作者：张兴伟等
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
笔记本电脑维修之电路分析基础试读：
前言
随着技术与市场的发展，笔记本电脑与当初的手机一样，开始大量进入寻常人家。笔记本电脑用户日益增多，由此带动了笔记本电脑维修市场的蓬勃发展，许多人开始关注、进入笔记本电脑维修行业。
由于笔记本电脑的移动性、电路与机械结构的特殊性，笔记本电脑比台式计算机容易出现故障。市面上关于笔记本电脑维修的资料很多，但比较少见便于初学者理解的、较为深入系统的硬件电路分析资料。因此，笔者决定编写一本关于笔记本电脑硬件电路检修的书。
为此，笔者收集整理、查阅分析了大量的笔记本电脑电路资料，并对其总结，力图为相关人员提供更具指导性、实用性的笔记本电脑维修资料，使笔记本电脑维修人员或其他电子技术人员能通过这些资料迅速地了解笔记本电脑的电路。
本书使用了大量的原始电路资料，实用性、资料性强，具有很强的实践指导性。
本书从实用及快速技能培训的立场出发，对笔记本电脑维修的基础知识、笔记本电脑电路原理及其检修方法作了适当的讲述。
本书共分9章，分别介绍了笔记本电脑电路基础、手工操作基础，以及笔记本电脑硬件电路等各方面的知识。
本书适用于广大与笔记本电脑技术支持相关的从业人员，以及广大的电子技术爱好者。考虑到多数相关读者的读图习惯，本书中的部分电路图未进行标准化处理。由于专业水平、条件与时间的限制，书中难免有不妥之处，敬请指正。
除署名作者外，参与本书编写的人员还有钟云、林庆位、张积慧、钟晓、郭小军、张素蓉、钟钦、夏倩等。编著者2012.10第1章 绪论1.1 关于本书学习
早期的笔记本电脑属于高端消费产品，随着技术与市场的发展，笔记本电脑逐渐进入普通消费者的生活。根据国外调查公司Gartner透露，仅2010年第一季度期间全球笔记本电脑销量就达到4940万台。大量保修期之外的笔记本电脑催生了笔记本电脑维修行业，许多人打算或正在从事笔记本电脑维修。
笔记本电脑电路比较复杂，对于许多维修人员、初学者来说，从维修的角度来分析笔记本电脑的各单元电路有很大难度，归根结底，还是在于基础知识不扎实。
市面上关于电子基础方面的书籍很多，但大都是依赖于严格的数学推导，较难找到与实际维修工作紧密联系的、较为系统而又易于理解与掌握的电子基础知识的相关学习资料。
本书的一个重要特点就是面向实际应用，从实践出发对知识点予以描述。在本书的编写过程中，力求从“技术”与“技巧”层面来描述电子基础各方面的相关知识点，书中对相关理论的讨论大部分也不依赖于繁复的数学推导。在介绍知识点时，结合笔记本电脑的实际电路予以讲述，使书的内容深入浅出，语言简明扼要，通俗易懂。
我们在这里对电路理论的回顾不是用来取代教科书的。本书的目的在于引导读者比较快速地入门。
电子基础看似简单，但要真正学好并不容易。“电”具有一定的抽象性，它不能被触摸、看、听或闻到。在一定程度上，我们需要利用一些仪器，如万用表、示波器等来观测它。从许多方面来看，讲解电路是抽象的、数学化的、纯理论性质的，但我们努力将数学与纯理论性质的讨论降到最低程度，以培养读者对笔记本电脑电路阅读与分析的直觉意识与理解。
虽然我们在书本中尽量少用数学，但有些数学运算对于理解模拟电路是必需的。
本书的读者，大都希望通过学习后能掌握一定程度的拓展职业生涯的技能。而这里所说的技能就是利用相关领域的基础知识解决实际问题的能力。注意，对于通常的电子维修工作来说，最常运用的也是简单的基础知识。
那么，如何发展并增强这样的技能呢?
