЙ ИЗ САМЫХ ХАРАКТЕРНЫХ НЕИСПРАВНОСТЕЙ является"пробой"

диодов выпрямительного моста или мощных ключевых транзисторов, ведущий к возникновению КЗ в первичной цепи ИБП. Пробой диодов выпрямительного моста может привести к ситуации, когда на электролитические сглаживающие емкости сетевого фильтра будет непосредственно попадать переменное напряжение сети. При этом электролитические конденсаторы, стоящие на выходе выпрямительного моста, взрываются

КЗ в первичной цепи ИБП может возникать в основном, по двум причинам.

• из-за изменения параметров элементов базовых цепей мощных ключевых транзисторов (например, в результате старения, температурного воздействия и др.):
• из-за подключения компьютера к розетке: установленной в сети, нагружаемой, помимо средств вычислительной техники, сильноточными установками (станками, сварочными аппаратами, сушилками и т.д.)

В результате в сети могут возникать импульсные помехи, амплитудой до 1 кВ. которые приводят, как правило, к "пробою" по участку коллектор-эмиттер мощных ключевых транзисторов.

Третьей причиной КЗ в первичной цепи ИБП является безграмотность ремонтного персонала, проводящего измерения заземленным осциллографом в первичной цепи ИВП!

При КЗ в первичной цепи ИБП выгорает (со взрывом) токоограничивающий терморезистор с отрицательным ТКС. Это происходит после замены сгоревшего предохранителя и повторного включения в сеть, если осталась не устраненной основная причина КЗ. Поскольку достать данные резисторы иногда бывает трудно, специалисты, проводящие ремонт БП порой просто устанавливают коротко замыкающую перемычку на то место, где должен стоять терморезистор. Тем самым снимается токовая защита диодов выпрямительного моста, и БП весьма скоро вновь выйдет из строя.

При замене мощных ключевых транзисторов лучше всего использовать транзисторы того же типа и той же фирмы-изготовителя. В противном случае установка транзисторов другого типа может привести либо к выходу их из строя, либо к несрабатыванию схемы пуска ИБП (в случае использования более мощных, чем стояли в схеме ранее транзисторов)

ВТОРОЙ ХАРАКТЕРНОЙ НЕИСПРАВНОСТЬЮ ИБП является выход из строяуправляющей микросхемы типа TL494. Исправность микросхемы можно установить, оценивая работу отдельных ее функциональных узлов (без выпаивания из схемы ИБП). Для этого может быть рекомендована следующая методика:

Операция 1 .Проверка исправности генератораDA6и опорного источникаDA5

Исправность генератора DА6 оценивается по наличию пилообразного напряжения амплитудой 3.2В на выводе 5 микросхемы (при условии исправности частотозадающих конденсатора и резистора, подключенных к выводам 5 и 6 микросхемы, соответственно).

Исправность опорного источника DA5 оценивается по наличию на выводе 14 микросхемы постоянного напряжения +5В, которое не должно изменяться при изменении питающего напряжения на выводе 12 от +7В до +40В.
Операция 2. Проверка исправности цифрового тракта.

Не включая ИБП в сеть, подать на вывод 12 управляющей микросхемы питающее напряжение 10-15В от отдельного источника

Исправность цифрового тракта оценивается по наличию на выводах 8 и 11 микросхемы (в случае включения выходных транзисторов микросхемы по схеме с ОЭ) или на выводах 9 и 10 (в случае их включения по схеме с ОК) прямоугольных последовательностей импульсов в момент подачи питания.

Проверить наличие фазового сдвига между последовательностями выходных импульсов, который должен составлять половину периода.

Операции 3 Проверка исправности компаратора"мертвой зоны" DA1.

Не включая ИБП в сеть, подать на вывод 12 управляющей микросхемы питающее напряжение 10-15В от отдельного источника.

Убедиться в исчезновении выходных импульсов на выводах 8 и 11 при замыкании вывода 14 микросхемы с выводом 4

Операция 4 Проверка исправности компаратора ШИМDA2.

Не включая БП в сеть, подать на вывод 12 управляющей микросхемы питающее напряжение 10-15В от отдельного источника

Убедиться в исчезновении выходных импульсов на выводах 8 и 11 при замыкании вывода 14 микросхемы с выводом 3.

Операция 5 Проверка исправности усилителя ошибкиDA3.

Не включая БП в сеть, подать на вывод 12 управляющей микросхемы питающее напряжение 10-158 от отдельного источника.

Проконтролировать уровень напряжения на выводе 2, которое должно отличаться от нуля. Изменяя напряжение на выводе 1, подаваемое от отдельного источника питания, в пределах от 0.3В до 6В: проконтролировать изменение напряжения на выводе 3 микросхемы.

Операция 6 Проверка усилителя ошибкиDA4.Не включая ИБП в сеть,подать на вывод12 управляющей микросхемы питающее напряжение 10-15В от отдельного источника.

Проконтролировать уровень напряжения на выводе 3. предварительно выставив усилитель DA3 в состояние "жесткого 0" на выходе. Для этого напряжение на выводе 2 должно превышать напряжение на выводе 1. Проконтролировать появление напряжения на выводе 3 при превышении потенциалом, подаваемым на вывод 16, потенциала, приложенного к выводу

ТРЕТЬЕЙ ХАРАКТЕРНОЙ НЕИСПРАВНОСТЬЮ является выход из строявыпрямительных диодов во вторичных цепях ИБП (кз* правило, это пробой или уменьшение обратного сопротивления диода).

Обращаем Ваше внимание на правильный выбор заменяемого диода по току, граничной частоте переключения и обратному напряжению"

В канале выработки +5В стоят диоды Шоттки. а в остальных каналах - обычные кремниевые диоды.

Необходимо обеспечивать хороший теплоотвод для выпрямительных диодов в каналах выработки +5В и +12В.

При контроле выпрямительных диодов желательно выпаивать их из схемы, т.к.. как правило, параллельно им подключены многочисленные элементы, и контроль диодов без выпаивания их из схемы в этом случае становится некорректным

Немаловажно БП может вырабатывать все выходные напряжения, а сигнал PG будет равен 0В и процессор будет заблокирован.

В схему выработки сигнала PG входит достаточно много элементов, которые тоже могут выйти из строя

Перечисленные неисправности являются основными и. как правило, несложными для поиска.

Иногда сбои, возникающие в схеме БП в процессе проведения измерений, приводят к аварийным режимам работы силовых транзисторов. Сбои могут вызываться увеличением значения монтажной емкости элементов схемы БП в месте подсоединения измерительных щупов прибора1

Сетевой предохранитель (3-5А) всегда расположен на монтажной плате БП и практически защищает сеть от коротких замыканий в БП, а не БП от перегрузок

Практически всегда перегорание сетевого предохранители сигнализирует о выходе БП из строя.

Своеобразным индикатором работающего ИБП может служить вращение вентилятора, который запускается выходным напряжением +12В (либо -12В).

Однако для вывода БП в номинальный режим и корректного контроля всех выходных напряжений БП необходима внешняя нагрузка либо на системную плату, либо на сопротивления, обеспечивающие получение всего диапазона токовых нагрузок, указанных в таблице 2, Для оценки работоспособности ИБП в первом приближении можно воспользоваться нагрузочным резистором с номиналом порядка 0.5 Ом и рассеиваемой мощностью не менее 50Вт по каналу выработки +5В.

Исправный ИБП должен работать бесшумно. Это следует из того, что частота преобразования находится за пределом верхнего порога диапазона слышимости. Единственным источником акустического шума является работающий вентилятор.

Если кроме гудения вентилятора прослушиваются писк, "цыканье" или другие звуки, то это однозначно свидетельствует о неисправности ИБП или о его нахождении в аварийном режиме! В этом случае следует немедленно выключить ИБП из сети и устранить неисправность.

Для более сложных случаев выхода из строя ИБП необходимо хороню представлять принципы работы ИБП. причинно-следственную взаимосвязь отдельных узлов схемы и. конечно, иметь принципиальную схему данного блока питания

Типовые неисправности источников питания

Проверка радиоэлементов

Детальную проверку радиоэлементов можно производить как с помощью цифровых мультиметров, так и аналоговых (стрелочных). Рассмотрим проверку типовых элементов источника питания.

Диоды

Проверку полупроводниковых диодов стрелочным прибором следует проводить, включив прибор для измерения сопротивлений, начиная с наиболее нижнего предела (установить переключатель в положение xl). При этом измеряют сопротивления диода в прямом и обратном направлениях. В случае исправного диода прибор покажет небольшое сопротивление (несколько сотен ом) для прямого смещения диода, в обрат-ном - бесконечно большое сопротивление (разрыв). Для неисправного диода прямое и обратное направления мало чем различаются.

При проверке цифровым мультиметом прибор переводят в режим тестирования (иначе, в режиме измерения сопротивления в прямом и обратном направлениях диод покажет разрыв). Если диод исправен, то на цифровом табло отображается напряжение р-n перехода, в прямом направлении для кремниевых диодов это напряжение 0,5...0,8 В, для германиевых 0,2...0,4 В, в обратном направлении - разрыв.

Транзисторы

Учитывая, что транзистор имеет два р-n перехода, при тестировании транзисторов подвергаются проверке оба перехода, в остальном проверка аналогична проверке диодов. Проверку удобно проводить, измеряя сопротивления переходов относительно базового вывода, приставив один из электродов прибора к базе измеряемого транзистора. Для маломощных транзисторов при измерении стрелочным прибором оба перехода в прямом направлении имеют достаточно близкие значения (порядка сотен Ом) и в обратном направлении - разрыв.

Дополнительной проверке подвергается переход коллектор-эмиттер, который также должен иметь разрыв. При проверке мощных транзисторов сопротивления переходов в прямом направлении могут быть несколько единиц ом. Цифровой прибор показывает напряжение для прямого направления переходов 0,45...0,9 В.

Для определения структуры и выводов неизвестного транзистора желательно воспользоваться стрелочным прибором. При определении выводов необходимо предварительно убедиться в том, что транзистор исправен. Для этого определяется вывод базы по примерно одинаковым малым сопротивлениям переходов база-эмиттер и база-коллектор в прямом и большим - в обратном направлении.

Полярность щупа прибора, смещающего переходы в прямое направление, определит структуру транзистора: если щуп прибора имеет полярность «-» - значит транзистор имеет структуру p-n-р, а если «+» - то n-p-п. Для определения эмиттерного и коллекторного выводов транзистора щупы прибора подключаются к неизвестным пока выводам транзистора. Найденный вывод базы через резистор в 1 кОм поочередно подключается к каждому из оставшихся выводов. При этом поочередно измеряется сопротивление переходов коллектор-эмиттер. Вывод, к которому резистор подключен, имеющий наименьшее значение сопротивления перехода определит коллектор транзистора, оставшийся электрод будет эмиттером.

Оптопары

Для проверки оптопар на входную часть (светоизлучающую) подается напряжение от внешнего источника питания. При этом контролируется сопротивление перехода, как правило, коллектор-эмиттер в приемной части. У исправной оптопары сопротивление перехода коллектор-эмиттер значительно меньше при включенном питании (несколько сотен ом), чем при выключенном. Неизменное сопротивление перехода коллектор-эмиттер свидетельствует о неисправности оптопары.

Конденсаторы

Неисправные конденсаторы могут выявляться в процессе внешнего осмотра неисправного блока питания. Следует обращать внимание на трещины в корпусе, подтеки электролита, коррозию у выводов, нагревание корпуса конденсатора при работе. Неплохой проверкой может быть параллельное подключение к проверяемому заведомо исправного конденсатора. Отсутствие такой информации говорит о необходимости выпаивания подозрительного конденсатора. Прибор, включенный в режим измерения сопротивления, устанавливают в верхний предел. При тестировании проверяют способность конденсатора к процессам заряда и перезаряда. Проверку удобно проводить стрелочным прибором. В процессе заряда стрелка прибора отклоняется к нулевой отметке, а затем возвращается в исходное состояние (бесконечно большого сопротивления). Чем больше емкость конденсатора, тем более длительный процесс заряда. В «утечном» конденсаторе процесс заряда продолжается процессом разряда, т.е. последующим процессом уменьшения сопротивления. Цифровой мультиметр при проверке конденсаторов издает звуковой сигнал. Если сигнала нет, конденсатор не исправен.

Термисторы

В этих резисторах сопротивление значительно изменяется с изменением температуры. Проверку термисторов осуществляют при нормальной температуре и при повышенной. Повышенной температуры можно добиться нагревая корпус термистора, например, с помощью паяльника. В источниках питания как правило используются термисторы, сопротивление которых при нормальной температуре составляет единицы Ом, с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, поэтому при нагревании сопротивление исправного термистора должно уменьшаться.

