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U盘结构原理与各组件作用介绍 U盘的结构和原理,U盘各组件作用

来源:本站整理 发布时间:2013-01-27

U盘的结构和原理

        U盘一般由USB接口、主控芯片、FLASH(闪存)、PCB、指示灯和TJA1020壳封装等部分组成,如图1所示。

    USB(通用串行总线)是运用在PC机领域的一种常用接口技术,具有即插即用的特点,U盘的USB接口与电脑连接,是负责数据输入或输出和接入工作电压。              

    主控芯片主要是连接FLASH(闪存)芯片和USB接口,负责备部件的协调管理和下达各项动作指令,并使电脑能自动识别U盘,它是U盘的“司令官”。

     FLASH(闪存)芯片是保存数据的“仓库”,其特点是断电后数据不会丢失,同时又可以快速、反复读写,还具有低能耗和高储存的特色。一般用NAND型闪存,其参数有:页数量、页容量、总容量、v0位宽、频率和制造工艺。

     PCB就是将各部件连接在一起的平台,而指示灯一般指示U盘的工作状态。

     U盘的工作原理是当其和电脑通过USB按口连接时,获取电脑提供的5V工作电压,同时USB插座的数据输入针脚为高电平,数据输出针脚为低电平,电脑接收到这高一低的电平信号后,就向U盘发出准备好的信号。U盘内的主控芯片就调取存储器中的各项信息,通过USB接口向电脑发送数据,电脑接收后会提示发现新硬件,进\U盘后,用户即可用电脑交换信息。

    维修实例

    1、某一品牌的U盘插入电脑后,没有任何反应仅指示灯常亮。

    先拆下U盘的外壳,仔细检查U盘内的电阻、电容、稳压器、晶体振荡器和主图2把新晶体振荡器连接到PCB上控芯片等外观,看是否有虚焊、漏液和破损。如果没有异常,初步判定可能是时钟电路的12MHz晶体振荡器损坏,但一般晶体振荡器的好坏是很难测量的,因此判断其好坏,最常用、最简单的方法就是替换一个同型号的晶体振荡器。焊下旧的晶体振荡器,把新的晶体振荡器通过导线连接到PCB上晶体振荡器的焊点上,如图2所示。把U盘插入电脑后,其指示灯不断闪烁,不久电脑提示已安装完驱动,可以正常使用了。打开U盘,里面的数据依旧完好如初。       

    2、U盘插入电脑后,电脑提示“无法识别的USB设备”。

    电脑有反应,说明U盘的供电电路工作正常,需要查找其他电路。光检查接口电路,用表测量接口电路中数据线的对地电阻,正常时阻值在1000以上,如果不是,可能是接口电路中的电阻或电感等元器件损坏,更换损坏元器件即可。如果阻值正常,再检查时钟电路,用排除法更换晶体振荡器。如果上述检查都正常,就可认为是主控芯片损坏。

     在U盘的实际维修过程中,我们可以通过对供电电路、时钟电路和指示灯电路三方面的检测去分析和判断故障所在。  

U盘各组件作用

        U盘的结构比较简单,主要是由USB插头、主控芯片、稳压IC(LDO)、晶振、闪存(FLASH)、PCB板、帖片电阻、电容、发光二极管(LED)等组成。下面来介绍一下它们的各自作用。

  USB插头:容易出现和电路板虚焊,造成U盘无法被电脑识别,如果是电源脚虚焊,会使U盘插上电脑无任何反映。有时将U盘摇动一下电脑上又可以识别,就可以判断USB插口接触不良。只要将其补焊即可解决问题。

  稳压IC:又称LDO,其输入端5V,输出3V,有些劣质U盘的稳压IC很小,容易过热而烧毁。还有USB电源接反也会造成稳压IC烧毁。维修时可以用万用表测量其输入电压和输出电压。如无3V输出,可能就是稳压IC坏了。但有一种情况,输出电压偏低,且主控发烫,这时就是主控烧了。

  还有些U盘会在USB+5V和稳压IC之间串一个0欧姆的保护电阻,此时稳压IC没有5V输入电压就是它坏了。现在许多主控都将LDO集成到主控内部了,所以我们会看到许多U盘都没有外置LDO了,它们都是USB+5V电压直接输入。这种情况就要换主控了。

  晶振:早期的U盘大多都是用6M的晶振,现在的U盘则普遍采用12M晶振。晶振不耐摔,所以它是U盘上的易损件,最好的维修方法就是用相同频率的晶振直接代换。

  主控芯片:主控制芯片负责闪存与USB连接,是U盘的核心,我们一般所说的U盘方案就是指主控芯片的型号。量产工具也是与它对应的。有些主控芯片还要输入3V的电压给FLASH供电,保证闪存的正常工作。

  FLASH焊盘:它的作用是固定闪存,使闪存与主控连接。受外力挤压后容易使闪存与焊盘接触不良,这时会造成电脑上的U盘打不开,无法存储文件等。只要将闪存的引脚补焊一下就可以修复,也即我们常说的拖焊。

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