彩超診斷儀典型故障芯片級維修二例

劉虎，李潘華，劉少波

蚌埠醫學院第一附屬醫院 (安徽蚌埠 233001)

彩超診斷儀是醫院中應用較多的輔助診斷設備，大多從國外進口，維修與保養費用較高，因此，維修人員應主動了解設備的工作原理及內部結構，并且通過與廠家工程師溝通或學習相關維修手冊的方式來提高維修技能，深入分析故障發生原因，積極累積維修經驗，以便及時發現并維修故障，從而提高設備利用率，為醫院節約維修時間及成本[1-3]。本研究介紹了我院兩個品牌彩超診斷儀的典型故障芯片級維修二例，并提供了故障分析及排除方法，以供參考。

1 故障一

1.1 故障現象

GE Voluson S6彩超診斷儀開機后主顯示器及工作站均發生黑屏。

1.2 故障分析及排除

故障分析：機器開機后，風扇轉動正常，主顯示器及工作站上皆無圖像，大約5 min后鍵盤燈正常發亮，按鍵狀態燈隨著鍵盤操作會發生反應，將每個探頭依次置于耳邊，可聽到發射波形輸送至探頭(其中1個)時的“唧唧聲”，表明系統模塊(system on module，SOM)板可正常加載超聲系統，據此初步判斷故障點應位于顯示部分；GE Voluson S6彩超診斷儀的顯示原理如下：射頻接口和系統控制器(radio frequency interface and system controller，RFS)主板(圖1)板載SOM板北橋顯示模塊通過擴展顯示識別數據(extended display identification data，EDID)總線讀取RFS主板上的只讀存儲器(read-only memory，ROM)(ROM芯片型號為24LC21，SOP 8封裝)，從而得到顯示器參數，如分辨率、刷新率等，隨后輸出相應的低電壓差分信號(low-voltage differential signaling，LVDS)，此信號通過一系列芯片轉換為兩路高清多媒體接口(high definition multimedia interface，HDMI)信號，一路傳輸至顯示器，一路傳輸至工作站采集卡。

圖1 射頻接口和系統控制器主板

故障排除：首先，使用示波器測量轉換芯片，發現無輸入和輸出信號，表明SOM板上的北橋未發出LVDS信號，繼續測量EDID DATA(數據信號)和EDID CLK(時鐘信號)，發現均只有一小段波形，表明EDID未讀取到ROM芯片里的數據(EDID未讀取到數據波形和正常讀取到數據波形的對比見圖2～3)，從而推斷出ROM芯片或存儲程序被損壞；更換刷好參數的ROM芯片，機器顯示器及工作站均正常顯示，故障排除。

圖2 EDID未讀取到ROM芯片內數據波形

圖3 EDID正常讀取到ROM芯片內數據波形

2.1 故障現象

開機后，三星RS80A彩超診斷儀工作站不顯示圖像。

2.2 故障分析及排除

故障分析：工作站圖像是由機器后面的S端子發出，并經S端子線傳輸至工作站采集卡，依此推斷，導致此故障的原因可能為S端子線傳導不良、工作站軟件或采集卡損壞、機器的S端子接口無信號輸出。

故障排除：首先，更換連接S端子與工作站的S端子線，故障依舊，排除S端子線傳導不良；隨后，將發生故障的機器接到另一臺使用正常機器的工作站上，依舊未出現圖像，由此確定工作站不顯示圖像的原因是S端子口無信號輸出；由S端子逆向跑線路圖(圖4)得知，S端子的信號來自PC機箱內數字視頻接口(digital visual interface，DVI)卡上的MDIN 325芯片，通過查閱維修手冊可知，信號顯示流程為，PC主機內GTX750顯卡的DVI口將信號發送至DVI卡(圖5)上的MAX3845芯片，MAX3845芯片擴展出兩路最小化傳輸差分信號(transition minimized differential signal，TDMS)(MAX3845芯片有兩路相互獨立的輸入信號，可將輸入信號擴展為四路輸出信號，即2進4出)，一路傳輸至機器主顯示器，另一路發送至TFP403芯片，TFP403芯片將TMDS信號解碼成24bit RGB信號發送至MDIN 325芯片，MDIN 325芯片將此信號制作成S-VHS(S端子)、VHS、B/W、模擬RGB信號；通過示波器測量發現有信號從MAX3845傳輸至TFP403芯片信號輸入腳，并從TFP403芯片傳輸至MDIN 325芯片，而S端子無信號輸出；通過萬用表測量發現MDIN 325芯片外圍供電正常，由于MDIN 325芯片采用的為BGA封裝方式，許多信號均無法測量，暫且初步判斷為MDIN 325芯片被損壞；更換新的MDIN 325芯片后，故障依舊；再次仔細翻閱維修手冊，發現MDIN 325芯片通過I2C總線與微控制器芯片LM3S1607相連，再結合網上搜索到的關于MDIN 325芯片的相關信息，綜合判斷MDIN 325芯片受控于微控制器芯片LM3S1607，而LM3S1607芯片帶程序，無法繼續進行維修，此時測量后發現S端子右下方的HDMI口輸出信號正常，考慮采用外接HDMI芯片轉S端子的轉換盒，接上轉換盒后工作站圖像可正常顯示，故障排除。

注：PC module cabling為電腦模塊布線，PC modular為電腦模組，PC power為電腦電源，main monitor HDMI cable為主顯示器HDMI線，VGA card為顯卡，VGA Out為顯卡輸出，DVI Card為數字視頻接口卡，PC mother為電腦主板，SSD為固態硬盤，SSD SATA Cable為固態硬盤SATA線，DVD Driver SATA cable為DVD驅動器SATA線，PCIe為PCIe插槽，BE B/D為后端板

圖5 數字視頻接口卡