3.1.3. Алгоритмы нахождения неисправностей блока питания ПК

До начала ремонта блока питания ПК необходимо выполнить следующие мероприятия:

• Обеспечить выполнение мер безопасности (БП подключать через разделительный трансформатор);
• Изучить, при наличии, принципиальную схему БП, выделить основные структурные блоки, ознакомится с особенностями конструкции;
• Определить конструктивное размещение основных структурных блоков БП.
• Составить план (алгоритм) поиска неисправностей БП.

На Рисунок 29 представлен общий вид алгоритма поиска неисправностей в БП.

На Рисунок 30-32 представлены алгоритмы поиска для наиболее часто встречающихся случаев неисправностей блока питания.

3.1.4. Основные неисправности системной платы, их признаки, причины возникновения и способы устранения

3.1.4.1 Основные элементы материнской платы

Для создания материнских плат обычно используют специальный набор микросхем - чипсет. Обычно он состоит из двух основных частей: южного и северного моста (North Bridge, South Bridge), но нужно отметить, что сейчас встречаются варианты, выполненные на одной микросхеме. Северный мост обычно служит для организации связи процессора с памятью и AGP, а южный мост подсоединяется к северному мосту и служит для работы переферией (IDE, ISA, EEPROM и т.д.).

Архитектуры материнских плат наиболее верно (на сегодня) разбить на две группы: с использованием для связи между мостами PCI шины, и с применением специальных интерфейсов. От использования PCI для связи между мостами постепенно отказываются и большинство новых чипсетов не используют для связи между собой этот интерфейс. Это вызвано прежде всего низкой пропускной способностью PCI: всего 133Mb/c. Очевидно, что даже 2 канала ATA100 не смогут прокачать данные. Нужно сказать, что существует много различий между разными типами чипсетов, но большинство из них не влияет на общую структуру. Ниже привожу структурные схемы обоих вариантов, которые сейчас используются.

Рисунок 33 - Структурная схема материнской платы

Процессор –главная деталь в системе,как видно из схемы он подключен практическико всем узлам платы, кроме MIO, и то на многих старых платах сигнал вентиля GATE A20 заводился с MIO.

ВИП1 -первый вторичный источник питания,все процессоры начиная сPentium MMXимеют двойное питание. Надо отметить, что выставление значения напряжения питания автоматически поддерживается сравнительно новыми процессорами, и сигналы VID могут устанавливаться перемычками на плате, а не непосредственно процессором. Стабилизаторы практически всегда импульсные и для их реализации используются специальные микросхемы. Обладают большой мощностью, и выходные каскады почти всегда имеют дополнительное охлаждение.

ВИП2 –второй вторичный источник питания используется для питания всех устройствне питающихся от 5В. Не смотря на то, что у источника питания ATX формата есть источник на 3.3 вольта, многие цепи питания имеют дополнительные стабилизаторы на плате.

На данной структурной схеме, вторичные источники питания изображены не все и показаны очень условно, в реальных схемах все намного сложней. В любой современной плате имеется не мене 4 вторичных источников питания: один для памяти – 3.3в/2.5в, второй для AGP 3.3в/1.5в, третий для логики 3.3в, четвертый для ядра процессора от 2.0в/1.45в. Приведенная схема справедлива лишь для устаревших МБ, например I430TX.

CLOCK –опорный генератор,все устройства на материнской плате синхронизируютсяодним опорным генератором, система синхронизации на структурной схеме изображена достаточно условно. В общем случае в компьютере существуют следующие тактовые частоты:

• Host Bus Clock (CLK2IN) - это опорная частота (внешняя частота шины процессора). Именно из нее могут получаться другие частоты и именно она задается перемычками (джамперами);
• CPU Clock (Core Speed) - это внутренняя частота процессора, на которой работает его вычислительное ядро. Может совпадать с Host Bus Clock или получаться из нее умножением на 1,5, 2, 2,5, 3, 4. Умножение должно быть предусмотрено в конструкции процессора.
• ISA Bus Clock (ATCLK, BBUSCLK) - это тактовая частота системной шины ISA (сигнал SYSCLK). По стандарту она должна быть близка к 8 МГц, но в BIOS Setup имеется возможность выбрать ее через коэффициент деления частоты Host Bus Clock. Иногда компьютер остается работоспособным и при частоте шины ISA около 20 МГц, но обычно платы расширения ISA разрабатываются из расчета на 8 МГц, и при больших частотах они перестают работать. Не следует рассчитывать, что компьютер станет вдвое быстрее при удвоении этой частоты. Для каналов прямого доступа к памяти на системной плате используется еще один тактовый сигнал SCLK, частота которого, как правило, составляет половину от ISA Bus Clock.
• PCI Bus Clock - это тактовая частота системной шины PCI, которая по стандарту должна быть 25 - 33,3 МГц. Ее обычно получают делением частоты Host Bus Clock на нужный коэффициент. В компьютерах предусматривается возможность ее увеличения до 75 или даже 83 МГц, но из соображений надежности работы рекомендуется придерживаться стандартных значений.
• VLB Bus Clock - это частота локальной шины VLB, определяемая аналогично PCI Bus Clock.

CLOCK BUFFER –буфер опорного генератора используется не на всех платах.В техплатах, где чипсет управляет синхронизацией памяти, служит для буферизации сигналов синхронизации, например, используется в материнских платах на VT82C694X.

MIO –Multi Input Output chipмикросхема системы ввода вывода.Фактически этовнешнее устройство, но к сожалению без этого устройства (например при выходе из строя) материнская плата не сможет включится.

Включает в себя:

Floppy Drive Controller –контроллер накопителя на гибких дисках, CMOS –энерго-независимая память,

RTC –Real Time Clockчасы реального времени,

контроллер последовательного и паралельного интерфейсов (COMA COMB LPT), контроллер клавиатуры

система мониторинга состояния системной платы. Во многих чипсетах MIO интегрировано в южный мост частично или полностью например VT82C686B.

Пр. Ур . –преобразователь уровня,обязательно используется для реализацииCOM.MIO имеет 5 вольтовый интерфейс, а COM порт 12 вольтовый.

BIOS – Basic Input Output Systemосновная система ввода вывода,реализуется обычно ввиде EEPROM – попросту энерго-независимая память, объем обычно колеблется от 1Мбит до 4 Мбит (128КБайт до 512КБайт). Служит для управления системой до загрузки операционной системы. Именно программу записанную в BIOS, машина выполняет по включении системы. В случае нарушения целостности программы записанной в BIOS система не инициализируется. X-Bus или х- шина - очень громкий термин, просто часть сигналов для BIOS, например CE (Chip Enable – разрешение чипа). Заводится непосредственно с южного моста.

AGP –Accelerated Graphic Port–ускоренный графический порт,шина ориентированнаяна использование высоко производительных видеоадаптеров. Высокая скорость передачи обеспечивается конвейеризацией обращений к памяти. По спецификации в очередь может быть установлено до 256 запросов на обращение к памяти!!!

RAM –Random Access Memory–память случайного доступа,или попросту память.

PCI –Peripheral Component Interconnector–конектор для подсоединения внутреннихпереферийных устройств. Синхронная шина с совмещенной шиной адреса, данных и команд, позволяющая достигать скорости передачи данных до 133Мбайт/c или в PCI64 до 266Мбайт/c.

ISA –Industry Standard Architecture–индустриальный стандарт архитектуры,насегодня устаревшая шина. Большинство современных чипсетов не поддерживают эту шину.

USB –Universal Serial Bus–универсальная последовательная шина.Сейчас сталашироко распространена, имеет большие перспективы, сейчас уже есть стандарт USB2.

IDE –Integrated Device Electronic–устройства с интегрированным контроллером.Данная шина используется для подключения накопителей на жестких дисках CD-ROM и DVD-ROM приводах.

HI - Hub Interface–непереводимая игра слов(Hub –узел или центр чего либо),когданачали появляться новые быстрые периферийные устройства, PCI стала не справляться с их запросами – 2 ATA100 – 200Mb/c – PCI –133Mb/c. В первые данная архитектура была применена в I82810. Вообще понятие HI относится только к чипсетам фирмы Intel у других производителей аналогичные интерфейсы имеют другие названия, хотя выполняют те же функции и имеют вероятно похожие протоколы (к сожалению в обще доступных документах нет описания этих протоколов). У VIA аналогичный протокол назван V-Link интерфейс.

FWHI – Firm Ware Hub Interface (Узловой интерфейс для встроенного программногообеспечения - BIOS), после отказа от ISA интерфейса встала задача как загрузить BIOS и была легко решена с помощью выше описанного интерфейса. Нужно отметить, что в чипсетах от VIA нет такого интерфейса и BIOS грузится по LPC интерфейсу.

LPC –Low Pin Count Interface (Интерфейс малого количества контактов)действительноинтерфейс имеет всего 7 контактов: 4 для данных и 3 управляющих. Используется для подсоединения MIO у Intel и для BIOS у VIA,SIS.

AC97 -стандартный интерфейс для работы с внешним цифро-аналоговым или аналого-цифровым преобразователем, именно на его основе работают встроенные звуковые карты и дешевые модемы.

3.1.4.2. Неисправности системной платы, их признаки, причины возникновения и способы устранения

Основная и самая сложная плата ПК называется материнской (mainboard), генеральной, системной платой (СП), поскольку она содержит "сердце" ПК - микропроцессор. На ней также размещены несколько сверхбольших интегральных схем (СБИС), ОЗУ, ПЗУ и ряд других микросхем, переключатели - перемычки режимов работы ПК, разъемы расширения для подключения плат адаптеров и контроллеров.

Диагностика неисправностей и ремонт СП - это сложно трудоемкое, но, тем не менее, вполне посильное и очень интересное дело.

Неисправности СП также можно подразделить на три основных вида:

• Аппаратные;
• Программные;
• программно-аппаратные.

К первому виду относится, например, нарушение контакта в многослойной печатной плате или в одном из разъемов расширения СП.

Нарушение контакта в печатной плате составляет 50% всех неисправностей СП. (Необходимо помнить, что монтаж шин питания обычно выполнен во внутренних слоях платы.)

Примером "неисправностей" второго вида может служить переполнение ОЗУ резидентными программами, подключение программного драйвера, несовместимого с подключенным периферийным устройством.

программно-аппаратные неисправности-это выход из строя ПЗУBIOS,потеря илиискажение информации о конфигурации, хранимой в энергонезависимом ОЗУ (CMOS) на СП,

Диагностика неисправностей осуществляется двумя способами:

• Программно;
• с помощью приборов (осциллографа, логического пробника и анализатора).

Программный способ реализуется с помощью встроенной программыPOST,специальных диагностических программ (Checkit, Norton Disk Doctor), а также с использованием диагностических плат и ПАК MB.

Неисправность СП может быть обнаружена при первоначальном запуске ПК (самотестировании, загрузке операционной системы), при прогоне программ и в процессе работы (спустя 20...30 мин после включения).

Прежде всего, следует воспользоваться визуальной и звуковой сигнализацией, которая предусмотрена в ПК.

По длительности, количеству и чередованию звуковых сигналов (Таблица 1), формируемых компьютером в результате самодиагностики, можно определить те ее подсистемы, которые вносят сбои в работу. Конечно, небольшие тесты POST не способны провести полную проверку работоспособности компьютера, однако это - первый барьер на пути неисправностей машины.

Таблица 1

Если у вас рабочие видеокарта и монитор, то ПК, как правило, дополнительно выводит на экран цифровой код ошибки.

Таких кодов сотни, для разных типов BIOS они различные, но по первой цифре кода, (как правило - трехзначного), можно определить в каком устройстве произошел сбой.

Коды 100 и выше означают сбои в работе системной платы;
200 - ошибки RAM;

300 - ошибки клавиатуры; 400-500 - сбои в работе дисплея или принтера; 600 - ошибки НГМД;
700 - ошибки в работе математического сопроцессора;
900 - ошибки тестирования параллельного принтера;
1700 - ошибки в цепях жесткого диска.

Для облегчения работы на первом шаге диагностики существует такое замечательное средство, как POST-карта.

Основной функцией данных диагностических карт является фиксация и отображение POST-кодов, автоматически формируемых процедурой POST в процессе проверки состояния всех подсистем компьютера при включении питания или нажатии кнопки RESET.

Применение диагностической платы существенно повышает вероятность верной локализации неисправности. Большинство "зашитых" в платы диагностических программ написаны в расчете на то, что микропроцессор работает правильно.

Такой подход вполне оправдан, поскольку микропроцессор выходит из строя очень редко. Необходимо отметить, что наличие листинга с исходным текстом BIOS на ассемблере намного увеличивает шансы самостоятельно разобраться со своими проблемами.

