彩超診斷儀典型故障芯片級(jí)維修二例

劉虎，李潘華，劉少波

蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院 (安徽蚌埠 233001)

彩超診斷儀是醫(yī)院中應(yīng)用較多的輔助診斷設(shè)備，大多從國(guó)外進(jìn)口，維修與保養(yǎng)費(fèi)用較高，因此，維修人員應(yīng)主動(dòng)了解設(shè)備的工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且通過與廠家工程師溝通或?qū)W習(xí)相關(guān)維修手冊(cè)的方式來提高維修技能，深入分析故障發(fā)生原因，積極累積維修經(jīng)驗(yàn)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并維修故障，從而提高設(shè)備利用率，為醫(yī)院節(jié)約維修時(shí)間及成本[1-3]。本研究介紹了我院兩個(gè)品牌彩超診斷儀的典型故障芯片級(jí)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(xiàn)象

GE Voluson S6彩超診斷儀開機(jī)后主顯示器及工作站均發(fā)生黑屏。

1.2 故障分析及排除

故障分析：機(jī)器開機(jī)后，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)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(fā)亮，按鍵狀態(tài)燈隨著鍵盤操作會(huì)發(fā)生反應(yīng)，將每個(gè)探頭依次置于耳邊，可聽到發(fā)射波形輸送至探頭(其中1個(gè))時(shí)的“唧唧聲”，表明系統(tǒng)模塊(system on module，SOM)板可正常加載超聲系統(tǒng)，據(jù)此初步判斷故障點(diǎn)應(yīng)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(tǒng)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(kuò)展顯示識(shí)別數(shù)據(jù)(extended display identification data，EDID)總線讀取RFS主板上的只讀存儲(chǔ)器(read-only memory，ROM)(ROM芯片型號(hào)為24LC21，SOP 8封裝)，從而得到顯示器參數(shù)，如分辨率、刷新率等，隨后輸出相應(yīng)的低電壓差分信號(hào)(low-voltage differential signaling，LVDS)，此信號(hào)通過一系列芯片轉(zhuǎn)換為兩路高清多媒體接口(high definition multimedia interface，HDMI)信號(hào)，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(tǒng)控制器主板

故障排除：首先，使用示波器測(cè)量轉(zhuǎn)換芯片，發(fā)現(xiàn)無輸入和輸出信號(hào)，表明SOM板上的北橋未發(fā)出LVDS信號(hào)，繼續(xù)測(cè)量EDID DATA(數(shù)據(jù)信號(hào))和EDID CLK(時(shí)鐘信號(hào))，發(fā)現(xiàn)均只有一小段波形，表明EDID未讀取到ROM芯片里的數(shù)據(jù)(EDID未讀取到數(shù)據(jù)波形和正常讀取到數(shù)據(jù)波形的對(duì)比見圖2～3)，從而推斷出ROM芯片或存儲(chǔ)程序被損壞；更換刷好參數(shù)的ROM芯片，機(jī)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(nèi)數(shù)據(jù)波形

圖3 EDID正常讀取到ROM芯片內(nèi)數(shù)據(jù)波形

2.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)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(jī)器后面的S端子發(fā)出，并經(jīng)S端子線傳輸至工作站采集卡，依此推斷，導(dǎo)致此故障的原因可能為S端子線傳導(dǎo)不良、工作站軟件或采集卡損壞、機(jī)器的S端子接口無信號(hào)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(dǎo)不良；隨后，將發(fā)生故障的機(jī)器接到另一臺(tái)使用正常機(jī)器的工作站上，依舊未出現(xiàn)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(hào)輸出；由S端子逆向跑線路圖(圖4)得知，S端子的信號(hào)來自PC機(jī)箱內(nèi)數(shù)字視頻接口(digital visual interface，DVI)卡上的MDIN 325芯片，通過查閱維修手冊(cè)可知，信號(hào)顯示流程為，PC主機(jī)內(nèi)GTX750顯卡的DVI口將信號(hào)發(fā)送至DVI卡(圖5)上的MAX3845芯片，MAX3845芯片擴(kuò)展出兩路最小化傳輸差分信號(hào)(transition minimized differential signal，TDMS)(MAX3845芯片有兩路相互獨(dú)立的輸入信號(hào)，可將輸入信號(hào)擴(kuò)展為四路輸出信號(hào)，即2進(jìn)4出)，一路傳輸至機(jī)器主顯示器，另一路發(fā)送至TFP403芯片，TFP403芯片將TMDS信號(hào)解碼成24bit RGB信號(hào)發(fā)送至MDIN 325芯片，MDIN 325芯片將此信號(hào)制作成S-VHS(S端子)、VHS、B/W、模擬RGB信號(hào)；通過示波器測(cè)量發(fā)現(xiàn)有信號(hào)從MAX3845傳輸至TFP403芯片信號(hào)輸入腳，并從TFP403芯片傳輸至MDIN 325芯片，而S端子無信號(hào)輸出；通過萬用表測(cè)量發(fā)現(xiàn)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(hào)均無法測(cè)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(xì)翻閱維修手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)MDIN 325芯片通過I2C總線與微控制器芯片LM3S1607相連，再結(jié)合網(wǎng)上搜索到的關(guān)于MDIN 325芯片的相關(guān)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(xù)進(jìn)行維修，此時(shí)測(cè)量后發(fā)現(xiàn)S端子右下方的HDMI口輸出信號(hào)正常，考慮采用外接HDMI芯片轉(zhuǎn)S端子的轉(zhuǎn)換盒，接上轉(zhuǎn)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(shù)字視頻接口卡，PC mother為電腦主板，SSD為固態(tài)硬盤，SSD SATA Cable為固態(tài)硬盤SATA線，DVD Driver SATA cable為DVD驅(qū)動(dòng)器SATA線，PCIe為PCIe插槽，BE B/D為后端板

圖5 數(shù)字視頻接口卡