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飛利浦iU22/iE33是2004年出廠的高端彩超，它具有多種優點，在國內使用的數量相當大。了解和掌握其原理、故障分析和預防維護措施，對維修其它高端彩超有一定參考意義。 1. 彩超的結構原理 一般彩超系統按照功能屬性，大致可分為：前端(超聲波的發射與接收)、計算處理、顯示、控制和電源等五大部分。 由于隨著計算機技術的快速發展和個人計算機(PC)越來越多地應用于超聲等醫療系統中，現在越來越多的新機型中的控制部分、處理部分和顯示部分正在被PC所替代。 iU22彩超也由這五部分組成，下面做簡單介紹。 1.1前端部分 硬件由五個功能板快組成:Front End Controller ( FEC)前端控制，Channel Boards (CB)通道板，New Analog Input Module (NAIM)模擬電壓調制板，Acquisition Flat Panel Mod-ule ( AFP)前端采集板，Scanhead Select Module (SHSEL)探頭選擇板。 (1)前端板FEC 主要任務：向前端機箱內其它電路板發送控制信號和控制數據，實時監控超聲電壓和能量強度，前端機箱內溫度的監控；從通道板實時接收射頻超聲信號，發送給后端等待處理；完成生理心電信號的處理，它是整個前端部分的主控板。 (2)前端采集AFP（相當于前端母板） 連接所有前端電路板，并向各板分配電壓、時鐘信號，提供數據總線，地址總線，控制總線等。 (3)模擬電壓調制板NAIM 提供前端320MHz主時鐘，提供激勵探頭的脈沖電壓，調節和校準高壓脈沖，還產生TGCI，TGC2波形，同時監查過流、過壓、前端溫度，管理前端所有電源供應。 (4)通道板CBS 共四塊，每塊板上有帶四個專用集成芯片，專用芯片功能是發射脈沖控制，波形發生，波形加權，波形變形；十六個DAC模數轉換器，起A/D，D/A模數轉接和功率放大作用；有32個接收通道，每個都和FEC總線和TIM總線、主時鐘連接。 (5)探頭選擇板SHSEL 其為探頭和前端之間的接口板，除了能識別和選擇切換探頭外，還提供探頭和通道板以及NAIM板之間多種控制驅動和反饋回輸信號的緩沖通道，其中NAIM給探頭的有：CW多普勒發射信號、陣列信號，控制和放大信號、探頭馬達驅動信號、以及各種直流電壓，還有經過通道板的TGC電壓等；探頭反饋給予NAIM板的有：探頭溫度傳感器信號。CW/PW回波信號、探頭特性信號等，還有通道放大板與探頭之間的信號交換。 另外，前端每個通道板和NAIM板的頂部和底部，都有溫度傳感器，根據溫度情況可調整冷卻風扇的速度，以降低風扇噪聲。 1.2后端硬件 相對于前端，控制和處理部分又可叫后端，主要由主計算機HOST，圖像處理計算機SIP，音、視頻輸入輸出接口板AVID等組成（注：早期版本后端有兩個計算機HOST+SIP。后期合二為一）。 (1)主計算機HOST 主計算機主要功能是響應用戶操作指令，管控整個超聲系統，同時與前端和SIP保持通訊并參與全部超聲處理任務。它由雙數據分配板DSC、視頻加速卡AGP、圖像輸出處理板IEP、音視頻輸人輸出板、PCI橋式連接電路組成。其中DSC板主要是從FEC板接收RF數據資料，并進行標準化，采用雙數據流分道方式送到計算機PCI總線進、行處理，同時完成一系列如動態范圍控制、對比度增強、回波探測、自動增益控制、時間增益補償等處理功能；圖像輸出板IEP對靜態圖像做JPFG壓縮后輸出，同時完成幀頻優化RGB轉換等功能；音視頻輸人輸出板AVIO完成音視頻輸入輸出外，還向觸摸屏提供視頻VGA信號，對前端電壓溫度進行檢測和分析，對冷卻風扇速度進行調控等；圖形加速卡AGP進行實時二維、三維顯示；DVI接口板提供數字視頻輸出(1680 x 1050)。 (2)圖像處理計算機 主要功能是，處理HOST送來的所有超聲數據，并轉換成本機數據；將多普勒頻移信號處理成可以顯示的頻譜圖像數據、數字多普勒聲音數據和彩色血流圖像數據；處理M型圖像數據；實現電影回放功能，圖像存儲、圖像回顧等與圖像有關的功能。