При выходе из строя ПЗУ BIOS выполнение тестовой программы POST становится проблематичным, и ошибки на дисплее не высвечиваются.

Для диагностики вторым способом требуются определенные знания в области электроники и вычислительной техники и навыки работы с тестовым оборудованием.

Методика поиска неисправностей с помощью приборов состоит в
последовательной проверке:

• правильности установки всех переключателей режимов работы системной платы и интерфейсных разъемов;
• напряжений питания системной платы +5 В и +12 В;
• напряжений питаний ВИП МВ
• всех кварцевых генераторов, тактовых генераторов и линий задержки;
• работы микропроцессора (наличие штатных сигналов на выводах);
• функционирования шин адресов, данных и управления;
• сигналов на контактах микросхем ПЗУ и ОЗУ;
• сигналов на контактах разъемов расширения системной платы;
• временной диаграммы работы набора СБИС и схем малой степени интеграции.

Статистика неисправностей сверхбольших интегральных микросхем

Чаще всего причинами неисправности СП являются некачественная разводка платы, низкий уровень технологии производства и плохая сборка. Если в 1989-1990 годах выходили из строя в основном буферные микросхемы и периферийные БИС, то сейчас наиболее слабое звено - микросхемы из набора СБИС. Темпы разработки и внедрения новых наборов СБИС для СП возросли настолько, что в производство иногда идут изделия, которые характеризуются низкой надежностью.

Локальные перегревы СП стали сегодня довольно частым явлением, хотя качество сборки становится лучше.

3.1.5 Неисправности БП ЦП, их признаки и способы устранения

В качестве характерной неисправности схемы электропитания платы 5STX можно отметить выход из строя микросхемы ШИМ-контроллера U11 - HIP6008CB. Плата при этом не запускается, при более детальном рассмотрении определяется отсутствие напряжения питания ядра. Убедиться в неисправности микросхемы можно наблюдая осциллографом отсутствие ШИМ-сигнала на выводе 12.

В качестве примера неисправности схемы электропитания платы EX98 можно отметить выход из строя, в буквальном смысле "выгорание", параллельно соединенных транзисторов Q2 и Q3 CEB603AL. Работоспособность платы с подобным дефектом была восстановлена путем замены неисправных транзисторов на исправные RFP50N06 (полное название - RFP50N06LE) фирмы "HARRIS" со следующими параметрами: Uси=60 В; Iс=50 А; rси=0,022 Ом; встроенный диод между стоком и истоком; корпус TO-220AB .

Рисунок 35 - Типовая схема многофазного источника питания ЦП

Рисунок 36 - Структурная схема системы питания ЦП

ИМС ADP3180 выдает также специальный сигнал Power Good (вывод 10), высокий уровень которого говорит о том, что уровень выходного напряжения лежит в пределах от -250 мВ до +150 мВ относительно номинального. При превышении этих пределов срабатывает соответствующий компаратор, сигнал с которого подается на вход логической схемы, формирующей сигнал Power Good. При превышении значения номинального напряжения на 150 мВ выдается внутренний сигнал CROWBAR, по которому логика управления каналами открывает нижние ключи полумостов, что, в конечном счете, приводит к уменьшению напряжения на выходе. Таким образом, осуществляется защита от перенапряжения.

Типичной неисправностью является выход из строя транзистора верхнего плеча одного из полумостов, причем этот транзистор может оказаться пробитым. В этом случае при включении питания компьютера напряжение 12 В подается напрямую на процессор. Ток потребления резко возрастает, в блоке питания компьютера срабатывает защита по току. Это происходит почти мгновенно: лопасти вентилятора лишь чуть-чуть успевают пошевелиться. В этом случае ни в коем случае нельзя пытаться включить питание несколько раз, а тем более включать материнскую плату без процессора - все это чревато выгоранием в прямом смысле слова со всеми сопутствующими эффектами (дым, пламя) некоторых элементов на материнской плате. Указанный транзистор 60ТОЗН производства тайваньской фирмы Advanced Power Electronics Corp (Uси = 30 В, Ic = 60 A, Rси = 12 м0м) можно заменить весьма распространенным IRF3205 (Uси = 55 В, Iс = 110 A, Rси = 8 м0м) производства компании

International Rectifier.

Однако если питание на материнскую плату подается корректно, но на процессоре напряжения нет, то следует приступать к поиску неисправности.

Прежде всего, следует проверить уровень напряжения на входе EN (вывод 11) ШИМ-контроллера. Он должен быть высоким. Вполне может быть, что ШИМ-контроллер просто не включается из-за того, что схема материнской платы блокирует включение ИПП. Дело в том, что пока не выставится значение кода VID, ИПП не должен включаться. Для питания схемы процессора, выдающей цифровой код VID, используется специальный линейный источник питания с напряжением на выходе 1,2 В.

Дальнейший поиск неисправности и ремонт осуществляется с помощью принципиальной схемы (Рисунок 2). Большинство ИПП современных материнских плат, даже для процессоров Pentium 4 в 775-выводном корпусе, почти ничем не отличаются от рассмотренного.

3.1.6. Особенности конструкции современных НЖМД, виды дефектов магнитного диска НЖМД

Современный накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД) представляет собой сложное электронно-механическое устройство. Элементы накопителя размещены на электронной плате и гермоблоке (см. Рисунок36). Основным элементом, размещенным на электронной плате является микроконтроллер (специализированная микроЭВМ), который управляет работой всех устройств накопителя и организует связь с ЦП. Все данные подлежащие хранению размещаются на магнитном диске, который имеет следующую логическую организацию (см. рис 37):

Рисунок 37 – Структурная схема НЖМД

Рисунок 38 – Схема размещения данных на диске

Служебная информация

Служебная информация необходима для функционирования самого НЖМД и скрыта от пользователя. Служебную информацию можно разделить на четыре основных типа:

• серво-информацию, или серворазметку;
• формат нижнего уровня;
• резидентные микропрограммы (рабочие программы);
• таблицы конфигурации и настройки
• таблицы дефектов.

Серворазметка необходима для работы сервосистемы привода магнитных

головок НЖМД. Именно по серворазметке осуществляется их позиционирование и удержание на дорожке. Сервисная разметка записывается на диск в процессе производства через специальные технологические окна в корпусе собранного гермоблока. Запись осуществляется собственными головками накопителя при помощи специального высокоточного прибора - серворайтера. Перемещение позиционера головок осуществляется специальным толкателем серворайтера по калиброванным шагам, которые намного меньше межтрековых интервалов.

Рабочие программы (микрокод) управляющего микроконтроллерапредставляют собой набор программ, необходимых для работы НЖМД. К ним относятся программы первоначальной диагностики, управления вращением двигателя, позиционирования головок, обмена информацией с дисковым контроллером, буферным ОЗУ и т.д.

Производители жестких дисков размещают часть микропрограмм на магнитном носителе не только для экономии объема ПЗУ, но и для возможной оперативной коррекции кода, если в процессе производства или эксплуатации обнаруживаются ошибки. Переписать микропрограмму на диске значительно проще, чем перепаивать «прошитые» микроконтроллеры.

Таблицы конфигурации и настройки накопителей содержат информациюо логической и физической организации дискового пространства. Они необходимы для самонастройки электронной части диска, которая одинакова для всех моделей семейства.

Таблицы дефектов. (дефект-лист) содержит информацию о выявленныхдефектных секторах

Современные винчестеры имеют как правило два основных дефект-листа:

• Первый P-list («Primary»-первичный)заполняется на заводе приизготовлении накопителя;
• Второй G-list («Grown»-растущий),и пополняется в процессеэксплуатации винта, при появлении новых дефектов.

Кроме того, некоторые НЖМД имеют еще

• лист серво-дефектов (сервометки,наносимые на пластины винчестеров,тоже иногда имеют ошибки),
• список временных (pending) дефектов .В него контроллер заносит «подозрительные» с его точки зрения секторы, например те, что прочитались не с первого раза, или с ошибками.

Технология изготовления магнитных дисков очень сложная, контроль

состояния поверхности диска осуществляется на всех этапах изготовления, но даже это не позволяет получить поверхность магнитного диска без дефектов. В ходе эксплуатации диска количество дефектов возрастает. Поэтому производители накопителей предусмотрели специальные методы скрытия дефектов, которые позволяют скрыть дефекты как при производстве так и при эксплуатации.

(при производстве дисков).В

наспоящее время припроизводстве дисков используется несколько основных методов скрытия дефектов.

Первый заключается в переназначении адреса испорченных секторов в на адрес резервного сектора (Рисунок 38).

Метод вызывает потерю производительности НЖМД, так как он, каждый раз обнаруживая сектор, помеченный как негодный, будет вынужден перемещать головки в резервную область, которая может находиться далеко от места дефекта.

Такой метод скрытия дефектов получил название «метод замещения» или ремап (от английского «re-map»: перестройка карты секторов). В настоящее время при производстве не применяется.

Рисунок 39 - Методы переназначения сектора

Второй (основной) способ использует следующий алгоритм:послевыявления всех дефектов, адреса всех исправных секторов переписываются заново, так, чтобы их номера шли по порядку. Плохие сектора просто игнорируются и в дальнейшей работе не участвуют. Резервная область также остается непрерывной и ее часть присоединяется к концу рабочей области - для выравнивания объема. Этот, второй основной тип скрытия дефектов получил название «метод пропуска сектора». Новый диск не имеет Bad-секторов, а

резервная область непрерывна!

Рисунок 40 - Метод пропущенного сектора

Методы скрытия дефектных секторов при эксплуатации дисковДля скрытия дефектов в бытовых условиях применяется «метод

замещения» Ремап Замещение выполняется в автоматическом режиме эта технология получила

название automatic defect reassignment (автоматическое переназначение дефектов), а сам процесс - reassign.

Работает ремап следующим образом:

если при попытке обращения к сектору происходит ошибка, контроллер понимает, что данный сектор неисправен, и «на лету» помечает его как BAD.

Его адрес тут же заносится в таблицу дефектов (G-list).

Во время работы контроллер постоянно сравнивает текущие адреса секторов с адресами из таблицы и не обращается к дефектным секторам. Вместо этого он переводит головки в резервную область и читает сектор оттуда. На характеристике диска Vчтения=F(Nдор), как небольшие провалы на графике чтения. Тоже самое будет и при записи.

Система оперативного наблюдения за состоянием HDD - S.M.A.R.T.

Почти все винчестеры, выпущенные после 95-го года, имеют систему оперативного наблюдения за своим состоянием - S.M.A.R.T. (Self Monitoring And Reporting Technology).

Между атрибутами SMART и состоянием поверхности существует некоторая взаимосвязь. Некоторые имеют прямое отношение к bad-блокам:

Reallocated sector count и Reallocated event count: число переназначенныхсекторов. Эти атрибуты показывают количество секторов, переназначенных ремапом в G-list дефект-лист. У новых винтов они обязательно должны быть равны нулю! Если их значение отличается от нуля, то это означает, что винт уже был в употреблении.

Raw read error rate: количество ошибок чтения.Это«мягкие»ошибки,успешно скорректированные электроникой накопителя и не приводящие к искажению данных. Опасно, когда этот параметр резко снижается за короткий срок, переходя в желтую зону. Это говорит о серьезных проблемах в накопителе.

Current Pending Sector: этот атрибут отражает содержимое«временного»дефект-листа, присутствующего на всех современных накопителях, т.е. текущее количество нестабильных секторов. Эти секторы винт не смог прочесть с первого раза. Постоянное значение этого атрибута выше нуля говорит о неполадках в накопителе.

Uncorrectable Sector: показывает количество секторов,ошибки в которыхне удалось скорректировать ECC-кодом. Если его значение выше нуля, это означает, что винту пора делать ремап.

Виды дефектов магнитного диска НЖМД
Дефекты поверхности НЖМД делятся на следующие группы:

1. Физические дефекты , которые подразделяются на:
   • Дефекты поверхности.
   • Серво-ошибки
   • Аппаратные BAD"ы.
2. Логические дефекты, которые подразделяются на:
   • Исправимые логические дефекты (софт-бэды)
   • Неисправимые логические ошибки.
   • «Адаптивные» бэды.

Дефекты поверхности . Возникают при механическом повреждении магнитного покрытия внутри пространства сектора, например из-за царапин, вызванных пылью, старением блинов или небрежным обращением с винтом. Такой сектор должен быть помечен как негодный и исключен из обращения.

