Техническое обслуживание, поиск и устранение неисправностей видеосистемы ПК

 

     1.2 Основные фирмы-производители видеосистемы ПК 

     Корпорация nVidia разрабатывает чипсеты для  видеокарт, а также поставляет чипсеты  другим сборщикам.

     Рисунок 6 – Логотип компании nVidia

     Напомним  еще раз об уникальной технологии, разработанной компанией nVidia, — SLI (Scalable Link Interface -масштабируемый интерфейс  соединений), позволяющей использовать ресурс двух видеокарт для построения изображения на одном мониторе. На рисунке 6 изображен тип компании nVidia.

     Корпорация ATI Technologies Inc — второй в мире производитель  графических чипсетов и видеокарт. На рисунке 7 изображен логотип этой компании.

     Рисунок 7 – Логотип компании ATI Radion 

     По  крайней мере, видеокарты ATI Radeon составляют конкуренцию продукции корпорации nVidia, а по некоторым параметрам и  превосходят ее. На рисунке 8 изображен шарж на две эти конкурирующие компании.

     Рисунок 8 – Шарж 

     Еще с тех пор, как nVidia представила  свой первый чипсет, начинающие сборщики компьютеров постоянно спрашивали, имеет ли смысл устанавливать  видеокарты в системные платы  от той же компании? Впрочем, традиционно  у чипсетов материнских плат nVidia не возникали проблемы с поддержкой видеокарт ATI, обратное тоже стало верным, когда ATI представила свои собственные чипсеты.

     Большое количество видеокарт на чипсетах Radeon собирает компания Gigabyte. Видеокарты маркируются  компанией с использованием собственной  кодировки, но в ней обязательно  присутствует номер серии чипсета Radeon.

     Компания ASUS, больше известная по производству системных плат, выпускает широкий  спектр видеокарт для компьютеров, и использует в своей продукции  чипсеты обоих производителей.Логотип этой компании излбражен на рисунке 9. 

     Рисунок 9 – Логотип компании ASUS 

     В условиях конкурентной борьбы между  двумя производителями графических  чипсетов существовали компании, которые  производят видеокарты, основанные только на чипсете одной фирмы производителя. Например, американская компания XFX выпускала  карты только на чипсетах nVidia, которые  отличались хорошей производительностью, высоким разгонным потенциалом  и умеренной стоимостью. Однако в  условиях финансового кризиса производить  видеокарты только одного из конкурентов  стало экономически невыгодно, поэтому  большинство компаний стали выпускать  видеокарты, основанные на чипсетах как ATI, так и nVidia, и XFX не стала исключением.

     Единственным  апологетом производства видеокарт  на чипсете одного производителя  является компания Sapphire, которая выпускает  видеокарты только на чипсетах AMD и  является крупнейшим мировым поставщиком  видеокарт на чипсетах этого разработчика. На рисунке 10 изображен один из видеоадаптеров от компании Sapphire.

     Рисунок 10 – Материнская плата с установленным видеоадаптером компании Sapphire 

     1.3 Программное и  аппаратное тестирование  видеосистемы ПК 

     1.3.1 Программное тестирование 

     Существует  множество программ для программного тестирования, вот некоторые из них:

• RivaTuner;
• TestVideoRAM;
• PowerStrip;
• TV-Tool;
• Video Memory stress Test;
• GPU-z:
• 3DMark:

     Рассмотрим  некоторые из них:

• GPU-Z — прикладная программа для отображения технической информации о видеокарте пользователя, работающая под ОС Microsoft Windows . Программа отображает технические характеристики графического процессора и памяти, а также отображает температуру, частоту ядра, частоту памяти и скорость вращения кулера.
• Video Memory stress Test (VMT) — программа тестирования видеопамяти. Проверяет память побитно, а не попиксельно, аналогично тестам оперативной памяти. Проверка может осуществляться без смены текущего видеорежима. Сложность теста настраивается (размер тестовых поверхностей), имеется режим экспресс-проверки, поддерживается журналирование результатов. Имеется также экспериментальный режим тестирования с использованием CUDA, то есть позволяет производить вычисления с использованием графических процессоров NVIDIA, поддерживающих технологию GPGPU (произвольных вычислений на видеокартах). Возможно создание загрузочного компакт-диска для проверки видеопамяти без загрузки Windows. Окно программы, с полным списком параметров видеоадаптера показано на рисунке 11.

