Konu Başlıkları Gizle
Herkese selamlar,
Bugün, herkesin adını duyduğu ama nereden ve nasıl ortaya çıktığını pek bilmediği,
kulakların bir numaralı düşmanı coil whine hakkında konuşmak istedim.
Umarım anlatımım bu gizemli sesi biraz daha anlaşılır kılabilir.
Rehber ana bölümlerden oluşuyor:
-Coil whine nedir?-
-Peki bu ses neden bu kadar ince ve rahatsız edici?-
-Bu ses neden oluşur?-
-Anahtarlama frekansı-
-PWM kontrolcü-
-Malzemelerin rezonans değerleri-
-Manyetik akı kaçağı-
-Herhangi bir zararı var mı?-
-Çözümler-
-Undervolt uygulamayı deneyin.-
-Yön değiştirmeyi deneyin.-
-Kabloları kontrol edin.-
-Bobinleri (blob) epoksi ile kaplamak.-
-Değişim istemek.-
-Son-
Bugün, herkesin adını duyduğu ama nereden ve nasıl ortaya çıktığını pek bilmediği,
kulakların bir numaralı düşmanı coil whine hakkında konuşmak istedim.
Umarım anlatımım bu gizemli sesi biraz daha anlaşılır kılabilir.
Rehber ana bölümlerden oluşuyor:
-Coil whine nedir?-
-Peki bu ses neden bu kadar ince ve rahatsız edici?-
-Bu ses neden oluşur?-
-Anahtarlama frekansı-
-PWM kontrolcü-
-Malzemelerin rezonans değerleri-
-Manyetik akı kaçağı-
-Herhangi bir zararı var mı?-
-Çözümler-
-Undervolt uygulamayı deneyin.-
-Yön değiştirmeyi deneyin.-
-Kabloları kontrol edin.-
-Bobinleri (blob) epoksi ile kaplamak.-
-Değişim istemek.-
-Son-
- Coil whine nedir? -
Coil whine dediğimiz ses, aslında bobinlerdeki bakır tellerin manyetostriksiyon etkisiyle titreşmesinden kaynaklanıyor. Tabii, çoğu kişi bunu duyunca anlamayacağından, gelin bunu daha basit şekilde açıklayayım:
Bir gitarın telini çektiğinizde ses çıkması gibi, bobinlerdeki bakır teller de yüksek frekansta titreşir. Eğer bu titreşim ses dalgasına dönüşürse, ‘cızzz’ veya ‘vııın’ gibi coil whine sesini duyarız. Yani aslında duyduğunuz, elektrik enerjisinin mekanik enerjiye dönüşüp oluşturduğu akustik titreşimdir.
Yani kısacası bobinlerin yüksek frekansta mekaniksel olarak titreşip ses çıkarmasından ortaya çıkar. İnsan psikolojiside bunu sanki bir terslikmiş gibi algıladığıdnan dolayı PSU'da sıkıntı var mış gibi düşünür. Ama aslında olay öyle değil.
Bir gitarın telini çektiğinizde ses çıkması gibi, bobinlerdeki bakır teller de yüksek frekansta titreşir. Eğer bu titreşim ses dalgasına dönüşürse, ‘cızzz’ veya ‘vııın’ gibi coil whine sesini duyarız. Yani aslında duyduğunuz, elektrik enerjisinin mekanik enerjiye dönüşüp oluşturduğu akustik titreşimdir.
Yani kısacası bobinlerin yüksek frekansta mekaniksel olarak titreşip ses çıkarmasından ortaya çıkar. İnsan psikolojiside bunu sanki bir terslikmiş gibi algıladığıdnan dolayı PSU'da sıkıntı var mış gibi düşünür. Ama aslında olay öyle değil.
Peki, bu ses neden bu kadar ince ve rahatsız edici?
Bunun nedeni, insan kulağının hassas olduğu frekans aralığı ile coil whine sesinin frekansının çakışmasından dolayı.
İnsan kulağı 1 kHz ile 10 kHz arasındaki seslere karşı oldukça hassastır. Bu yüzden bu aralıktaki sesler genelde kulağı fazlasıyla yorar. Mesela, bir çatalın kara tahtaya sürtülürken çıkardığı o tırmalayıcı sesi düşünün işte o da aynı frekans aralığında. Coil whine da tam bu bölgede oluştuğu için, kulağımız bu sesi hemen fark eder ve doğal olarak rahatsız olmaya başlar.