Однако в процессе эксплуатации диска, некоторые сервометки могут оказаться разрушены. Если плохих сервометок станет слишком много, в этом месте начнут происходить сбои при обращении к информационной дорожке: головка, вместо того, чтобы занять нужное ей положение и прочитать данные, начнет шарахаться из стороны в сторону. Наличие таких ошибок часто сопровождается стуком головок, зависанием накопителя и невозможностью исправить его обычными утилитами. Устранение таких дефектов возможно только специальными программами, путем отключения дефектных дорожек, а иногда и всей дисковой поверхности.

Самостоятельно НDD восстановить сервоформат не может, это делается только на заводе.

Аппаратные BAD"ы. Возникают из-за неисправности механики илиэлектроники накопителя. К таким неполадкам относятся:

• обрыв головок;
• смещение дисков;
• погнутый вал в результате удара;
• запыление гермозоны;
• различные «глюки» в работе электроники.

Ошибки такого типа обычно имеют катастрофический характер и не подлежат исправлению программным путем.

Исправимые логические дефекты (софт-бэды): появляются,есликонтрольная сумма сектора не совпадает с контрольной суммой записанных в него данных.

Возникает из-за помех или отключения питания во время записи, когда HDD уже записал в сектор данные, а контрольную сумму записать не успел.

При последующем чтении такого «недописанного» сектора произойдет сбой: винт сначала прочитает поле данных, потом вычислит их контрольную сумму и сравнит полученное с записанным. Если они не совпадут, контроллер накопителя решит, что произошла ошибка и сделает несколько попыток перечитать сектор. Если и это не поможет (а оно не поможет, так как контрольная сумма заведомо неверна), то он, используя избыточность кода, попытается скорректировать ошибку, и если это не получится - винт выдаст ошибку внешнему устройству. Со стороны операционной системы это будет выглядеть как BAD.

Неисправимые логические ошибки. Это ошибки внутреннего формата винчестера, приводящие к такому же эффекту, как и дефекты поверхности. Возникают при разрушении заголовков секторов, например из-за действия на винт сильного магнитного поля. Но в отличие от физических дефектов, они поддаются исправлению программным путем. А неисправимыми они названы только потому, что для их исправления необходимо сделать «правильное»

низкоуровневое форматирование, что обычным пользователям затруднительно из-за отсутствия специализированных утилит.

«Адаптивные» бэды. Несмотря на то,что винты является очень точнымиустройствами, при их массовом производстве неизбежно возникает разброс параметров механики, радиодеталей, магнитных покрытий и головок.

Поэтому все современные винты при изготовлении проходят индивидуальную настройку, в процессе которой подбираются такие параметры электрических сигналов, при которых устройству работается лучше.

Эта настройка осуществляется специальной программой при технологическом сканировании поверхности. При этом генерируются так называемые адаптивы - переменные, в которых содержится информация об особенностях конкретного гермоблока. Адаптивы сохраняются на дисках в служебной зоне, а иногда во Flash-памяти на плате контроллера.

В процессе эксплуатации винта адаптивы могут быть разрушены разрушены

«Адаптивные» бэды отличаются от обычных тем, что они «плавающие». Лечатся адаптивные бэды прогоном selfscan"а - внутренней программы

тестирования, аналогичной той, что применяется на заводе при изготовлении винтов. При этом создаются новые адаптивы, и винт возвращается к нормальному состоянию. Это делается в условиях фирменных сервис-центров.

3.1.7. Неисправности аппаратной части НЖМД их характер проявления, методика их устранения

Типовые причины возникновения неисправностей аппаратной части НЖМД можно условно разделить на следующие группы:

• Неисправности из-за естественного старения НЖМД;
• Неисправности, обусловленные неверным режимом эксплуатации;
• Неисправности, связанные с ошибками в конструкции.
• Неисправности из-за естественного старения НЖМД.

Неисправности из-за естественного старения НЖМД
При правильной эксплуатации с соблюдением всех технических требований в качественно изготовленном накопителе наблюдается процесс естественного старения. Сильнее всего ему подвержены магнитные диски.

Во-первых, со временем ослабевает намагниченность минимальных информационных отпечатков, и те участки дисков, которые раньше читались без проблем, начинают считываться не с первого раза или с ошибками.

Во-вторых, происходит старение магнитного слоя дисков.

В-третьих, на пластинах появляются царапины, сколы, трещины и пр. Все это приводит к появлению поврежденных секторов.

Процесс нормального старения дисков достаточно длительный и обычно растягивается на 3...5 лет.

Следует отметить, что для НЖМД наиболее благоприятным является непрерывный режим работы, а не старт/стопный. Поэтому довольно долго служат накопители в постоянно работающих серверах, расположенных в специальном помещении или стойке, где поддерживаются нормальные климатические условия.

Неисправности, обусловленные неверным режимом эксплуатации

Являются наиболее распространенная причина отказов НЖМД к основным разрушающим факторам которого относятся:

• перегрев,
• ударные нагрузки
• скачки напряжения питания.

Важным температурным показателем является скорость изменения температуры, которая не должна превышать 20°С/час в рабочем состоянии и 30°С/час в нерабочем. Превышение скорости разогрева очень опасно для механики накопителей и называется термическим ударом.

Механические воздействия на гермоблок губительны для прецизионных механических частей накопителя. Ударное воздействие на гермоблок вызывает колебания головок, которые производят серию ударов по поверхности дисков, что неизбежно приводит к механическим повреждениям пластин и головок.

Серьезную опасность для электронной части НЖМД может представлять некачественный блок питания персонального компьютера. Напряжения питания должны находиться в пределах +5 В ± 5% и +12 В ± 10% при допустимой амплитуде пульсаций 100 мВ и 200 мВ соответственно.

Неисправности, связанные с ошибками в конструкции

В последнее время качество НЖМД снизилось, о чем свидетельствует значительное сокращение гарантийного срока эксплуатации основными производителями.

Плохой контакт в игольчатом разъеме, соединяющем плату электроники и микросхему предусилителя на блоке головок. В результате плохого контакта в разъеме происходит запись неверной информации в технологические байты сектора, например в поле CRC-кода. Этот дефект может привести к повреждению служебной информации, восстановить которую накопитель при следующем включении питания не сможет.

Некачественная пайка микросхем на заводе-изготовителе. Такие дефекты проявляются примерно через год эксплуатации накопителя, когда во время нормальной работы накопитель вдруг выключается и больше не запускается («зависает») либо начинает «стучать» головками, что может привести к повреждению механики и/или служебной информации.

Некачественные микросхемы, которые выходят из строя при длительном нагреве, не превышающем допустимые пределы. Дефект можно исправить заменой микросхемы.

Несовершенная конструкция гидродинамического подшипника, приводящая к возникновению в полости смазки частиц стружки и, как следствие, заклиниванию шпиндельного двигателя.

Некачественное крепление диска на шпинделе, в результате чего биение диска постоянно возрастает и вызывает разрушение подшипника в шпиндельном двигателе; появляется шум при работе накопителя, а через некоторое время - дефектные секторы, поскольку из-за биения диска «дальние» дорожки начинают плохо считываться.

Некачественные микросхемы ЭППЗУ (flash), которые могут потерять хранимую в них микропрограмму вследствие утечки заряда при нагреве. Перезаписать ПЗУ можно на специальном программаторе либо в технологическом режиме работы накопителя.

Ошибки в микропрограмме управления накопителем. Производители накопителей не публикуют информацию о характере ошибок и их последствиях, но обновления микропрограмм выпускают достаточно регулярно.

Симптомы неисправности диска Первая и самая популярная -при подаче питания на диск с ним не

происходит вообще ничего, он полностью молчит и даже не раскручивает шпиндельный двигатель, либо пытается это делать, но не набирает нужные обороты. Подобный симптом может присутствовать оттого, что заклинило сам двигатель, либо головки упали на диск и прилипли к нему (такое бывает практически на всех современных дисках, т.к. головки идеально отполированы и возникает эффект диффузии).

Вторая неисправность -диск нормально раскручивается,но отсутствуетраспарковка головок - характерный тихий щелчек. Подобное возникает редко, т.к. часто управление позиционированием головок (сервосистема) и трехфазный генератор для шпиндельного двигателя размещены на одном кристалле, и если и выходит из строя, то как правило все сразу или распарковки не происходит потому, что оборвалась катушка позиционирования на блоке головок.

Третья неисправность -диск нормально рекалибруется при включениипитания и не издает посторонних звуков, но при этом не определяется в BIOS, а название модели не соответствует тому, которое написано на самом диске, либо в названии присутствуют непонятные символы. В таком случае очень часто бывает неисправен главный интерфейсный чип на плате электроники. Производить запись на такой накопитель категорически не рекомендуется, т.к. в следствие неисправности шины данных можно повредить данные на диске.

Четвертая неисправность -связанная с дефектом микросхем,которыедеградируют от постоянных тепловых расширений (температурного градиента). Проявляется неисправность в основном с прогревом, т.е. какое то время диск отлично работает, а затем начинает скрежетать, стучать или останавливать двигатель.

Неисправности аппаратной части НЖМД IDE можно разделить на следующие группы:

• неисправность начальной инициализации;
• неисправность схемы управления шпиндельным двигателем;
• неисправность схемы управления позиционированием;
• неисправность канала чтения-преобразования данных;
• неисправность канала записи, схемы предкомпенсации данных;
• разрушение служебной информации.

Неисправности начальной инициализации приводят,как правило,к
полной неработоспособности накопителя.

В НЖМД с такой неисправностью очень часто даже шпиндельный двигатель не запускается (в следствие того, что управляющий микропроцессор не выдаст разрешение на запуск) или запускается, затем останавливается и снова запускается и т.д., но во всех случаях НЖМД не формирует код 50Н в регистре состояния.

Основные причины, по которым управляющий микропроцессор накопителя не может выполнить начальную инициализацию:

• неисправность схемы сброса;
• неисправность кварцевого тактового генератора;
• разрушение управляющей микропрограммы в памяти программ;
• неисправность управляющего микропроцессора;
• неисправность однокристального микроконтроллера.

Для локализации неисправности: Необходимо проверить:

• питающие напряжения на управляющем микропроцессоре однокристальном микроконтроллере,
• возбуждение кварцевого резонатора, подключенного к управляющему микропроцессору, или приход тактовых импульсов если используется внешний генератор,
• все схемы синхронизации накопителя.

Проверить схему сброса НЖМД.

Для этого замыкают и размыкают контакты 1 и 2 интерфейсного разъема накопителя и осциллографом наблюдают прохождение сигнала «RESET» на управляющий микропроцессор и однокристальный микроконтроллер.

Если на управляющий микропроцессор приходят тактовые импульсы (или возбуждается кварцевый резонатор, подключенный к микропроцессору) и схема сброса работает, то микропроцессор должен отрабатывать управляющую программу, о чем свидетельствуют импульсы на выводах ALE, RD, WR.

Если кварцевый резонатор, подключенный непосредственно к микропроцессору, не возбуждается или отсутствуют импульсы на выводе ALE,то скорее всего неисправен управляющий микропроцессор накопителя.

Рисунок 41 - Типовая принципиальная схема управления шпиндельным двигателем

Неисправность схемы управления шпиндельным двигателем.

Если при включении питания накопителя шпиндельный двигатель не запускается, необходимо убедиться в исправности гермоблока,подключив кнему исправную плату электроники.

Если такой возможности нет, то проверяют сопротивление обмоток (фаз) шпиндельного двигателя, которое должно составлять примерно 2 Ом относительно среднего вывода, а затем переходят к поиску неисправности на плате управления.

Иногда запуск шпиндельного двигателя невозможен из-за прилипания магнитных головок к дискам.

Критериями запуска шпиндельного двигателя являются:

• Наличие питающего напряжение на микросхеме управления,
• Наличие опорной тактовой частоты
• Наличие сигнала разрешения на запуск.

После включения питания контролируют наличие импульсов пуска двигателя амплитудой 11 - 12 В по трем фазам на контактах J14, J13, J12 (см. Рисунок40). Если, по какой ни будь из фаз напряжение меньше 10 В, то неисправна м/с U3. При такой неисправности шпиндельный двигатель не может набрать номинальные обороты и как следствие магнитные головки не распарковываются.

Контролировать скорость вращения шпиндельного двигателя можно по импульсам ИНДЕКС на контрольной точке E35 (при установленной плате на гермоблок). Период следования импульсов ИНДЕКС составляет ~12 мс, ширина импульса ИНДЕКС ~140 нс.
Управляется м/с U3 сигналом START. Для запуска шпиндельного двигателя

START=1, для останова START=0.

Распределением фаз занимается м/с U6 со своих выводов Fc1 - Fc6, амплитуда сигналов управления TTL.

Обратная связь по скорости вращения осуществляется по линии чтения серводанных (SERVO DATA).