     Рисунок 11 – Окно программы Video Memory stress Test

• RivaTuner — утилита для тонкой настройки и разгона видеокарт от NVIDIA и AMD. Разработчик и дизайнер программы Алексей Николайчук. Программа позволяет отслеживать температуру и частоту графического ядра и памяти. Но ее главное достоинство — управление практически всеми параметрами видеокарты. Здесь можно найти настройки кулера: включить постоянную скорость вращения вентилятора или определить в процентах количество оборотов в зависимости от нагрузки. Присутствует настройка монитора: яркость, контраст, гамма для каждого цветового канала. Можно разобраться также с установками OpenGL и так далее. Главная функция RivaTuner — разгон видеокарты. Можно менять частоту ядра, памяти и шейдерного блока (последнее, естественно, относится только к новым видеокартам). Настройки можно протестировать «не отходя от кассы», к тому же есть возможность отдельно задать частоты для 2D и 3D, чтобы снизить нагрузку при работе в нетребовательных к ресурсам приложениях.
• 3DMark Vantage — компьютерная программа, служащая для сравнения производительности компьютеров или операционных систем, которая совмещает в себе тесты процессора, видеокарты, инструменты для определения качества изображения. Корпорация Futuremark, известный производитель, пожалуй, одних из самых популярных в своем классе тестовых пакетов для измерения производительности современных персональных компьютеров и их компонентов, выпустила второе обновление для последнего продукта 3DMark Vantage (его первое обновление было очень важным и давало возможность просмотра результатов без необходимости выхода в сеть). Окно с результатами тестов показано на рисунке 12.

     Рисунок 12 – Окно программы 3DMARK

     1.3.2 Аппаратное тестирование 

     Аппаратное  тестирование проводим с помощью  электронного инструмента под название мультиметр.

     Мультиметр  — комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько  функций. В минимальном наборе это  вольтметр, амперметр и омметр. Мультиметр может быть как лёгким переносным устройством, используемым для базовых  измерений и поиска неисправностей, так и сложным стационарным прибором с множеством возможностей.

       Существуют цифровые и аналоговые  мультиметры:

• Наиболее простые цифровые мультиметры имеют разрядность 2,5 цифровых разряда (точность обычно около 10 %). Наиболее распространены приборы с разрядностью 3,5 (точность обычно около 1,0 %). Выпускаются также чуть более дорогие приборы с разрядностью 4,5 (точность обычно около 0,1 %) и существенно более дорогие приборы с разрядностью 5 и выше. Точность последних сильно зависит от диапазона измерения и вида измеряемой величины, поэтому оговаривается отдельно для каждого поддиапазона. В общем случае точность таких приборов может превышать 0,01 %, несмотря на портативное исполнение. Цифровой  мультиметр изображен на рисунке 13.

     Рисунок 13 – Цифровой мультиметр 

     Разрядность цифрового измерительного прибора, например, «3,5» означает, что дисплей  прибора показывает 3 полноценных  разряда, с диапазоном от 0 до 9, и 1 разряд — с ограниченным диапазоном. Так, прибор типа «3,5 разряда» может, например, давать показания в пределах от 0,000 до 1,999, при выходе измеряемой величины за эти пределы требуется переключение на другой диапазон (ручное или автоматическое).

     Количество  разрядов не определяет точность прибора. Точность измерений зависит от точности АЦП, от точности, термо и временной  стабильности применённых радиоэлементов, от качества защиты от внешних наводок, от качества проведённой калибровки.