最佳的方法当然是理论学习与实践相结合。
然而，要想真正掌握这样的技能，就必须利用相当的时间来学习、阅读、理解笔记本电脑电路。你会惊异地发现，你所求解的大部分问题都会利用到简单的基础知识。
要掌握好维修工作所必须的电路基础知识，应：
❶ 掌握基本的概念；
❷ 掌握基本电路；
❸ 掌握基本分析方法。
可以说，基本概念是不变的，但它的应用是灵活的，万变不离其宗。
掌握基本电路。掌握基本电路的构成、正常工作的条件、电路的功用，等等。复杂的电路都是在基本电路的基础上演变而来的。基本电路的组成原则是不变的，但其他电路形式各不相同、千变万化。如果记忆的仅仅是一个个孤立的电路，要真正学好技术是比较难的。
学习基础知识的过程，初看是非常乏味的，然而，这一过程非常必要。随着工作的深入、知识的增加，这一过程会变得越来越容易。随着时间的推移，会发现求解问题很快。花时间阅读、理解电路图最终会为你节省大量的时间，同时避免失败。1.2 电路1.2.1 电路的概念
电路是电工技术和电子技术的基础。把一些电气设备或元器件，按其所要完成的功能，用一定方式连接而成的电流通路称为电路。
电路的作用有两类：一是可以实现能量的传输与转换，二是可以实现信号的传递和转换。
简单地讲，我们把电流所走的路线称为电路。用细导线将一个电筒灯泡、一个开关与一个电池连接，即可组成一个简单的电路，如图1.1所示。如果将图1.1所示的实际电路用标准的电路图形符号画出来，可得到图1.2所示的电路原理图。图1.1 一个简单的实际电路图1.2 图1.1所示的实际电路的电路图
将图1.2所示的电路原理应用于实际的产品，可得到许多不同的照明器具，如电筒、探照灯等。如果将图1.2中的电池更换成220V的交流电源，就是我们所熟知的电灯照明电路，如图1.3所示。图1.3 电灯电路
在电气工程中，我们关注的是信号的传输或能量的转换，要实现信号的传输或能量的转换，就需要有互连的电子（电气）设备，这种电子（电气）设备的互连被称为电路，其中的每一个组成部分被称为电路元素。
电源、元器件、负载、导线（用于电路元素连接）是一个电路的最基本的元素。
在图1.1所示的电路中，电池（电源）、开关（控制元件）、灯泡（负载）、导线都是电路元素。其中，电源是产生电能或电信号的设备，是将各种非电能（如热能、化学能、机械能、光能和原子能等）转换成电能的设备。电池电源是直流电源中的一种，手持电子设备通常都会用到电池电源，如笔记本电脑、收音机、手机等。
每个电路都有它的作用、功能，一个电路的作用对象被称为负载。例如，扬声器是音频放大器的负载，电筒灯泡是电池的负载。
与电源相反，负载将电能转换成其他形式的能量。在现代日趋复杂的各种电路中，负载和电源都是相对的概念。例如，在笔记本电脑中，某一级放大电路对于它的前一级放大电路而言可视做负载，而对于它的后一级电路则又被视做电源（信号源）。
图1.4所示的是笔记本电脑内一个实际的复杂开关电路（电子开关电路），它看起来比图1.2、图1.3所示的电路复杂，但如果掌握了基本的电路知识，就可以很容易分析掌握这个电路。套用前面的知识：Q50、Q55、C678、R981、R984、R982等是电路元素；该电源输出的VCC3AUX1电源为后级电路供电，后级电路就是图1.4所示电路的负载。图1.4 T60中的VCC3AUX1电源转换电路