В свою очередь м/с синхроконтроллера U6 формирует сигнал поиска сервометки (SERVO GATE) для мс. U11.

При отсутствии специального диагностического оборудования и программного обеспечения, первичную диагностику НЖМД можно произвести, подключив его к отдельному блоку питания. Диагностическим прибором в данном случае является слух оператора.

При включении питания НЖМД выполняет: раскручивание шпиндельного двигателя, при котором слышен нарастающий звук (4...7 с), затем следует щелчок при выводе головок из зоны парковки и очень характерный потрескивающий звук, сопровождающий процесс рекалибровки (1...2 с).

Выполнение рекалибровки свидетельствует как минимум об исправности схемы сброса, тактового генератора, микроконтроллера, схемы управления шпиндельным двигателем и системы позиционирования, канала чтения преобразования данных, а так-же об исправности магнитных головок (как минимум одной - при помощи которой происходит процесс инициализации) и сохранности служебной информации накопителя.

Для дальнейшей диагностики НЖМД подключается к порту Secondary IDE, и в BIOS, в процедуре SetUp, необходимо выполнить автоматическое определение подключенных накопителей. В случае распознавания модели диагностируемого НЖМД, загружается операционная система и запускается диагностическое программное обеспечение.

Простейшая диагностика заключается в попытке создания раздела на диагностируемом накопителе (при помощи программы FDISK) и процедуре последующего форматирования (Format d:/u). Если при форматировании (верификации) будут обнаружены дефекты, то информация о них будет выведена на экран компьютера. Детальную диагностику НЖМД осуществляют специальные программы.

3.1.8. Неисправности файловой системы НЖМД и методы их устранения

Операционная система любой жесткий диск не зависимо от объема, представляет как место хранения данных состоящей из двух областей – системной и области данных. Системная область выполняет вспомогательную роль и служит для организации хранения данных (образует файловую систему диска), в обычных условиях данная область не доступна пользователю. Структурная схема устройства системной области представлена на рисунке.

Рисунок 42 - Схема размещения данных на диске (логическая организация диска)

MBR- (Master Boot Record) -главная загрузочная запись.

PT- (Partition Table) -таблица разделов. NSB- (Non-System Bootstrap)внесистемный загрузчик

BA (Boot Area) - загрузочная область операционной системы BR (Boot Record) - загрузочная записьOC.

ROOT -Корневой каталог диска
SMBR- (Secondary Master Boot Record)–вторичнаяMBR
LDT - (Logical Disk Table)таблица разделов логического диска.

Любые нарушения в системной области отображаются как ошибки файловой системы.

Диагностика нарушений файловой системы

Причины нарушение файловой системы можно диагностировать, обратив внимание на появляющиеся сообщения:

• Если все сообщение - в верхнем регистре (т.е. заглавными буквами), то это BIOS не находит MBR на указанном ему в Setup устройстве, что свидетельствует об ошибке чтения либо об отсутствии признака системного сектора у первого сектора диска (т.е. диск не размечен). Чтобы убедиться, что с диском все нормально, нужно зайти в BIOS Setup и запустить Autodetect.
• Сообщения "Invalid partition table" и принадлежат загрузчику из MBR; загрузочный сектор активного раздела либо не читается, либо его еще (или уже) нет.
• Сообщения "Invalid system disk" и "Disk I/O error" выдает загрузчик из boot-сектора, сообщая об отсутствии файлов операционной системы или об ошибке на диске.

Если проблема не связана с самим диском, нужно серьезно разбираться с тем, куда делись системные сектора.

Во втором случае налицо либо нарушения таблицы PT, либо разрушение загрузочного сектора.

В третьем случае системные файлы могли быть удалены или испорчены, можно попытаться исправить ситуацию загрузкой с дискеты и вводом команды

"sys c:\".
Признаки разрушением таблицы разделов.

Раздел исчез из Проводника. При запуске утилиты "Управление дисками" отображается пустое место. Или могут появляться разделы-призраки, при этом суммирование объемов всех логических дисков превышает размер самого винчестера. Это означает, что некоторые разделы перекрываются друг с другом.

Система не может загрузиться, а выдает сообщения типа "Bad or missing partition table" или "Error loading operating system".

Windows показывает синий экран с надписью "STOP:INACCESSIBLE_B00T

Причины разрушение таблицы разделов

Ошибочное удаление не того раздела. Этот вариант является наименее опасным, поскольку все данные остаются на месте, но доступа к ним нет.

Разрушение цепочки разделов. Это бывает в случае порчи ЕРР (Указателей Расширенных Разделов).

Одновременное разрушение MBR и ЕРР.

Ручное восстановление разделов и информации:

Для восстановления потерянных (поврежденных) данных необходима информация о:

• Вероятном разбиении диска на разделы и количестве логических дисков.
• Размерах и истории создания логических дисков. История создания подразумевает под собой возможные искусственные изменения размеров разделов диска.
• Особенностях файловой системы FAT или NTFS.
• Типе и версии Операционной Системы (DOS, Win) использовавшейся на диске.
• Уникальные имена директорий и файлов, находившихся в корневом каталоге диска С, имя каталога с данными, подлежащими приоритетному восстановлению и уникальные имена файлов и поддиректорий, находившихся в этой директории.

Для ручного восстановления данных можно воспользоваться следующими утилитами:

1. DiskEdit из комплектаNorton Utilities
2. Tiramisu (http://www.recovery.de)или Hard Drive Mechanic.
3. UnFormat (из того же комплектаNorton Utilities).
4. NDD - Norton DiskDoctor (из комплектаNorton Utilities).

Недостатки:

• Необходимо знать исходную логическую организацию диска и особенности организации FAT, NTFS и Linux систем.
• Может применятся только подготовленными пользователями.
• требуется много времени.

При использовании для ручного восстановления любой из приведенных программ следует придерживаться следующей последовательности действий:

1. ДИАГНОСТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ.

1.1) Запустить DiskEditor и, переведя его в режим просмотра поврежденного диска на физическом уровне, последовательно проверить целостность РТ, MBR, FAT-ов, ROOT и DA.
На этом этапе постарайтесь выяснить (если это достоверно неизвестно) тип файловой системы первого раздела диска (FAT16 или FAT32).

1.2) В случае целостности каких-либо элементов дисковой структуры сохранить их в виде файлов на резервном диске. Например: MBR.HEX, BR1.HEX, FAT01.HEX, FAT02.HEX, ROOT0.HEX.

1.3) Дальнейшее восстановление диска зависит от степени и характера повреждений.
Если осталась неповрежденной (или хотя бы частично) какая-либо копия FAT на первом разделе диска - восстановление информации возможно почти в полном объеме.

2. ВРЕМЕННОЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ДАННЫХ .

С целью сохранения возможности восстановления файлов располагавшихся в начале диска желательно сделать резервную копию начальных секторов диска, подвергающимся изменениям в процессе восстановления.

В DiskEditor-е выделить режим просмотра первых 500-1000 физических секторов диска и сохраните их в виде файла на резервном диске.

3. ВОССТАНОВЛЕНИЕ Partition Table.

При восстановлении PT необходимо учитывать объем диска и особенности файловых систем диска FAT16 или FAT32.

В случае восстановления разделов диска имеющих файловую структуру FAT32 имеет смысл использовать программу MRecover. Эта программа позволяет быстро найти и восстанановить "потерянные" разделы жесткого диска, записывая все необходимые данные в таблицу(ы) разделов.

4. Восстановление BR, FAT и ROOT.

4.1 Восстановление BR, копий FAT и ROOT проще выполнить "автоматическим" способом.

4.2 Выполните стандартное форматирование основного раздела диска, т.е. командой format С:. При этом формируется файловая структура форматируемого раздела диска с воссозданием BR, чистых FAT и ROOT, область данных при этом не затрагивается, т.е. информация в DA не изменяется и ваши данные не исчезают.

4.3 Если имеются зарезервированные в виде файлов уцелевшие образы FAT и/или ROOT следует, воспользовавшись DiskEditor-ом восстановить их на диске. Если у Вас уцелела вторая копия FAT, а первая нет, следует скопировать вторую копию и на место первой копии.

Программы автоматического восстановления разделов диска

Существует много программ для автоматического восстановления файловой системы, принцип их во многом схож. Рассмотрим принцип использования программ автоматического восстановления разделов диска на примере программы: ACRONIS RECOVERY EXPERT (www.3cronis.fu)

Это приложение входит в состав Acronis Disk Director Suite. Интерфейс - русский.

Предназначена программа для восстановления разделов, удаленных случайно или в результате системного сбоя. Работает она в ручном или автоматическом режиме. На рисунках 42-45 представлена последовательность работы с программой.

Рисунок43 - Окно выбора режима работы

Рисунок44 -Результат анализа состояния диска

Рисунок45 - Поиск удаленных разделов

Рисунок46 -Результат анализа состояния диска

По окончании работы пользователю будут показаны все разделы, которые можно будет восстановить

Эксперименты также показали, что программа совершенно нечувствительна к способу, которым был угроблен раздел. Теоретически существует возможность восстановления даже тогда, когда на место удаленного логического диска был помещен другой.
Работает приложение не только с FAT и NTFS, но и с Linux-разделами.

3.1.9. Типовые неисправности ОС, алгоритм их поиска и устранения

• повреждение или удаление важных системных файлов, например, файлов системного реестра, ntoskrnl.exe, ntde-tect.com, hal.dll, boot.ini;
• установка несовместимых или неисправных служб или драйверов;
• повреждение или удаление необходимых для системы служб или драйверов;
• физическое повреждение или разрушение диска;
• повреждение файловой системы, в том числе нарушение структуры каталогов, главной загрузочной записи (MBR) и загрузочного сектора;
• появление неверных данных в системном реестре (при физически не по-врежденном реестре записи содержат логически неверные данные, например, выходящие за пределы допустимых значений для служб или драйверов);
• неверно установленные или слишком ограниченные права доступа к папке \%systemroot%.

Средства восстановления ОС можно разделить на:

• штатные, входящие в дистрибутив Windows 2000/XP
• утилиты от сторонних производителей.

Штатные средства восстановления системы Диск аварийного восстановления
В Windows XP применена система «Automated System Recovery (ASR)», которое позволяет создать резервную копию всей системы, используя современные и распространенные носители большой емкости, такие как CD-R/RW или жесткие диски (еще и ленты, если у кого-то есть стример).

Создание набора ASR .

Для того чтобы воспользоваться возможностью механизма ASR, необходимо создать набор ASR, состоящий из 2-х частей:

• непосредственно архива с данными, который может быть размещен на записываемом CD, магнитной ленте, несистемном разделе жесткого диска или другом жестком диске;
• дискета, на которую записываются данные, необходимые для восстановления системы.

Создавать наборы ASR могут пользователи с правами администратора. Чтобы создать набор ASR, запустите программу "Архивация данных"

("Пуск - Все программы - Стандартные - Служебные - Архивация данных" или наберите ntbackup.exe из меню "Пуск - Выполнить"). Перейдите в расширенный режим. По умолчанию не все файлы включаются в создаваемый архив. Поэтому перед созданием набора ASR стоит посмотреть список исключенных файлов.

Для этого перейдите на вкладку "Сервис - Параметры - Исключение файлов". По умолчанию в этом списке находятся: файл подкачки (pagefile.sys), файл создаваемый при использовании спящего режима (hiberfil.sys), контрольные точки восстановления, временные файлы и некоторые файлы журналов. Внимательно проверьте весь список, при необходимости внесите в него изменения. После этого можно запустить мастер подготовки аварийного восстановления для создания набора ASR - выберите "Сервис - Мастер аварийного восстановления системы". Укажите путь для создаваемого архива. Не указывайте в качестве пути системный раздел вашего жесткого диска. После сбора необходимой информации начнется процесс архивации. Если вы размещаете архив на разделе жесткого диска с файловой системой FAT32, обратите внимание на информационную строку "Ожидалось, байт" - если размер создаваемого архива оценен более чем в 4 Гб, следует прервать процесс архивации и уменьшить размер архива путем исключения из него некоторых несистемных файлов, которые можно сохранить в отдельном архиве, иначе создание набора ASR не будет завершено должным образом. После этого вновь запустите мастер подготовки аварийного восстановления. После создания архива вам будет предложено вставить дискету для записи на нее параметров восстановления. На этом создание набора ASR закончено.