后端的溫度傳感器位于計算機主板的CPU上。 1.3電源系統部分 (1)前端電源(APS) 主要給予前端采集部分硬件供、電； (2)后端電源(PPS) 主要給控制與處理部分硬件供電； (3)前端電源分配板(APDB)(B、C、D Carts) 主要對前端電源電壓進行分配供給前端各板，同時也參與開關機過程。 (4)電池溫度管理板(BTM) (E Carts) 主要是監控系統溫度和調整風扇轉速。 (5)信號電源分配板SPD 位于后端部分，功能較多，除了連接前端和控制面板的信號線和電源線到計算機母板上，還參與系統開關機控制，提供+5.01VDC、參考電壓，產生+5VDC和+3.3VDC電壓并用于監控+12VDC，還提供過壓關機保護，提供-12VDC跟隨+12VDC等。 (6)交流電源盒 除了交流濾波、交流電壓變壓匹配作用外，還產生一個+12VSB(50A)送給SPD板，接收APD板上的+5VSB點亮一個LED顯示電源狀態等。 (7)高壓開關電路 主要是把APS送來±15VDC和+48VDC轉變為+/-30VDC和+/-120VDC供前端采集電路用。 (8)電源和電池控制板PSBC(E版本) 功能相當于SPD加BTM加高壓開關及電源故障診斷和控制功能。 1.4操作控制部分 (1)控制面板組件CPM 支持使用輸人設備，包括USB鍵盤，軌跡球，雙觸模屏圖形板，TGC/LGC滑動電阻旋轉編碼器按鍵，備用USB連接口等；輸出設備如觸模屏圖形板，LED指示燈、鍵盤燈、峰嗚器等，此外還完成系統CPU與USB部件、顯示部分之間通訊、TGC信號的模數轉換、24MHz時鐘等。 (2)控制面板連接板接口 作為控制面板組件和外設之間的接口板。 (3)控制面板用戶接口板 連接旋轉編碼器和按鍵開關到CPM板。 (4)背景燈電壓變換器 提供600V,供觸摸屏用。 (5)觸摸屏 (用一層薄薄抗壓透明薄膜覆蓋在800 x 600 LCD顯示器上)供使用者選擇成像參數和控制參數。 (6)藍牙收發器 用作聲音無線遙控超聲系統。還有硬盤和DVD驅動器等。 1.5顯示部分 由三部分電路板及顯示器組成，主要形成供顯示用的超聲信息，送給予顯示器和其它外設。 (1) UAVIO板（D版本及更高的版本） 主要完成將多普勒信號轉換或模擬格式并與其它聲音信號混合后發送；接收來自母板線路輸出、系統麥克風、藍牙裝置或USB麥克風等發來的聲音信號；將聲音信號送給母板的線路輸人口和本機喇叭；調整聲音放大增益，進行低頻放大、音量控制、靜音控制；還將各種復合視頻信號分配到各輸出端；將PCI總線視頻卡提供的DVI-D數據供給內外監示器等。總之，起到聲音信號的緩沖、混合、放大，視頻信號的緩沖、分配、路由以及USB信號路由功能。另一個更主要的功能是，除了前端的超聲RF信號，所有的對前端的控制信號、控制參數和前端反饋到后端主機的實時檢測數據全都由UAVIO負責發送、接收和編譯。它是前端與后端之間通訊、控制的橋梁。 (2)雙PCI總線圖形視頻卡 采用雙NX7600顯卡。其中一塊要完成圖像輸出處理器全部功能，包括對JPEG圖像的壓縮和輸出；對圖像的幀頻和大小最佳化；壓縮圖像數據高速傳給主機內存，提供獨立的系統顯示通道等。另一塊用來對顯示器提供視頻信號，提供RGB調整表供匹配多譜勒光譜數值成為RGB值，形成適合顯示尺寸的光譜數據，監控顯示溫度等。 2．彩超常見故障測試及排除 2.1常見故障類型 (1)從故障表現的形式來看，主要有如下幾種情況： 第一種情況是機器開機后不啟動，或啟動不完全，或啟動完成后不能正常工作；第二種情況是在開機或使用過程中出錯、并報錯；通常給出故障提示或故障代碼；第三種情況機器能用，不報錯，但部分功能失效，如：圖像不能傳輸，探頭不正常等，還有圖像質量不好，有干擾、噪聲等。 (2)從故障產生的部位來看，主要集中在硬件的電源前端、后端和外設上，也有軟件故障。上述三種故障現象中，即有硬件故障，也有軟件故障。 2.2常見故障測試判斷方法 在機器能開機、引導或具備一些基本功能前提下，針對不同的故障類型，有不同的測試判斷方法。 (1)系統可靠性測試法 一般是在系統輕微出錯，局部有問題時采用。