电路有很多种，不同的电子（电气）设备中各个电路的作用可能各不相同。本书不探讨设备中各种电路如何构建，着重在于介绍一些与实际维修工作紧密联系的电路基本知识。1.2.2 电路中的地“地”是电子技术中一个很重要的概念。由于“地”的分类与作用有多种，这里仅作一个简单的介绍。
图1.2中的所表示的是电路的地（GND），它是电路的“地”，又称参考“地”，就是零电位的参考点，也是构成电路信号回路的公共段，它为设备中的所有信号提供了一个公共参考电位。“地”的图形符号也可以是。在实际电子电路中，电源的负极与地相连——电路板上大片的铜皮或金属屏蔽罩，通常都是“地”。在图1.1中，电池的负极、电池负极所连接的导线，以及与电池负极相连的电灯的端口都可认为是“地”，但电路图中仅以一个图形符号来标识。“接地”有设备内部的信号接地和设备接大地，两者概念不同，目的也不同。“地”的经典定义是“作为电路或系统基准的等电位点或平面”。
在工程实践中，除设备内部的信号接地外，通常还将设备的机壳与大地连在一起，以大地作为设备的接地参考点。设备接大地是为了保护人员安全而设置的一种接线方式。
不要将设备外壳的接地与电路中的“地”等同起来，也千万不要将上面所述的设备外壳接地与220V交流电中的“零线”等同起来。如果使设备外壳与零线等同（连接在一起），将对人员带来致命的伤害。1.3 电压、电流与信号1.3.1 电压
电筒所使用的通常是1.5V的电池，家用照明所使用的是220V的电源。这里的1.5V、220V就是指电源的电压。我们知道，水塔的位置总是比水管出水口的位置高。水在水管中之所以能流动，是因为有着高水位和低水位之间的差别而产生的一种压力。电也是如此，电流所以能够在导线中流动，也是因为在电流中有着高电势能和低电势能之间的差别。这种差别称为电位差，也称为电压。
在电路中，任意两点之间的电位差被称为这两点的电压。
电压用符号“U”表示。电压的单位是伏特，用字母“V”表示。电压还可用毫伏（mV）、千伏（kV）来表示。它们之间的换算关系是千进制，即
1千伏（kV）=1000伏（V）
1伏（V）=1000毫伏（mV）
在电路中讲到电压，通常是指某一点对“地”的电压。例如，图1.4中Q50的1脚电压是指Q50的1脚与地之间的电位差，即Q50的1脚对地的电压。在实际测试操作时，万用表的挡位在电压挡，万用表的红表笔接Q50的1脚，万用表的黑表笔接地。
但是，某个元器件的“压降”就不是指对地电压，而是指这个元器件两端（或某两个端口）之间的电压。例如，在实际测试图1.4中R982的压降时，万用表的红表笔、黑表笔是分别接在电阻R982的两端。
在笔记本电脑检修工作中，大多数情况下都需要通过检测电路中一些重要节点的电压来判断电路是否正常。
在笔记本电脑电路图中，大多数电源的电压值信息可从电源的标注（名称）中获得。例如，表1.1所示的是惠普笔记本电脑6910P内电源供给状态说明，其中的“power plane”一项标明了机器内的一些电源名称。+5VALW电源的电压值为5V，+1.8V电源的电压值是1.8V，+1.25VS电源的电压值是1.25V。例外的是，在笔记本电脑内，3V待机电源，如表1.1中的+3VALW电源，其实际电压值通常是3.3V。表1.1 惠普笔记本电脑6910P电源供给状态说明（O：开启；X：关闭）1.3.2 电流
电荷的定向移动形成电流。电流的大小等于单位时间内流过导体横截面的电荷量，用符号i表示。
电流的大小称为电流强度，用字母I表示，是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量。