Восстановление системы с помощью набора ASR

Для восстановления системы потребуется набор ASR (архив+дискета) и загрузочный диск Windows XP. Загрузитесь с помощью загрузочного диска, выберите установку Windows XP. При появлении в строке состояния приглашения нажмите клавишу F2 - появится сообщение "Вставьте диск под названием Диск автоматического восстановления системы Windows в дисковод для гибких дисков". После считывания с дискеты необходимых для восстановления данных и загрузки основных драйверов будет произведено форматирование системного раздела и начальная установка Windows XP. Далее будет запущен мастер аварийного восстановления системы и произведено восстановление файлов из архива набора ASR. После восстановления файлов будет произведена перезагрузка и вы получите Windows XP со всеми установленными программами, документами и системными настройками на момент создания набора ASR.

Консоль восстановления (Emergency Recovery Console)

Другой инструмент восстановления системы - Emergency Recovery Console (сокращенно ERC), входящая в дистрибутив Windows 2000/XP. Установить ERC на компьютер можно только после установки Windows 2000/XP, для чего необходимо выполнить следующие действия:

нажмите кнопку «Пуск»; выберите в развернувшемся меню пункт «Выполнить…»;

• в открывшемся окне введите следующую команду:
• M:\i386\winnt32.exe /cmdcons, где M - буква диска,
• соответствующая приводу CD-ROM; нажмите кнопку «OK»;
• следуйте инструкциям, появляющимся на экране;
• при завершении установки перезагрузить ПК.

Установка потребует порядка 6 Мбайт в системном разделе. Теперь в меню выбора ОС, появляющемся при старте системы, будет новый пункт - «Windows 2000 Recovery Console» или «Windows XP Recovery Console». Выбрав этот пункт,

вы начнете загрузку ERC

После запуска Консоли восстановления нужно будет выбрать установленную операционную систему (если на компьютере установлены две или несколько систем) и войти в нее, используя пароль администратора. Если введенный пароль окажется правильным, мы сможем загрузиться в интерфейс командной строки. Из нее путем набора определенных команд можно попытаться восстановить систему. С помощью основных команд, предоставляемых консолью, можно совершать простые действия вроде смены текущей папки или ее просмотра, а также более сложные - например, восстановление загрузочного сектора. Для получения справки по командам консоли восстановления нужно ввести слово ―help‖ в командной строке консоли. Вот наиболее важные из команд Консоли восстановления:

Rollback Driver

Очень часто сбой системы наступает при обновлении драйвера какого-либо устройства. Поскольку драйвер по своей сути та же программа, он иногда содержит ошибки, приводящие при некоторых конфигурациях к некорректной работе и, как следствие, к сбою системы. Windows при обновлении драйвера устройства не удаляет старый, а сохраняет его на случай, если возникнут проблемы. И когда новый драйвер порождает проблемы, средство Rollback Driver позволяет вернуть старый, то есть, как бы откатить изменения системы. Более того, встроенный механизм проверки драйвера на совместимость может не позволить установить драйвер, который, по мнению Windows XP, для нее не подходит.

System Restore

System Restore, позволяет вернуть ОС в работоспособное состояние, основываясь на концепции точек восстановления (Restore Points). Идея проста, как все гениальное: заставить систему саму отслеживать и фиксировать все изменения, происходящие с системными файлами. Такой механизм дает возможность отката к работоспособной версии системы при повреждении системных файлов неграмотными действиями пользователя или установке некорректных драйверов или программ. Механизм System Restore автоматически сохраняет набор системных файлов перед установкой драйверов или программ, а также раз в сутки создается точка восстановления системы. При запуске этой службы вам предложат выбрать - восстановить систему в соответствии с сохраненной ранее точкой восстановления или же создать новую точку восстановления. Выбирайте то, что нужно, и далее просто следуйте инструкциям, появляющимся на экране. Если же компьютер не загружается, попробуйте открыть «Последнюю удачную конфигурацию» (Last Known Good Configuration). Windows XP восстановит систему, используя последнюю точку восстановления. Поскольку каждая точка восстановления занимает место на жестком диске, имеет смысл удалять ненужные. Для этого выполните следующее: «Пуск -> Программы -> Стандартные -> Служебные -> Очистка диска», вкладка «Дополнительно». "Удаляются все точки кроме последней. Также в реестре можно задать продолжительность жизни точек восстановления, поправив параметр

RPLifeInterval в разделе: HKEY_LOCALMACHINE\SOFT-WARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVer-sion\SystemRestore. Тип параметра - dword Значение в секундах по умолчанию - 0076a700, что соответствует 90 дням.

Средства резервирования реестра системы

Реестр представляет собой огромную базу данных настроек, хранящихся в папках по адресу %SystemRoot%\System32\Config и папке пользовательских профилей Ntuser.dat. Необдуманное изменение параметров или, того хуже, удаление целых веток может привести к неработоспособности системы в целом. Для резервного копирования реестра можно использовать один из способов:

Способ №1 .Операционная система,при каждом удачном запуске сохраняеткопию реестра в CAB-файле, который записывается в скрытый каталог SYSBCKUP каталога Windows. По умолчанию, хранятся последние пять копий.

Чтобы восстановить реестр с одной из этих резервных копий надо перезагрузиться в DOS и выполнить команду SCANREG /RESTORE.

Появится список доступных резервных копий реестра отсортированных по времени их создания. После выбора нужной копии данные будут благополучно

восстановлены, и Вы получите реестр, отвечающий состоянию дел на момент его создания.

Чтобы в любое время создать резервную копию реестра воспользуйтесь командой SCANREG /BACKUP, которая в случае нормально прошедшей проверки создаст резервную копию.

Способ №2 .Для того чтобы создать резервную копию реестра,можновоспользоваться мастером архивации и восстановления - Пуск/Программы/Стандартные/Служебные/Архивация данных - или просто Выполнить: ntbackup. Программа архивации позволяет архивировать копии важных системных компонентов - таких, как реестр, загрузочные файлы (Ntldr и Ntdetect.com) и база данных службы каталогов Active Directory. Для архивации реестра Windows XP пошаговые инструкции следующие:

1. Заходим в систему с правами администратора.
2. Запускаем NTbackup - Архивация данных.
3. Из режима мастера переходим в Расширенный режим.
4. Выбираем закладку Архивация.
5. В левом окошке находим значок (строку) System State и помечаем ее «птичкой»:
6. Нажимаем на кнопку Архивировать, после чего выбираем Дополнительно.
7. Устанавливаем галочку «Проверка данных после архивации»; снять с пункта «Автоматически архивировать защищенные системные файлы вместе с состоянием системы» (процедура займет значительно меньше времени):
8. Тип архива устанавливаем Обычный.
9. Кнопка ОК и Архивировать

Пошаговые инструкции для полного восстановления реестра посредством NTbackup выглядят следующим образом:

1. Входим в систему с правами администратора.
2. Запускаем NTbackup.
3. Переходим на вкладку «Восстановление и управление носителем».
4. В списке Установите флажки для всех объектов, которые вы хотите восстановить устанавливаем флажок для объекта Состояние системы.

Способ №3. Суть данного способа заключается в т.н.экспортеreg-файла.Способ особенно эффективен (занимает немного времени и позволяет делать копии отдельных подразделов) и актуален при экспериментировании с реестром. Алгоритм:

1. Выполнить команду regedit.
2. Выбирать нужный раздел/подраздел.
3. Правая кнопка «мыши» /экспорт, указываем путь сохранения копии и имя файла.

При архивации части реестра выполняется экспорт данных в reg-файл. Для того, чтобы извлечь их и восстановить первоначальное состояние реестра, необходимо выполнить следующие шаги:

1. Запустить regedit: Пуск/Выполнить/regedit.
2. главном меню выбираем Файл/Импорт с указанием пути к импортируемому файлу или просто запустить reg-файл, подтвердив импорт в реестр.

3.1.10 Неисправности НГМД их характер проявления, методика их устранения

Основные внутренние элементы дисковода - рама, шпиндельный двигатель, блок головок с приводом и плата электроники.
НГМД включает в себя:

• привод диска,
• контроллер управления диском,
• устройство позицирования ГЧЗ на желаемой дорожке,
• устройство чтения и записи информации,
• блокировочные устройства.

Шпиндельный двигатель - плоский многополюсный, с постоянной скоростью вращения 300 об./мин. Двигатель привода блока головок - шаговый, с червячной, зубчатой или ленточной передачей. Для опознания свойств дискеты на плате электроники возле переднего торца дисковода установлено три механических датчика: два - под отверстиями защиты и индикатора плотности записи, и третий - для определения момента опускания дискеты.

ГМД имеет 4 отверстия:

1. для оси двигателя,
2. окно для ГЧЗ,
3. для индексирования сектора,
4. для защиты от записи информации.

Вставляемая в щель дискета попадает внутрь дискетной рамы, где с нее сдвигается защитная шторка, а сама рама при этом снимается со стопора и опускается вниз, металлическое кольцо дискеты при этом ложится на вал шпиндельного двигателя, а нижняя поверхность дискеты - на нижнюю головку (сторона 0). Одновременно освобождается верхняя головка, которая под действием пружины прижимается к верхней стороне дискеты.

На большинстве дисководов скорость опускания рамы никак не ограничена, из-за чего головки наносят ощутимый удар по поверхностям дискеты, а это сильно сокращает срок их надежной работы.

В некоторых моделях дисководов (в основном фирмы Теас) предусмотрен замедлитель-микролифт для плавного опускания рамы. Для продления срока службы дискет и головок в дисководах без микролифта рекомендуется при встав-лении дискеты придерживать пальцем кнопку дисковода, не давая раме опускаться слишком резко.

На валу шпиндельного двигателя имеется кольцо с магнитным замком, который в начале вращения двигателя плотно захватывает кольцо дискеты, одновременно центрируя ее на валу. В большинстве моделей дисководов сигнал от датчика опускания дискеты вызывает кратковременный запуск двигателя с целью ее захвата и центрирования. Дисковод соединяется с контроллером при помощи 34-проводного кабеля, в котором четные провода являются сигнальными, а нечетные - общими. Общий вариант интерфейса предусматривает подключение к контроллеру до четырех дисководов, вариант для IBM PC - до двух.

В общем варианте дисководы подключаются полностью параллельно друг другу, а номер дисковода (0...3) задается перемычками на плате электроники; в варианте для IBM PC оба дисковода имеют номер 1, но подключаются при помо-щи кабеля, в котором сигналы выбора (провода 10-16) перевернуты между разъемами двух дисководов.

Иногда на разъеме дисковода удаляется контакт 6, играющий в этом случае роль механического ключа. Интерфейс дисковода достаточно прост и включает сигналы выбора устройства (четыре устройства в общем случае, два - в варианте для IBM PC), запуска двигателя, перемещения головок на один шаг, включения записи, считываемые/записываемые данные, а также информационные сигналы от дисковода - начало дорожки, признак установки головок на нулевую (внешнюю) дорожку, сигналы с датчиков и т. п. Вся работа по кодированию информации, поиску дорожек и секторов, синхронизации, коррекции ошибок выполняется контроллером.

Таблица 16. Распределение сигналов на разъеме (ленточного кабеля) интерфейса накопителя на гибком магнитном диске – НГМД

Стандартный формат дискеты типа HD (High Density - высокая плотность)

80 дорожек на каждой из сторон, на каждой дорожке 18 секторов по 512 байт. Уплотненный формат - 82 или 84 дорожки, до 20 секторов по 512 байт или до 11 секторов по 1024 байта.

Основные требования к хранению ГМД

1. Хранить в пакетах и дискохранилищах.
2. Не делать на них надписи карандашом или шариковой ручкой.
3. Не бросать, не «испытывать на излом».
4. Не хранить вблизи электромагнитных излучателей источников питания, магнитов и тепловых источников.
5. Уничтожайте поврежденные ГМД.
6. Используйте качественные и фирменные ГМД.
7. Регулярно проверяйте ГМД на вирус.
8. Помните, что более дешевые ГМД имеют более тонкий магнитный слой, который легко осыпается, сокращая работоспособность ГМД.

Профилактика НГМД

Профилактику можно проводить в соответствии со следующими рекомендациями:

• оцените ежедневное время работы дисковода с зажженным светодиодом;
• ежемесячно пылесосом производите его чистку;
• некоторые производители НГМД рекомендуют производить ежемесячное размагничивание головок дисковода;
• каждые полгода проверяйте скорость дисковода, юстировку головок (с помощью специального юстировочного диска);
• по мере загрязнения головок НГМД производите их чистку с помощью неабразивных, абразивных или «мокрых» чистящих дискет, также можно чистить вручную спиртом. Полезное правило: чистить головку чтения (записи) каждые 40 часов работы НГМД;

Контроллер управления ГМД выполнен на одной или нескольких БИС. Сигнал считывания с ГЧЗ подается на контроллер в последовательном коде,

после чего в параллельном коде выходит на шины данных микропроцессора. Номинальная частота ГЧЗ обычно изменяется в диапазоне 62,5-250 кГц.

