问答1:主板上有哪些插槽?
主板上的插槽和接口如图2-15所示。
图2-15 主板上的插槽和接口
CPU插槽:安装CPU的插槽。Intel公司和AMD公司的CPU安装插槽明显很不同,Intel公司的CPU插槽有很多小针(Intel CPU是触点型的),AMD公司的CPU插槽有很多小孔(AMDCPU是针脚型的),所示安装CPU前一定要了解清楚对应的CPU。AMD公司的CPU是可以向下兼容的,而Intel公司的CPU即使同是LGA775 Socket接口,能安装的CPU也有可能不同。
内存插槽:安装内存的插槽。不同类型的内存,插槽也不相同,不能混用。DDR采用的是184针插槽;DDR2采用的是240针插槽,DDR3同样采用240针插槽,但DDR2与DDR3的卡口位置不同,同样不能混插;DDR4采用284针插槽。另外,只有插在相同颜色的插槽上,内存才能组成双通道。
PCI-E×16插槽:主要是用来安装显卡,数据传输速率可以达到8GB/s。有一种SSD固态硬盘也使用PCI-E×16接口,速度非常快,但价格也非常高(硬盘章节中有相关介绍)。另外,为了支持Intel公司和AMD公司的双显卡技术(Cross Fire、SLI),有的主板提供2~3个PCI-E×16插槽。
PCI-E×1插槽:这是一个通用插槽,用来代替PCI插槽,以后声卡、网卡都可以插在PCI-E×1插槽上。
USB扩展连接器:USB扩展连接器主要用于连接数码相机和摄像机等设备,可以把USB端口扩展到6个。
SATA数据接口:连接SATA硬盘和光驱的接口。一般主板都有2~8个SATA数据接口。SATA数据接口比以前的IDE数据接口占用空间更少,插拔线缆更容易,数据传输更快、更稳定。现在流行的SATA数据接口有SATA1.0、SATA2.0、SATA3.0。
电源接口:ATX电源为主板提供电源的插座。现在主流供电是24针,以前用的是20针。
CPU辅助电源接口:这是ATX电源专为CPU提供的供电接口,一般是4针或8针。
前面板插针(PANEL):这是主板连接电脑机箱上电源开关、复位开关、电源指示灯硬盘数据指示灯的插针。
问答2:主板中有哪些重要芯片?
主板中的芯片主要有芯片组、I/O芯片、BIOS芯片、电源控制芯片和网络控制芯片等,如图2-16所示。
图2-16 主板上重要的芯片
1.BIOS芯片
BIOS(Basic Input Output System,基本输入/输出系统)是为电脑中的硬件提供服务的。BIOS属于只读存储器,它包含了系统启动程序、系统启动时必需的硬件设备的驱动程序、基本的硬件接口设备驱动程序。主板中的BIOS芯片主要由AWARD和AMI两家公司提供。
目前,BIOS芯片主要采用PLCC(塑料有引线芯片)封装形式。采用这种形式封装的芯片非常小巧,从外观上看,它大致呈正方形。这种小型的封装形式可以减少主板空间的占用,从而提高主板的集成度,缩小主板的尺寸。
2.I/O芯片
I/O芯片是主板输入输出管理芯片,它在主板中起着举足轻重的作用,它负责管理和监控整个系统的输入输出设备。在主板的实际工作中,I/O芯片有时对某个设备只是提供最基本的控制信号,再用这些信号去控制相应的外设芯片,如鼠标键盘接口(PS/2接口)、串口(COM口)、并口、USB接口、软驱接口等都统一由I/O芯片控制。部分I/O芯片还能提供系统温度检测功能,BIOS中的系统温度最原始的数据就是由它提供的。
3.电源控制芯片
电源控制芯片的功能是根据电路中反馈的信息,在内部进行调整后,再输出各路供电或控制电压。电源控制芯片主要负责识别CPU供电幅值,从而更好地为CPU、内存、芯片组等供电。
4.音频芯片
音频芯片,也可称为音效芯片,是主板集成声卡时的一个声音处理芯片。音频芯片是一个方方正正的芯片,四周都有引脚,一般位于第一个PCI插槽附近靠近主板边缘的位置。在它的周围,整整齐齐地排列着电阻和电容,所以能够比较容易辨认出来。
5.网络控制芯片
网络控制芯片是主板集成网络功能时用来处理网络数据的芯片,一般位于音频接口或USB接口附近。
问答3:哪些元件影响主板供电?