电流的单位是安培，用字母A表示。除了安培，常用的电流单位有毫安（mA）及微安（μA）。它们之间的换算关系是千进制，即1A=1000mA1mA=1000μA1kA=1000A1.3.3 测试
电压与电流是看不见、摸不着的，但我们可以利用一些工具来测量它们，最常用的就是万用表。万用表有数字式与指针式两大类，如图1.5所示（万用表的具体使用请参阅各相关万用表的使用说明书）。不论哪种类型的万用表，电压测试、电流测试与电阻测试是其最基本的功能。图1.5 万用表
在笔记本电脑的检修工作中，测量电压的机会相对较多。若用万用表测试电压，可将万用表的拨盘指向电压挡。
❶ 用万用表检测电路中某一点的电压时，使万用表的“黑表笔”接地，红表笔接该点。
❷ 需要检测某元器件两端的电压时，使万用表的“红表笔”、“黑表笔”跨接在该元器件的两端。万用表显示的就是该元器件两端的电压。如果万用表显示的是负数，对调万用表红表笔、黑表笔的位置即可。1.3.4 直流与交流
电源有直流（DC）与交流（AC）之分。
交流电流的大小与电流方向是随时间的变化而变化的，而直流电流的方向不随时间的变化而变化。
交流电是有频率的，通常电网接入供电为50Hz（如中国）或60Hz（如美国），电压有110V（如美国）和220V（如中国）等。
干电池、蓄电池等属于直流电源。标准的直流电流的大小与方向都是不随时间的变化而变化的。在电路中，各单元电路的工作电源都是直流电源。电路中的振荡信号（时钟信号）、音频信号等是交流信号。1.3.5 信号
我们在讲述电子电路时，不可避免地要提到信号。
通常情况下，电路中的模拟信号可用频率（frequency）、幅度（amplitude）、相位（phase）等三个基本的特征参数来描述。在维修工作中，大多数情况下都关注信号的幅度、频率。
频率，是指单位时间内信号发生周期性变化的次数。频率的国际单位是赫兹（Hz）。
若信号在单位时间（1s）内只周期性地变化一次，则信号的频率为1Hz，如图1.6（a）所示。若信号在单位时间内只周期性地变化两次，则信号的频率为2Hz，如图1.6（b）所示。图1.6 1Hz信号示意图
赫兹（Hz）是频率的基本单位。在实际应用中，还有千赫兹（kHz）、兆赫兹（MHz）、吉赫兹（GHz）等，它们的换算关系如下所示。31000Hz=1×10Hz=1Kilohertz（1kHz）61000kHz=1×10Hz=1Megahertz（1MHz）91000MHz=1×10Hz=1Gigahertz（1GHz）
在笔记本电脑内，通常需关注各时钟信号的频率。例如，32.768kHz的实时时钟信号，时钟产生器单元的14.318MHz参考时钟信号，48MHz的USB时钟信号等。
幅度是指周期性变化信号波的最大上升值和最大下降值。
信号的幅度被用来指明信号的强度，通常用电压（伏，V，Voltage）来表示。
在图1.7所示的信号波形图中，信号A和信号B在单位时间内的变化次数是一样的，即信号A和信号B的频率相同。但信号A的幅度比信号B的幅度大。图1.7 模拟信号幅度说明示意图第2章 电阻与电阻电路2.1 电阻基础2.1.1 基本概念
任何物质都有阻止电流流动的特性，物质的这种阻挡电流的特性被称为电阻（resistance），用字母“R”表示。
不同的物质对电流的“阻力”大小不同。导体对电流的“阻力”小，如铁和铜；绝缘体对电流的“阻力”大，如木头和橡胶。
