显卡|超能课堂:拿什么拯救你,我那会啸叫的电脑?( 二 )


因此电感的震动实际上是不可避免的 , 这是其结构与工作原理带来的 。 但震动的声音却是可以听不到的 , 只要其电流的频率不落在我们人耳的听觉范围内即可 。 然而虽然PC硬件在设计时都会尽量回避这样的问题 , 但是要100%回避却不是一件容易的事情 。 而且除了电流频率可能会引起电感啸叫外 , 电流中的纹波也可能会导致这样的问题 , 纹波实际上就是直流电中的交流成分 , 这在稳压开关电路也是难以避免的 。
【显卡|超能课堂:拿什么拯救你,我那会啸叫的电脑?】而为了应对电感因为震动所产生的啸叫 , 除了在电路设计方面进行优化外 , 元件结构方面也是很重要的 。 既然电感是因为线圈和磁受体震动而产生的声音 , 那么我们减少这个震动就可以了 , 为此半封闭式电感和全封闭式电感诞生了 。 顾名思义 , 半封闭式电感和全封闭式电感就是在把常规的电感封闭在一个框框中 , 甚至是直接将其包起来 , 然后内部填充可以固定磁芯和线圈的材料 , 彻底固化电感 , 同时外壳也有屏蔽漏磁的作用 , 以此减少漏磁对周边元件的影响 , 以降低产生啸叫的可能 。
全封闭式电感和铁素体电感已经是现在显卡和主板上的常客然而半封闭式和全封闭式电感终究只是通过物理加固的方式来减少啸叫 , 而这种物理加固是会随着硬件使用时间的增加而减弱的 , 因此有些硬件在使用的早期确实感觉不到啸叫 , 但使用时间长了之后啸叫就更变明显了 。 而为了解决这个问题 , 一体成型式的电感也就是我们常说的铁素体电感诞生了 。 这种一体成型的铁素体电感是通过在软磁性金属磁粉中嵌入空心线圈后进行一体成型而来 , 由于线圈和磁性体一体化 , 因此绕线间隙和磁芯间隙的问题不复存在 , 因此这类电感还会使用磁伸缩现象较小的金属磁性材料 , 因此磁伸缩引起的啸叫也会大大减小 , 当这几个因素都被限制的时候 , 电感的啸叫自然大大缓解 。
但是这并不意味着铁素体电感不会啸叫 , 毕竟磁伸缩现象是无法彻底消除的 , 但是铁素体电感的啸叫确实比其它电感要更小 , 如果电路本身在设计上无法彻底避免啸叫问题 , 采用铁素体电感来削弱啸叫现象也未尝不可 。
电容的啸叫相比电感的啸叫 , 电容啸叫的原因其实简单得多 , 因为基本上只有MLCC陶瓷电容会产生啸叫的现象 , 其它电容基本上是不会产生的 。 而MLCC陶瓷电容之所以产生啸叫 , 那是因为其结构所引起的 , MLCC陶瓷电容存在压电效应 , 那就是当其加载的电流属于脉冲电流或者交流电的时候 , 其是会在叠层方向发生伸缩 , 从而带动PCB产生振动 , 而这种振动称之为板振 。 虽然MLCC陶瓷电容的压电效应只会带来纳米甚至是皮米级别的震动 , 但是这种震动往往是很多MLCC陶瓷电容共同产生的 , 叠加起来后足以让PCB发出振动的声音 , 而当这种震动又刚好落在我们人耳的听觉范围内的时候 , 那就是我们听到的啸叫声了 。
MLCC陶瓷电容安装不整齐并不一定是工艺不行 , 很有可能是故意改变安装角度来可以减少啸叫与电感一样 , 要解决这种板振带来的啸叫 , 最直接的方法就是电路设计上的优化 , 使不要让板振频率落在人耳听觉范围内 。 如果确实无法避免 , 则可以通过元件结构上的优化去缓解这个问题 。 MLCC陶瓷电容本身的结构是无法改变的 , 但我们可以通过给陶瓷电容加装支架的方式来削弱压电效应所带来的震动 。 另外还可以通过优化陶瓷电容安装布局的方式 , 例如改变电容的安装角度 , 使得它们的震动不在一个方向上传播 , 以此实现相互抵消来消除啸叫 。

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