- Bu ses neden oluşur? -
Çoğu zaman PSU’larda veya ekran kartlarında duyabilirsiniz. Bu sesin en büyük nedenlerinden biri, içindeki bobinlerin kalitesinin sınırlı olmasıdır. Ayrıca, devre üzerinden yüksek akım geçmesi veya ani güç talepleri de bobinlerin titreşmesine ve coil whine sesinin ortaya çıkmasına yol açar.
DİKKAT! Her “cızz” sesi coil whine anlamına gelmez.
Bazen bu sesin kaynağı, PSU içindeki lehim çatlakları veya gevşek bağlantılar olabilir.
Bu yüzden tanı koyarken dikkatli olmakta fayda vardır.
DİKKAT! Her “cızz” sesi coil whine anlamına gelmez.
Bazen bu sesin kaynağı, PSU içindeki lehim çatlakları veya gevşek bağlantılar olabilir.
Bu yüzden tanı koyarken dikkatli olmakta fayda vardır.
Aslında bir çok nedeni var lakin ben size PSU'lar için olan kısmı anlatacağım.
- Anahatarlama frekansları -
Şimdi “anahtarlama frekansı” nedir diye sorabilirsiniz, ancak aslında kulağa yabancı gelen bir terim değil.
Örneğin güç kaynaklarını düşünelim genelde onlara PSU ya da Power Supply diyoruz değil mi?
Fakat birçoğu aslında SMPS, yani Switch Mode Power Supply (Anahtarlamalı Güç Kaynağı) olarak adlandırılır. Ki bunu çoğu yerde de görebilirsiniz.
Buradaki “anahtarlama” ifadesi, doğrudan frekans kavramıyla ilgili.
SMPS devreleri, enerjiyi yüksek frekansta anahtarlar (açar-kapar); bu sayede hem verimi artırır hem de bileşen boyutlarını küçültür.
İşte bu sürekli açma-kapama işlemi belirli bir anahtarlama frekansında gerçekleşir ve bu frekans, bobinlerin doğal rezonansına denk gelirse, o tanıdık coil whine sesi ortaya çıkabiliyor
- PWM kontrolcü -
Şimdi bu coil whine dediğimiz olaya etki eden bir diğer etken de IC’lerin çalışma modu, özellikle de burst mode (ya da bazı kaynaklarda “skip mode” olarak geçer).
Peki bu IC hangisi?
Aslında güç kaynaklarının kalbinde yer alan PWM kontrolcü entegresinden bahsediyoruz. Bu entegre, devredeki MOSFET’leri belirli bir frekansta açıp kapatarak enerjiyi dönüştürür.
Normal koşullarda bu anahtarlama frekansı oldukça yüksek, genellikle 100 kHz ila birkaç yüz kHz aralığında oluyor. Bu kadar yüksek frekansta çalıştığında bobin titreşimleri insan kulağının duyamayacağı kadar hızlıdır, dolayısıyla sessiz olur.
Ancak sistemin yükü azaldığında, yani bilgisayar boşta kaldığında veya güç tüketimi düştüğünde, bu PWM kontrolcü verimi artırmak için farklı bir moda geçer. İşte o moda “burst mode” deniyor.
Burst mode’da IC sürekli çalışmaz; enerjiyi kısa aralıklarla, patlama şeklinde (burst) gönderir. Bu da anahtarlama frekansını anlık olarak çok düşürür öyle ki bazen 5–20 kHz civarına iner.
Ve tam da bu frekans aralığı, insan kulağının duyabildiği bölgedir daha önce dediğim gibi.
“Gördüğünüz gibi PWM kontrolcü sürekli darbe göndermek yerine enerjiyi kısa ‘patlamalar’ hâlinde iletiyor. Bu yüzden anahtarlama frekansı düşüyor ve coil whine tam da kulağımızın duyabileceği aralığa kayıyor. Ne olacağını tahmin ediyorsunuz: o meşhur ‘cızzz’ sesi.
Yani sistme boştayken bile coil whine duyuyorsanız normal denebilir.
- Malzemelerin rezonans değerleri -
Her malzemenin kendi doğal rezonans frekansı vardır. Yani enerji verildiğinde en kolay titreşen noktası… Bunu şöyle düşünebilirsiniz: Gözünüzün önüne alın bir gitar teli. Telin uzunluğu, kalınlığı, gerginliği hepsi hangi notada titreşeceğini belirler. İşte elektronik devrelerdeki bobinler de tam böyle bir tel gibi davranır; farkı enerji elektrikten gelir.