通常讲的“电阻”实际上是指一个个的电阻器（Resistor），是一种元器件。在电路中，电阻通常用2.1（a）或图2.1（b）的图形符号来表示。原始的电脑电路图中，基本上都是采用图2.1（b）所示的电阻符号。图2.1 电阻的电路表示符号
电路中的电子元器件种类很多，不同种类的元器件都会用一些特定的字母来表示。电阻在电路中用字母“R”表示。
但电路中会有许多电阻，单用字母“R”不能准确描述每一个电阻。为此，采用字母“R”加数字来表示电路中的电阻，以方便对电路的描述。就好像人的姓名一样，字母“R”是电阻的姓，“R”后面的数字就是每一个电阻的名。例如，在图2.2所示的电路中，R638、R483、R634、R639就分别表示了4个不同的电阻。这种表示方法对于电容、电感、二极管、三极管、集成电路等都是适用的。图2.2 ThinkPad T60的主电池供电开关电路
电阻的应用非常广泛。电阻可被用作负载、偏置电路或反馈元件。电阻与电容结合使用可用于放电、滤波、定时、耦合、脉冲形成等方面。电阻也可用于设置工作电流与信号电平。电阻用于电源电路中可损耗功率，减小相应电压，也可用于测量电流、电压。2.1.2 电阻的单位
电阻器都有一定的阻值，它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆，用符号“Ω”表示。常用的单位还包括kΩ（千欧）、MΩ（兆欧），其换算关系如下所示。1kΩ=1000Ω；1MΩ=1000kΩ
电阻上单位的表示通常采用色环法和数字法。但笔记本电脑中绝大多数的电阻都很小，很少被标上阻值。通常是通过电路图或者对好机器中的相同位置电阻的测量来获得该电阻的阻值。2.1.3 欧姆定律
对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。电阻的阻值可用公式
来描述。这就是著名的欧姆定律。其中，U为电压，单位是伏特；I为电流，单位是安培。
欧姆定律表明：流过电阻的电流与其端电压成正比，而与本身的阻值成反比。
当电路两端的电压为1V，通过的电流为1A时，则该段电路的电阻值为1Ω。
欧姆定律仅适用于线性电阻（电路）。如果流过一个元器件的电流随电压的变化而呈线性变化，则该元器件是一个线性元件，如图2.3（a）所示。否则，该元器件是非线性元器件，如图2.3（b）所示。图2.3 线性电阻与非线性电阻
若一个电阻器在一定的使用条件下，加在其两端的电压与通过的电流的关系遵循欧姆定律，则该电阻器是线性元件，如各种膜式电阻器、线绕电阻器等。
在规定的使用条件下，若加在电阻器上的电压和通过的电流的关系，不遵循欧姆定律，这种电阻器称为非线性电阻器，如压敏电阻器、热敏电阻器等。
电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生热能。可以计算电阻的功率，计算公式是P=UI22
代入欧姆定律，则可得到P=IR或P=U/R。功率的单位是瓦特（W），1W=1000mW。图2.4 用于例2.1的电路
例2.1：计算图2.4中流过电阻的电流，电阻消耗的功率。
代入欧姆定律，得流过电阻的电流
由此，可计算出电流流过电阻时所产生的功率为22P=IR=0.006×500=0.018W=180mW
或者，P=UI=3V×0.006=0.018W=180mW
习题2.1：若需要图2.4所示电路中的电流为200mA，电阻R的阻值应该是多少?