Устройство позиционирования в зависимости от стандарта диска обеспечивает точную выборочную установку блока ГЧЗ на дорожке Устройство чтения и записи обычно выполнено на жесткой логике и обеспечивает согласование входных/ выходных сигналов ГЧЗ с контроллером. В НГМД имеется 2 датчика - датчик маркера начала дорожки ДМНД и датчик «00» дорожки (ДНД). ДМНД срабатывает, когда отверстие на ГМД попадает в проем между светодиодом и фото-транзистором.

При этом формируется импульс маркера начала дорожки длительностью не менее 600 мс.

ДНД обычно выполняется в двух видах: либо с помощью фотодиода и светодиода фиксируется крайняя «00» дорожка, либо с помощью блокконтакта, который фиксирует крайнее положение кодового винта шагового двигателя, перемещающего ГЧЗ.

Диагностика неисправностей НГМД

Бывает так, что на нормально работающем компьютере флоппи-дисковод плохо читает или записывает информацию на дискетах. Чаще всего это свидетельствует о плохом качестве самих дискет. Однако если на других компьютерах дискеты читаются нормально, то следует сделать вывод о неисправности дисковода.

Перед диагностикой неисправного НГМД убедитесь, что испробованы все экспресс-средства, доступные пользователю, а именно: проверьте надежность кабельного соединения МВ с НГМД, наличие напряжений питания +5 В и +12 В в НГМД.

Следует максимально использовать звуковую и визуальную индикацию ошибок. Например, если ошибка появляется при запуске ПК, то в случае неисправного НГМД звучит один короткий сигнал и на дисплее загорается код системной ошибки:

Код 6ХХ, например: код 601 - неисправна дискета (Diskette error) или плата контроллера, кабель, дисковод;

Код 602 - ошибка считывания загрузочной записи (Diskette Boot Record error);

Код 606 - неисправность в конструкции дисковода или на плате контроллера НГМД;

Код 607 - диск защищен от записи, диск неправильно вставлен, плохой переключатель защиты диска от записи, неисправность в аналоговой части электронной платы НГМД;

Код 608 - ГМД неисправен;

Код 611-613 - неисправность на плате контроллера дисковода или в кабеле данных дисковода;

Код 621-626 - неисправность в конструкции дисковода.

Если неисправность не поддается локализации, то следует попытаться накопитель к другому системному блоку и повторите загрузку. Если снова неудача, значит неисправен блок самого дисковода с его электронной платой.

Наиболее часто бывает, неисправна электромеханическая часть конструкции дисковода, а именно, неисправен привод дисковода, шаговый двигатель перемещения ГЧЗ, не функционирует индексный датчик, авария ГЧЗ, сбита юстировка ГЧЗ и т. п.

Кстати, нарушения юстировки ГЧЗ встречаются довольно часто. Пользователь ПК должен умело использовать существующие программные средства диагностики дисководов, которые могут достаточно быстро локализовать неисправность. После локализации неисправной платы или узла пользователь может приступить к их ремонту.

Основными причинами неисправности НГМД могут быть следующие причины:

• неправильно выставлен тип в SETUP («слетел» SETUP) - установить правильно;
• нарушился контакт в разъемах - открыть корпус, снять шлейф, аккуратно надеть обратно;
• неисправен контроллер дисковода (мультикарта) - как правило, сам компьютер при включении об этом сообщает – заменить м/с MIO;
• загрязнение дисковода - использовать специальную чистящую дискету;
• действительно серьезная поломка, требующая замены дисковода.

Для облегчения проведения диагностики НГМД фирма Теас (Япония) предлагает проводить 15 общих проверок, из них первые четыре - механические, а остальные электронные.

Необходимо отметить, что во всех дисководах для диагностики имеется набор контрольных точек. Например, в дисководах фирмы Теас типа FD-55BR/FR/GR имеется 8 контрольных точек, а именно:

1. ТР1- INDEX - проверка индексного сигнала,
2. ТР2- Erase gate delay - задержка сигнала стирания,
3. ТРЗ- TRACK ОО - сигналы индекса нулевой дорж-ки,
4. ТР4- Рге-АМР - сигналы усилителя записи 1-й стороны,
5. ТР5- Рге-АМР - усилитель записи 2-й стороны дискеты,"
6. ТР6- DC О - сигналы нулевой дорожки,
7. ТР7- DIF.AMP - сигналы усилителя считывания 1-й стороны,
8. ТР8- DIF.AMP - сигналы усилителя считывания 2-й стороны.

Иногда НГМД считывает информацию только с тех дискет, которые предварительно были на нем отформатированы. Причиной этого может быть следующее:

• нарушена юстировка блока магнитных головок,
• смещен датчик нулевой дорожки,
• изменилась скорость вращения привода диска,
• неисправен кварц задающего генератора контроллера НГМД.

Иногда бывает ситуация, когда флоппи-дисковод читает только первую вставленную дискету, а все последующие - нет. Причиной этой неисправности является отсутствие сигнала о смене дискеты (DC-disk changed), который проходит по крайнему 34 проводу интерфейса. Датчиком смены дискеты является оптоэлектронная пара, установленная в дисководе. Следовательно, более точными причинами могут быть:

• загрязнение или неисправность оптопары;
• нарушение контактов в разъемах, к которым подсоединяется интерфейс;
• обрыв 34-го провода в шлейфе;
• неисправность контроллера на плате (возможно, обрыв дорожки).

3.1.11 Неисправности НОД их характер проявления, методика их устранения

Устройство НОД
Типовой привод НОД состоит из

• платы электроники,
• шпиндельного двигателя,
• оптической системы считывающей головки
• истемы загрузки диска.

На плате электроники размещены все управляющие схемы привода, интерфейс с контроллером компьютера (IDE, SATA), разъемы интерфейса и выхода звукового сигнала.

Шпиндельный двигатель служит для приведения диска во вращение с постоянной или переменной линейной скоростью.

На оси шпиндельного двигателя закреплена подставка, к которой после загрузки прижимается диск. Прижим диска к подставке осуществляется с помощью шайбы, расположенной с другой стороны диска. Подставка и шайба содержат постоянные магниты, сила притяжения которых прижимает шайбу через диск к подставке.

Оптическая система состоит из каретки,на которой размещены лазерныйизлучатель, система фокусировки и фотоприѐмник, и механизма еѐ перемещения. Система фокусировки представляет собой подвижную линзу, приводимую в движение электромагнитной системой Изменение напряжѐнности магнитного поля вызывает перемещение линзы в вертикальной плоскости и пере фокусировку лазерного луча.

Система перемещения головки имеет собственный миниатюрныйдвигатель, приводящий в движение каретку при помощи червячной (иногда зубчатой) передачи.

Принцип работы НОД

Полупроводниковый лазер генерирует маломощный инфракрасный луч, который попадает на отражающее зеркало. Серводвигатель по командам, поступающим от встроенного микропроцессора, смещает подвижную каретку с отражающим зеркалом к нужной дорожке на компакт-диске. Отраженный от диска луч фокусируется линзой, расположенной под диском, отражается от зеркала и попадает на разделительную призму. Разделительная призма направляет отраженный луч на другую фокусирующую линзу. Эта линза направляет отраженный луч на фото датчик, который преобразует световую энергию в электрические импульсы. Сигналы с фотодатчика декодируются встроенным микропроцессором и передаются в компьютер в виде данных.

Рисунок 47 - Структурная схема оптической головки Рисунок48 - Оптическая головка В соответствии с этой структурой можно выделить три основные группы неисправностей НОД:

1. механические неисправности;
2. неисправности оптической системы;
3. неисправности электронных компонентов.

Механические неисправности составляют80...85%общего числанеисправностей. Их можно разделить на несколько основных групп:

• отсутствие смазки трущихся частей;
• скопление пыли и грязи на подвижных частях механизма транспортировки диска;
• засаливание фрикционных поверхностей;
• нарушения регулировок;
• механические поломки деталей транспортного механизма.

Отсутствие смазки приводит к тому, что CD-ROM с трудом выталкивает каретку с диском. В простых механизмах, где каждый элемент выполняет несколько функций, отсутствие смазки приводит, например, к заклиниванию замка каретки и исключает возможность использования CD-ROM.

Скопление пыли и грязи на подвижных частях, особенно на краях подвижных салазок каретки, делает практически невозможным запирание механизма, и в результате CD-ROM постоянно выбрасывает диск.

Засаливание фрикционных поверхностей приводит либо к остановке механизма каретки в промежуточных положениях, либо к проскальзыванию диска во время вращения. И то и другое делает использование CD-ROM невозможным. К подобному результату приводит и нарушение регулировок транспортного механизма.

Отсутствие смазки механизма приводит к тому, что дисковод с трудом выталкивает дископриемник с диском. Целесообразно периодически смазывать литолом транспортный механизм дисковода CD-ROM

Неисправности оптико-электронной системы считывания информации .

Несмотря на небольшие размеры, система эта - очень сложное и точное оптическое устройство. По частоте появления в течение первых полутора-двух лет эксплуатации отказы оптической системы составляют 10...15% от общего числа неисправностей.

Основными частями системы являются (см. Рисунок48):

• сервосистема управления вращением диска;
• сервосистема позиционирования лазерного считывающего устройства;
• сервосистема автофокусировки;
• сервосистема радиального слежения;
• система считывания;
• схема управления лазерным диодом.

Сервосистема управления вращением диска обеспечивает постоянстволинейной скорости движения дорожки считывания на диске относительно лазерного пятна.

Характерными признаками неисправности являются либо отсутствие вращения диска, либо, наоборот, разгон до максимальной скорости вращения. При попытке изъять диск с помощью органов управления каретка открывается с вращающимся на ней диском.

Характерными признаками исправной работы являются четкопрослеживающиеся фазы:

• старт и разгон вращения диска;
• установившийся режим вращения;
• интервал торможения до полной остановки;
• съем диска лотком каретки и вынос его наружу из дисковода.

Сервосистема позиционирования головки считывания информацииобеспечивает плавное подведение головки к заданной дорожке записи с ошибкой, не превышающей половины ширины дорожки в режимах поиска требуемого фрагмента информации и нормального воспроизведения.

Перемещение головки считывания, а вместе с ней и лазерного луча, по полю диска осуществляется двигателем головки. Работа двигателя контролируется сигналами прямого и обратного перемещения, поступающими с процессора управления, а также сигналами, вырабатываемыми процессором радиальных ошибок.

Характерными признаками неисправности являются:

• беспорядочное движение головки по направляющим,
• неподвижность головки

Сервосистема радиального слежения обеспечивает удержание луча лазерана дорожке и оптимальные условия считывания информации.

Работа системы основана на методе трех световых пятен. Суть метода заключается в разделении основного луча лазера с помощью дифракционной решетки на три отдельных луча, имеющих незначительное расхождение.

Работоспособность системы радиального слежения можно проконтролировать по изменению сигнала рассогласования, поступающего на привод слежения.

Сервосистема автофокусировки обеспечивает точную фокусировкулазерного луча в процессе работы на рабочей поверхности диска.

О работоспособности системы фокусировки можно судить как по характерным движениям фокусной линзы в момент старта диска, так и по сигналу запуска режима ускорения диска при нахождении фокуса луча лазера.

Система считывания информации содержит фотодетекторную матрицу идифференциальные усилители сигналов.

О нормальной работе этой системы можно судить по наличию высокочастотных сигналов на ее выходе при вращении диска.

Система управления лазерным диодом обеспечивает номинальный токвозбуждения диода в режимах пуска диска и считывания информации.

Признаком нормальной работы системы является наличие ВЧ-сигнала амплитудой около 1 В на выходе системы считывания.

К третьей группе неисправностей принадлежат все повреждения электронной начинки НОД. Несмотря на достаточно небольшой (относительно общего числа дефектов НОД) процент случаев выхода из строя электроники – 5...10%, поиск неисправностей электронных схем является самой трудоемкой частью ремонта.

Типовые неисправности НОД и методика их устранения
Можно выделить следующие типовые неисправности компонентов НОД:
Компьютер не идентифицирует накопитель

Не работает механизм загрузки/выгрузки компакт – диска

Не проходят тесты НОД

Компьютер не идентифицирует устройство НОД ,не горит светодиодобращения к дисководу. Вначале проверяют правильность установки перемычки "Slave" на соединителе дисковода.

Затем контролируют исправность интерфейса кабеля EIDE и корректность его подключения к системной плате компьютера.

В заключение проверяют правильность установки устройства CD-ROM в BIOS - Setup. Если и после этих проверок дисковод не работает выполнить проверку сигналов интерфейсного соединителя с помощью осциллографа.