它主要包括了許多系統輔助功性測試，如功能測試、元件更換后的性能測試、各個接口測試等，特點是即使其中某一個測試失敗，仍能完成其它測試，并顯示測試結果，同時存人機器日記中。測試步驟如下：開機后，取下探頭(如有)；壓下Setup鍵，隨后分別用鼠標點擊Config/Test、System Test、RUN，程序開始進行，全部測試約巧分鐘，測試結果會顯示在屏幕上。 (2)最小環境測試法MTE 用來排除機器在開機引導過程中，操作系統正確初使化，但還不能正確進人應用程序的故障，一般只能由專職工程師來完成，它對硬件的基本要求是主控計算機和UAVIO板都正常，鍵盤、軌跡球硬盤、顯示器也都正常；對軟件要求是：硬件上系統軟件無故障，WINDOWS XP系統完整，內部文件管理和技術支持應用軟件完整等。因需要密碼才能進人維修測試步驟，故對具體步驟不做詳細介紹。 (3) FE'- Debug輸出口測試法 用專用手提電腦接人，可測FM前端部分是否有硬件配置不當或出錯。步驟：關機，接人手提電腦，設置好程序，開機，可讀出前端配置狀態。 (4)電路板指示燈提示法（只限D版本及更高版本的機器） 如計算機主板上有2個7段數碼管，啟動正常時提示為AA，如果提示為85、86、87，表明BIOS有問題，如提示FF，表示主板壞。 (5)還有一些方法，如通道測試法，需用專門的水模，可以測量噪聲干擾和圖像質量下降是否由通道板引起，還是由于探頭本身或系統本身引起，步驟很簡單，但需要用專用水模，通過評價各元件圖像是否一致來判定故障所在。 2.3常見故障的隔離排除 (1)開機后不能引導，熒光屏上無顯示，是最常見的故障，造成故障的原因有很多，排除步驟如下： 為了說明如何排除開機不能引導的故障過程，先簡介開機引導過程；壓下電源開關后，前端電源先開啟，UAVIO板開始檢測FEC板狀態；在IO0ms-200m，后后端電源開啟，提供復位信號給主控計算機母板。母板復位成功后，BIOS工作并配置各種參數，并檢測各個硬件狀態，同時做一系列地址分配，在此過程中熒光屏上出現硬件初始化提示。如BIOS發現主機沒有響應或有故障還會重新啟動引導程序；如計算機硬件正常，則開始初始化軟件，屏幕上會指示裝入操作程序和一系列外設應用軟件，再進一步進人后臺監控程序。此時如有出錯會報錯，這時可以進入最小環境測試程序，查找故障；如正常，再下一步則裝入飛利浦應用超聲軟件，這時會出現彩色畫面，直到最后引導完成。 ①開機后是否有蜂嗚器“嘀聲”，如無，最大可能電源故障，需打開后蓋觀察電源APDB和SPPD板上對應的指示燈情況，同時測量有無±5V、±12V、3.3V電壓來判定故障所在，E版本的PSBC板上每個LED指示燈的紅綠狀況都代表一種電源是否正常，能很好地判定電源故障情況。 ②如無蜂嗚聲，還有可能是FEC板不能正確配置UAVIO板，可用繞過FEC板的方法；先關掉電源斷路器幾秒鐘，然后打開，用牙簽壓下AVID RIP或UAVIO板中右邊的小孔內的開關，小孔內的白色LED燈亮。這時再按DVD旁邊的ON/Stand-By開關，這時如果能聽到嘀的聲音，或程序可進一步往下引導，說明FEC或前端（包括前端供電電源）有故障，可作進二步排除查找。 ③如有蜂嗚聲，但不能進人引導畫面（出現黑屏），則有可能是視頻故障，在顯示器VUA輸入端另接一個視頻信號，如果還是黑屏，則顯示器壞；如果有圖像，則可懷疑主控計算機UAVIO音視頻輸人輸出板有問題，做進一步排除。 ④如有蜂嗚聲，出現引導畫面，在硬件初始化過程(Ini-tializing Hardware)中死機，則先做一個繞過FEC板的嘗試，如有變化，則進一步排除FEC或前端(包括前端供電電源)故障可能，如用專用手提電腦接人FMC Debug輸出口測試F EC部分故障所在。 ⑤在硬件初始化過程序中死機，始終出不來彩色畫面，還有一種可能是HOST母板或UMB上的BIOS出錯。這時可以重新設置BIOS后重啟，在無法判定的情況下，也可用專用硬盤應用程序中的硬盤初始化軟件重啟，同時查看是否有三個硬盤正常信息，如有，則硬盤驅動器正常，則下一步考慮重裝軟件;如見不到三個，則有可能其中壞掉一個，必須更換后再查。