习题2.2：假如图2.4中R的阻值是3kΩ，电路中的电流是多少?2.2 电阻2.2.1 电阻的种类
电阻器的种类很多，常见的有碳电阻、膜电阻（碳膜电阻、金属膜电阻）、线绕电阻等。图2.5所示的是一些引线电阻的实物图。图2.5 一些引线电阻的实物图
电阻在低频时表现出来的主要特性是电阻特性，但在高频时，不仅表现出电阻特性，还表现出电抗特性的一面，这对于高频电路非常重要。
在射频与高频电子领域，表面安装器件（SMD）是相对理想的器件，SMD电阻又被称为chip电阻（片状电阻）。图2.6所示的SMD电阻的结构图。图2.6 SMD电阻的结构图
由于表面安装电阻器的引线带来的引线电感很小，对电阻器标称值来讲，其电抗效应可以忽略不计。而且，元器件的封装尺寸越小，就越能减小不良的分布电容的影响。SMD电阻的封装有多种，如0402、1206、0603等。图2.7所示的就是几个SMD电阻。
SMD电阻基本上都是两端为银白色，是电阻的焊接点，中间大部为黑色。图2.7 SMD电阻
笔记本电脑中的电阻基本上都是表面贴装的电阻（也称为SMD电阻）。SMD电阻的封装尺寸有多种，如0402、1206、2010、0805、0603等。在图2.2中，电阻旁标识的就是指该电阻的尺寸。
习题2.3：找几块笔记本电脑电路板，并找到相应的电路图，练习识别电路板上的SMD电阻，比较不同尺寸的SMD电阻。2.2.2 笔记本电脑中电阻的标识
电阻器的标称阻值有四种标示法：直标法、文字符号法、数码法和色标法。
在笔记本电脑中，一些体积较大的SMD电阻上通常有数码法标示电阻的阻值。
数码法用三位阿拉伯数字表示，前两位数字表示阻值的有效数，第三位数字表示有效数后面零的个数，单位为欧姆。例如，101=100Ω；102=1kΩ；103=10kΩ；104=100kΩ；105=1MΩ；106=10MΩ。
当阻值小于10Ω时，常以×R×表示，将R看作小数点，如3R3表示3.3Ω。图2.8所示的就是几个采用数码法标示的SMD电阻，三个阻值为103的电阻，一个阻值为104的电阻。
在笔记本电脑中，还可看到毫欧级的电阻（1Ω=1000mΩ）。图2.9中标示为15M（PR20）、R015（PR28）的就是两个15mΩ的电阻。这一类电阻通常出现在电源传输线路上，作为电流监测取样电阻（一般的万用表是无法检测毫欧级电阻的）。图2.10所示的是电阻PR28所在的电路。图2.8 采用数码法标示的电阻图2.9 两个毫欧级的电阻图2.10 惠普笔记本电脑6910P充电电路局部
习题2.4：找几块笔记本电脑电路板，查找电路板上有数码法标示的SMD电阻，读出其阻值，并用万用表检测验证。2.3 电阻的连接
电阻在电路中要么以串联、并联的形式出现，要么以串并联的形式出现。通过串联、并联，可得到需要的电路网络，或得到所需阻值的电阻器。2.3.1 电阻的串联
1. 串联
若几个电阻首尾相接，如图2.11所示，就是电阻的串联。图2.11 电阻的串联
电阻串联后，可等效一个电阻，如图2.11所示，总电阻阻值增大（a、b间的电阻），其阻值为所串联的电阻阻值的总和。若有n个电阻串联在一起，则串联电阻的总电阻R=R+R+…+R总12n
比如，图2.11中a与b之间的总电阻R=1+2+6=9kΩ总
在串联电阻电路中，流过每个电阻的电流。
串联电阻电路有这样一个特点：在串联电阻电路中，流过每个电阻的电流一样；但每个电阻两端的电压不同，如图2.12所示。图2.12 串联电路中的电流与电压
例2.2：计算图2.13所示电路中的电流与电阻两端的电压。
在图2.13所示的电路中，流过电阻的电流是：
电阻R1两端的电压U=RI=1000Ω×0.001A=1V1
电阻R2两端的电压U=RI=2000Ω×0.001A=2V2
习题2.5：将图2.13所示的电路参数作一些调整，如图2.14所示，计算电路中的总电阻、电路中的电流，以及电阻R1、R2两端的电压。图2.13 一个串联电路图2.14 习题2.5的电路图
2. 笔记本电脑中的分压器电路
可以利用串联电阻电路中流过每个电阻的电流一样，但每个电阻两端的电压不同的特性来制作分压器。简单地说，分压器是一种在给定一个输入电压的情况下，将输入电压的一部分作为输出电压的电路。
图2.15所示的是一个由两个电阻组成的最简单的分压电路，它仅是图2.14所示电路的小小变动——从R1、R2之间引出一条输出线。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]