Не работает механизм загрузки/выгрузки компакт-диска

Дископриемник не выдвигается при нажатии на клавишу "Open" и не задвигается при нажатии на клавишу "Close"

Вначале проверяют поступление напряжения +5 В на IC601 (процессор системного управления дисководом) при нажатии клавиши "Open". При наличии этого напряжения проверяют наличие сигналов управления ДЗВД на обмотке электродвигателя.

При наличии сигналов управления проверяют исправность самого электродвигателя: к контактам двигателя подключают внешний источник питания постоянного тока (9 В). Если вал двигателя начинает быстро вращаться, можно считать, что двигатель исправен. Если двигатель не вращается, вращается слишком медленно или быстро нагревается, омметром проверяют сопротивление его обмоток: Ro6m=6,5 Ом. В случае значительного (более 30%) отклонения Ro6m от указанного значения заменяют сам двигатель.

Механические поломки деталей транспортного механизма довольно частое явление.

Дископриемник открывается или закрывается не полностью

Вначале проверяют исправность транспортного механизма, при необходимости очищают от пыли и грязи и смазывают литолом или любой вязкой смазкой. Затем проверяют срабатывание контактной группы ("тройки") при открывании и закрывании дископриемника (Рисунок49). При необходимости эту контактную группу регулируют.
Рисунок50 - Общий вид контактов управления работой дископриемника

Дископриемник самопроизвольно выдвигается при подаче питания на дисковод

Не происходит запирания дископриемника вследствие нечеткого срабатывания контактной группы ("тройки"). При необходимости эту контактную группу регулируют.

Не считывается информация с компакт-диска или считывание происходит со сбоями
Основными причинами этих неисправностей могут быть следующие:

• отсутствует вращение диска или скорость вращения отличается от номинальной;
• отсутствует позиционирование ЛГС;
• отсутствует лазерный луч или его интенсивность недостаточна;
• отсутствие синхронизирующих сигналов дисковода;
• не работает система авто фокусировки луча лазерного диода;
• неисправность цепей питания+5 или +12 Б на электронной плате дисковода или неисправность компонента на плате.

Интенсивность лазерного луча недостаточна Признак:

Привод после полугода-года работы (как правило, сразу после окончания срока гарантии) перестает читать CD диски или диски формата DVD. Обычно проблема проявляется постепенно.

Ремонт:

Проблема, как правило, не связана с загрязнением оптической системы привода. Загрязненная линза и полупрозрачное зеркало, находящееся под ней одинаково ухудшают качество чтения обоих типов носителей. В читающей головке универсальных комбо-приводов установлено два лазерных модуля. Один из них используется для чтения и записи дисков стандарта DVD, другой - для CD дисков. Со временем может произойти уменьшение яркости свечения одного из лазеров.

Небольшие подстроечные резисторы, установленные непосредственно на головке регулируют ток через лазерный диод и, изменяя их номинал, можно в некоторых пределах менять яркость лазерного излучения. На рисунке они обведены кружочками и обозначены цифрами 1 и 2.
Рисунок51 - Общий вид оптической головки. 1и 2 резисторы регулировки тока лазерного диода

Обобщенный алгоритм поиска неисправностей НОД представлен на рисунке 52

В жизни каждого домашнего мастера, умеющего держать в руках паяльник и пользоваться мультиметром, наступает момент, когда поломалась какая-то сложная электронная техника и он стоит перед выбором: сдать на ремонт в сервис или попытаться отремонтировать самостоятельно. В этой статье мы разберем приемы, которые могут помочь ему в этом.

Итак, у вас сломалась какая-либо техника, например ЖК телевизор, с чего нужно начать ремонт? Все мастера знают, что начинать ремонт надо не с измерений, или даже сходу перепаивать ту деталь, которая вызвала подозрение в чем-либо, а с внешнего осмотра. В это входит не только осмотр внешнего вида плат телевизора, сняв его крышку, на предмет подгоревших радиодеталей, вслушивание с целью услышать высокочастотный писк либо щелканье.

Включаем в сеть прибор

Для начала нужно просто включить телевизор в сеть и посмотреть: как он себя ведет после включения, реагирует ли на кнопку включения, либо моргает светодиод индикации дежурного режима, или изображение появляется на несколько секунд и пропадает, либо изображение есть, а звук отсутствует, или же наоборот. По всем этим признакам, можно получить информацию, от которой можно будет оттолкнуться при дальнейшем ремонте. Например в мигании светодиода, с определённой периодичностью, можно установить код поломки, самотестирования телевизора.

Коды ошибок ТВ по миганию LED

После того, как признаки установлены, следует поискать принципиальную схему устройства, а лучше если выпущен Service manual на устройство, документацию со схемой и перечнем деталей, на специальных сайтах посвященных ремонту электроники. Также не лишним, будет в дальнейшем, вбить в поисковик полное название модели, с кратким описанием поломки, передающим в нескольких словах, ее смысл.

Сервис мануал

Правда иногда лучше искать схему по шасси устройства, либо названию платы, например блока питания ТВ. Но как же быть, если схему все же найти не удалось, а вы не знакомы со схемотехникой данного устройства?

Блок схема ЖК ТВ

В таком случае, можно попробовать попросить помощи на специализированных , после проведения предварительной диагностики самостоятельно, с целью собрать информацию, от которой мастера, помогающие вам смогут оттолкнуться. Какие этапы включает в себя, эта предварительная диагностика? Для начала, вы должны убедиться в том, что питание поступает на плату, если устройство вообще не подает никаких признаков жизни. Может быть это покажется банальным, но не лишним будет прозвонить шнур питания на целостность, в режиме звуковой прозвонки. как пользоваться обычным мультиметром.

Тестер в режиме звуковой прозвонки

Затем в ход идет прозвонка предохранителя, в этом же режиме мультиметра. Если у нас здесь все нормально, следует померять напряжения на разъемах питания, идущих на плату управления ТВ. Обычно напряжения питания, присутствующие на контактах разъема, бывают подписаны рядом с разъемом на плате.

Разъем питания платы управления ТВ

Итак, мы замеряли и напряжение какое-либо у нас отсутствует на разъеме - это говорит о том, что схема функционирует не правильно, и нужно искать причину этого. Наиболее частой причиной поломок встречающейся в ЖК ТВ, являются банальные электролитические конденсаторы, с завышенным ESR, эквивалентным последовательным сопротивлением. Про ESR .

Таблица ESR конденсаторов

В начале статьи я писал про писк, который вы возможно услышите, так вот, его проявление, в частности и есть следствие завышенного ESR конденсаторов небольшого номинала, стоящих в цепях дежурного напряжения. Чтобы выявить такие конденсаторы требуется специальный прибор, ESR (ЭПС) метр, либо , правда в последнем случае, конденсаторы придется выпаивать для измерения. Фото своего ESR метра позволяющего измерять данный параметр без выпаивания выложил ниже.

Мой прибор ESR метр

Как быть если таких приборов нет в наличии, а подозрение пало на эти конденсаторы? Тогда нужно будет проконсультироваться на форумах по ремонту, и уточнить, в каком узле, какой части платы, следует заменить конденсаторы, на заведомо рабочие, а таковыми могут считаться только новые (!) конденсаторы из радиомагазина, потому что у бывших в употреблении этот параметр, ESR, может также зашкаливать или уже быть на грани.

Фото - вздувшийся конденсатор

То что вы могли выпаять их из устройства, которое ранее работало, в данном случае значения не имеет, так как этот параметр важен только для работы в высокочастотных цепях, соответственно ранее, в низкочастотных цепях, в другом устройстве, этот конденсатор мог прекрасно функционировать, но иметь параметр ESR сильно зашкаливающий. Сильно облегчает работу то, что конденсаторы большого номинала имеют в своей верхней части насечку, по которой в случае прихода в негодность просто вскрываются, либо образовывается припухлость, характерный признак их непригодности для любого, даже начинающего мастера.

Мультиметр в режиме Омметра

Если вы видите почерневшие резисторы, их нужно будет прозвонить мультиметром в режиме омметра. Сначала следует выбрать режим 2 МОм, если на экране будут значения отличающиеся от единицы, или превышения предела измерения, нам следует соответственно уменьшить предел измерения на мультиметре, для установления его более точного значения. Если же на экране единица, то скорее всего такой резистор находится в обрыве, и его следует заменить.

Цветовая маркировка резисторов

Если есть возможность прочитать его номинал, по , нанесенными на его корпус, хорошо, в противном случае без схемы, не обойтись. Если схема есть в наличии, то нужно посмотреть его обозначение, и установить его номинал и мощность. Если резистор прецизионный, (точный) его номинал можно набрать, путем включения двух обычных резисторов последовательно, большего и меньшего номиналов, первым мы задаем номинал грубо, последним мы подгоняем точность, при этом их общее сопротивление сложится.

Транзисторы разные на фото

Транзисторы, диоды и микросхемы: у них не всегда можно определить неисправность по внешнему виду. Потребуется измерение мультиметром в режиме звуковой прозвонки. Если сопротивление какой либо из ножек, относительно какой то другой ножки, одного прибора, равно нулю, или близко к к этому, в диапазоне от нуля до 20-30 Ом, скорее всего, такая деталь подлежит замене. Если это биполярный транзистор, нужно вызвонить в соответствии с распиновкой, его p-n переходы.

Проверка транзистора мультиметром

Чаще всего такой проверки бывает достаточно, чтобы считать транзистор рабочим. Более качественный метод . У диодов мы также вызваниваем p-n переход, в прямом направлении, должны быть цифры порядка 500-700 при измерении, в обратном направлении единица. Исключение составляют диоды Шоттки, у них меньшее падение напряжения, и при прозвонке в прямом направлении на экране будут цифры в диапазоне 150-200, в обратном также единица. , полевые транзисторы, обычным мультиметром без выпаивания так не проверить, приходится часто считать их условно рабочими, если их выводы не звонятся между собой накоротко, или в низком сопротивлении.

Мосфет в SMD и обычном корпусе

При этом следует учитывать, что у мосфетов между Стоком и Истоком стоит встроенный диод, и при прозвонке будут показания 600-1600. Но здесь есть один нюанс: в случае, если например вы прозваниваете мосфеты на материнской плате и при первом прикосновении слышите звуковой сигнал, не спешите записывать мосфет в пробитый. В его цепях стоят электролитические конденсаторы фильтра, которые в момент начала заряда, как известно, на какое-то время ведут себя, как будто цепь замкнута накоротко.

Мосфеты на материнской плате ПК

Что и показывает наш мультиметр, в режиме звуковой прозвонки, писком, первые 2-3 секунды, а затем на экране побегут увеличивающиеся цифры, и установится единица, по мере заряда конденсаторов. Кстати по этой же причине, с целью сберечь диоды диодного мостика, в импульсных блоках питания ставят термистор, ограничивающий токи заряда электролитических конденсаторов, в момент включения, через диодный мост.

Диодные сборки на схеме

Многих знакомых начинающих ремонтников, обращающихся за удаленной консультацией в Вконтакте , шокирует - им говоришь прозвони диод, они прозваниют и сразу-же говорят: он пробитый. Тут стандартно всегда начинается объяснение, что нужно либо приподнять, выпаять одну ножку диода, и повторить измерение, либо проанализировать схему и плату, на наличие параллельно подключенных деталей, в низком сопротивлении. Таковыми часто бывают вторичные обмотки импульсного трансформатора, которые как раз и подключаются параллельно выводам диодной сборки, или иначе говоря сдвоенного диода.

Параллельное и последовательное соединение резисторов

Здесь лучше всего один раз запомнить, правило подобных соединений:

1. При последовательном соединении двух и более деталей, их общее сопротивление будет больше большего каждой, по отдельности.
2. А при параллельном соединении, сопротивление будет меньше меньшего каждой детали. Соответственно наша обмотка трансформатора, имеющая сопротивление в лучшем случае 20-30 Ом, шунтируя, имитирует для нас “пробитую” диодную сборку.

Конечно все нюансы ремонтов, к сожалению, в одной статье раскрыть не реально. Для предварительной диагностики большинства поломок, как выяснилось, бывает достаточно обычного мультиметра, применяемого в режимах вольтметра, омметра, и звуковой прозвонки. Часто при наличии опыта, в случае простой поломки, и последующей замены деталей, на этом ремонт бывает закончен, даже без наличия схемы, проведенный так зазываемым “методом научного тыка”. Что конечно не совсем правильно, но как показывает практика, работает, и, к счастью, совсем не так как изображено на картинке выше). Всем удачных ремонтов, специально для сайта Радиосхемы - AKV.

Обсудить статью ДИАГНОСТИКА И РЕМОНТ ЭЛЕКТРОНИКИ БЕЗ СХЕМ