• Аналоговый мультиметр состоит из стрелочного магнитоэлектрического измерительного прибора, набора добавочных резисторов для измерения напряжения и набора шунтов для измерения тока. Измерение сопротивления производится с использованием встроенного или от внешнего источника. Советские аналоговые мультиметры производились под шифром, начинающимся с буквы Ц, из-за чего широко распространилось их неофициальное название «цэшка». Пример комбинированного прибора Ц4324 показан на рисунке 14.

Рисунок 15 – Комбинированный прибор 

 

2 Устройство видеосистемы

2.1 Устройство ЖК  монитора 

     Конструктивно дисплей ЖК-монитора состоит из ЖК-матрицы (стеклянной пластины, между слоями которой и располагаются жидкие кристаллы), источников света для  подсветки, контактного жгута и  обрамления (корпуса), чаще пластикового, с металлической рамкой жёсткости.

     Каждый  пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя молекул между двумя прозрачными  электродами, и двух поляризационных  фильтров, плоскости поляризации  которых (как правило) перпендикулярны. Если бы жидких кристаллов не было, то свет, пропускаемый первым фильтром, практически  полностью блокировался бы вторым фильтром.

     Поверхность электродов, контактирующая с жидкими  кристаллами, специально обработана для  изначальной ориентации молекул  в одном направлении. В TN-матрице  эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким  образом, что до второго фильтра  плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже  без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного  света, ячейку можно считать прозрачной.

     Если  же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться  в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При  этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически  все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять  степенью прозрачности. Наглядная схема  строения ЖК-дисплея показана на рисунке 16.

     Рисунок 16 – Схема ЖК-дисплея 

     Если  постоянное напряжение приложено в  течение долгого времени, жидкокристаллическая структура может деградировать  из-за миграции ионов. Для решения  этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (так как изменение прозрачности происходит при включении тока, вне  зависимости от его полярности).

     Во  всей матрице можно управлять  каждой из ячеек индивидуально, но при  увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому  практически везде применяется  адресация по строкам и столбцам.

     Проходящий  через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения.

     Таким образом, полноценный монитор с  ЖК-дисплеем состоит из высокоточной электроники, обрабатывающей входной  видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса с  элементами управления. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые  характеристики важнее других. 

     2.2 Устройство видеокарт

     Наглядный пример видеоадаптера  с обозначением его  компонентов показан  на рисунке 17.

     1) TV-выход.

     2) Разъем DVI (можно преобразовать в аналоговый сигнал).

     3) Выход VGA.

     4) Разъем питания вентилятора охлаждения.

     5) Графический процессор RADEON с интегрированной DAC и системой охлаждения.

     6) Разъем AGP 8х.

     7) Модули памяти DDR (128 Мбайт).

     8) Микросхема регулировки напряжения. 

     Рисунок 17 – видеоадаптер 

     Для работы видеокарты необходимы следующие  основные компоненты:

• BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода);
• графический процессор, иногда называемый набором микросхем системной логики видеокарты;
• видеопамять;
• цифроаналоговый преобразователь, он же DAC (Digital to Analog Converter). Ранее используемый в качестве отдельной микросхемы, DAC зачастую встраивается в графический процессор новых наборов микросхем. Необходимость в подобном преобразователе в цифровых системах (цифровые видеокарты и мониторы) отпадает, однако, пока живы аналоговый интерфейс VGA и аналоговые мониторы, DAC еще некоторое время будет использоваться;
• разъем;
• видеодрайвер.

 

     2.2.1 BIOS видеокарты 

     Видеокарты  имеют свою BIOS, которая подобна  системной BIOS, но полностью независима от нее. (Другие устройства в компьютере, такие, как SCSI-адаптеры, могут также  иметь собственную BIOS.) Если вы включите монитор первым и немедленно посмотрите на экран, то сможете увидеть опознавательный  знак BIOS видеоадаптера в самом  начале запуска системы.