如果主板没有一个稳定的供电,那么即使主板安装了性能良好、稳定性高的芯片组,以及CPU和内存,系统也不会稳定。所以,主板供电是否稳定是一个比较重要的问题。(www.xing528.com)
主板供电电路中有一些关键的部件,如PWM控制器芯片(PWM Controller)、MOS-FET驱动芯片(MOSFET Driver)、输出扼流圈(Choke)、输出滤波的电解电容(Electro-lyticCapacitors)等。如果这些部件都比较好,那么主板供电基本就比较稳定了。
1.PWM控制器芯片
PWM控制器芯片。是控制CPU供电电路的中枢神经,在CPU插座附近。如图2-17所示就是PWM控制器芯片。PWM控制器芯片受VID的控制,通过向每相的驱动芯片输送PWM控制器芯片的方波信号来控制最终核心电压Vcore的产生。它对于主板的电压稳定性起着至关重要的作用。
2.MOSFET驱动芯片
MOSFET驱动芯片是CPU供电电路里常见的一种芯片,它有8根引脚。通常,每相配备一颗MOSFET驱动芯片。很多PWM控制器芯片里集成了三相的MOSFET驱动芯片,这时主板上就看不到独立的MOSFET驱动芯片了。MOSFET驱动芯片对于主板的电压稳定性起着至关重要的作用。如图2-18所示为MOSFET驱动芯片。
MOSFET的中文名称是场效应管,因此,MOSFET也被叫作MOS管。如图2-19所示,8引脚的黑色方块在供电电路里表现为受到栅极电压控制的开关。
图2-17 PWM控制器芯片
图2-18 MOSFET驱动芯片
图2-19 MOS管
每相中的驱动芯片受到PWM控制器芯片控制的上MOS管和下MOS管轮番导通,对这一相的输出扼流圈进行充电和放电,从而在输出端得到一个稳定的电压。每相电路都要有上桥和下桥,所以每相至少有2颗MOSFET驱动芯片,而上MOS管和下MOS管还可以用并联2~3颗代替一颗来提高导通能力,因而每相还可能看到总数为3颗、4颗甚至5颗的MOS-FET驱动芯片。
如图2-20所示,这种有三只引脚的小方块也是一种常见的MOSFET封装,称为D-PAK(TO-252)封装,也就是俗称的三脚封装。中间的脚是漏极(Drain),漏极同时连接到MOS管背面的金属底,通过大面积焊盘直接焊在PCB上,因而中间的脚往往会被剪掉。这种封装可以通过较大的电流,散热能力较好,成本低廉,易于采购,但是引线电阻和电感较高,不利于达到500kHz以上的开关频率。
图2-20 三引脚场效应管
3.输出扼流圈
输出扼流圈,也称电感(Inductor)。在输入电路中,一般每相配备一颗扼流圈,在它的作用下输出连续平滑的电流。少数主板每相使用两颗扼流圈并联,即两颗扼流圈等效于一颗。主板常用的输出扼流圈有环形磁粉电感、DIP铁氧体电感(外形为全封闭或半封闭)或SMD铁氧体电感等形态。如图2-21所示为半封闭式和全封闭式的铁氧体功率电感。电感体上标注的“1R0”或“1R2”,表示其电感值为1.0μH、1.2μH,其中“R”表示小数点。
图2-21 铁氧体功率电感
如图2-22所示为主板环形电感。环形电感的磁路封闭在环状磁芯里,因而磁漏很小,磁芯材料为铁粉或Super-MSS等其他材料。随着板卡空间限制的提高和供电开关频率的提高,磁路不闭合的铁氧体电感、乃至匝数很少的小尺寸SMD铁氧体功率电感以其高频区的低损耗,越来越多地取代了环形电感,但是在电源里因为各种应用特点,环形电感还在被大量作为扼流圈或其他用途使用。
图2-22 主板环形电感
4.输出滤波的电解电容
供电的输出部分一般都会有若干颗大电容(Bulk Capacitor)进行滤波,它们就是输出滤波的电解电容。电容的容量和ESR(Equivalent Series Resistance,等效串联电阻)影响输出电压的平滑程度。电解电容的容量大,但是高频特性不好,所以还有其他形式的滤波电容,例如固态电容。如图2-23所示为输出滤波电容。
固态电容常位于CPU供电部分。常见的固态电容为铝-聚合物电容,属于新型的电容器。与一般铝电解电容相比,它的性能和寿命受温度影响较小,而且高频特性要好一些,ESR低,自身发热小。
图2-23 输出滤波电容
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