同理，硬件初始化過程死機，還有一個辦法，斷開(取下)UAVIO板，將DVI視頻線直接接到在AGP板上，重啟后重新設置BIOS配置參數，觀察配置每次重啟是否有變化，如有變化，很有可能是主板上電池失效。 ⑥當程序引導進人軟件初始化過程時死機，首先用硬盤引導程序檢查主控計算機硬盤工作是否正常，如果不正常，更換硬盤，并重裝軟件:重裝軟件后如能正常運行，則故障排除，如不行，則要懷疑UAVIO和DSC板，或者要更換計算機母板UMB。 ⑦最后，當程序進入飛利浦彩色畫面時死機，表明超聲應用軟件在初始化過程中出錯，一般會報錯。軟硬件的可能性都有，只有根據錯誤提示來進一步排除故障。 (2)電源故隔離判定方法 機器啟動不起來，或2秒后自動關機，可采用如下隔離方法判定：首先隔離前端元件，取下前端電源組件蓋板，斷開里面兩個多芯白色塑料扁平插頭和兩個旋轉連接電纜頭，然后在開關2的測試點上連接一個跳線，使PSBC板上保護電路邏輯失效（注意，如重新裝回電纜接頭時一定要取掉這根線，否則可能損壞電源），重新開啟電源，看看是否能穩定，如不能穩定，則嘗試隔離后端元件：將前端電源恢復，打開后蓋和后端電源蓋，在PS-ON和GND之間連接一根跳線，取下SPD板上的5、6、7多芯電纜插頭和幾傳感器插頭，重新開啟電源斷路器，觀察電源是否穩定，如能穩定，則建議換UMB聯合母板元件；如不能穩定，則隔離SPD板供電的各路元件：首先斷開電源，取下SPD板上多個電纜供電連接頭中的一個，但前面所提PS-ON跳線仍保留，重新開機查看電源是否能正常工作，如果能夠正常，則說明斷開插頭的那一路元件有短路故障，予以更換即可排除；如果不能正常開機，則將剛才斷開的插頭插回，再斷開另一個插頭再開機；如果全部插頭都試過，則表明是后臺電源本身故障，更換即可排除。 (3)隔離(繞過UAVIO)板判定黑屏故障方法 取下后蓋，把UMB板延長出來，把UAVIO板上視頻DVI接頭和其它所有供給UAVIO板的電源斷開，將監視器直接接到AGP板上，然后開機。如果有圖像，則更換UAVIO板；如果無圖像，用另一塊AGP板交換，交換后如無圖像，則是顯示器壞，如有圖像，則說明有一塊AGP板故障，更換即可排除。 2.4彩超常見故障錯誤代碼分析排除 iU22/iU33彩超故障代碼有三百多條，一般有一定的含義和出錯條件，通過分析可以以幫助我們查找排除故障，簡要介紹幾個經常出現的錯誤代碼。 代碼EHA001：溫度過高報警，提示某處傳感器溫度太高，如不處理，30分鐘后會自動關機。檢查步驟，查看工作日志中溫度傳感器讀數記錄，檢查環境溫度是否太高，風扇是否不工作，過濾器是否堵塞等，造成本故障的硬件原因可能有傳感器失效，風扇不工作，某些電路故障等，軟件出錯也有可能。 EHA200/207/211，一個不可預料無法恢復護出錯，一般要求重啟，但實踐中發現半數以上出錯與控制面板有關，有時與刻錄機、軌跡球、USB硬件有關等，本代碼出現多次往往需要更換控制面板，或者更換面板連接主機的電纜。 EHA607：提示USB設備出錯，首先要檢查所有USB設備的連線和元件，如軌跡球、鍵盤、CPM板、CDVD、藍牙等，最終可能要換掉其連接線，該故障常在早上開機時出現。 EHA200/211：提示一個不可預料的出錯，如果一直報錯，常是SIP圖像處理器兩個硬盤之一有所損壞，或者系統崩潰，有時也與SIP的電纜有關。 EHA033：提示DSC低級故障，表明DSC檢測到一個錯誤，實踐中發現如是在開機啟動過程中報錯。很有可能是前端的FEC板和NAIM板中某一塊不好；如果在使用中報錯則可能是DSC板故障。 EHA201：提示前端出錯，掃描停止，表明前端控制板發現一個無法恢復的故障，多半可能是通道板、FEC板、SRC板、NAIM板損壞，也有可能是AFP板、高壓開關損壞。 EHA005：提示前端電源故障，系統檢測到前端電源功耗太大，探頭等有可能損壞，或高壓開關可能損壞。AFP板、APS/PSA電源、電纜線、探頭選擇板、NAIM板等故障排除比效困難。根據經驗，高壓開關和AFP板引起故障較多。建議更換探頭、高壓開關、AFP、NAIM、CB、通道選擇板。 以上有關醫療儀器維修知識由西安安泰儀器維修網整理發布，更多有關儀器維修知識歡迎訪問西安安泰儀器維修網（medical.agitekservice.com） |