Özellikle PSU’lar veya ekran kartları gibi yüksek frekanslı devrelerde, bobinlerden geçen akımlar çok hızlı değişir. Eğer bu değişim bobinin doğal rezonans frekansına denk gelirse, bobin kendi kendine bir tür “dans” yapar. Bu dans, mekanik titreşimlere dönüşür ve sonuçta bizim kulağımıza “cızzz” veya “vııın” olarak ulaşıyor.
Malzemelerin özellikleri burada çok önemlidir. Bobin telinin çapı, sarım sıkılığı, çekirdeğin manyetik özellikleri ve hatta kullanılan izolasyon malzemesi, bobinin rezonans davranışını doğrudan etkiler. Kalitesiz bobinler veya gevşek sarımlar, sanki “gelin biraz oynayalım” der gibi daha kolay titreşir ve coil whine sesini artırır. Hatta bazı durumlarda, malzemenin Q faktörü yüksekse, yani rezonansa girdiğinde enerjiyi çok iyi tutuyorsa, ses hem daha yüksek hem de daha keskin duyuluyor.
Tabii sadece malzeme değil; yük profili, ani akım dalgalanmaları ve manyetostriksiyon da işin içine giryor. Manyetostriksiyon, bobin çekirdeğinin manyetik alan değişimlerine bağlı olarak boyut değiştirmesi ve titreşmesi oluyor. Bu mekanik hareketler, malzemenin doğal rezonansıyla birleşince coil whine’in şiddeti artar. Yani aslında hem elektrik hem de mekanik dünyası bir araya gelip kulağımıza hoş olmayan bir şov yapıyor
.Bu tamamen normal bir fiziksel olay. Yani Bobinler sadece doğal frekanslarında mekaniksel ses çıkarıyor, biz de biraz nazik kulaklarımızla bunu duyuyoruz.
Yukarıdaki grafikte görüldüğü gibi, sönümleme azaldıkça, sistemin rezonans tepkisi keskin bir şekilde artıyor. Elektronik bileşenlerde kullanılan çekirdek malzemesi, bobin sarımının sıkılığı ve yapıştırıcılar bu sönümlemeyi artırarak coil whine gibi istenmeyen sesleri azaltabiliyor.
- Manyetik Akı Kaçağı -
Manyetostrisyonun yanı sıra, manyetik akı kaçağı da coil whine gibi gürültülerin oluşmasında önemli bir rol oynar.
Kalkanlanmamış bir bobinde, manyetik akının bir kısmı çekirdeğin dışına taşar buna kaçak akı diyoruz.
Akım taşıyan sargılar bu manyetik alanın içinde kaldığı için, üzerinde Ampere kuvveti (ya da Laplace kuvveti) dediğimiz bir kuvvet oluşuyor.
Şimdi düşünün: Devreden geçen akım sürekli değişiyor, yani bu kuvvet de sürekli yön ve büyüklük değiştiriyor.
Sonuç? Sargılar bir tür periyodik itme - çekme kuvvetine maruz kalıyor.
Bu da onların belirli bir frekansta titreşmesine yol açıyor.
İşte bu titreşimlerin kökeninde Lorentz kuvveti dediğimiz fiziksel etki var. Lisede görmüş olmanız gerekli.
Lorentz kuvveti, aslında tek tek elektronların hem elektrik hem de manyetik alanın etkisiyle belli bir yöne doğru itilmesini anlatıyor.
Tüm elektronlar bu kuvveti hissedince, toplamda iletkenin tamamı hareket etmeye başlıyor.
Yani teller gerçekten mikroskobik düzeyde “kıpırdanıyor”.
Lorentz kuvveti, tek bir yüklü parçacık üzerindeki toplam kuvveti açıklarken,
Laplace kuvveti bu etkinin bir akım taşıyan tel üzerindeki halini tanımlıyor. Yani elektronların toplu hareketinin sonucudur diyebiliriz.
Hava çekirdekli bobinlerde, sargılar mekanik olara daha serbest; bu yüzden titreşimler daha kolay hissedilir.
Ama çekirdekli bobinlerde, bu kuvvetler sadece sargılarda kalmaz çekirdeğe de aktarılır.
Bu da çekirdeğin kendisinin de hafifçe titreşmesine, dolayısıyla ek gürültülerin oluşmasına neden olur.
Mesela bu AİGO GP750'nin DC-DC kartından 1 tanesi. Görebildiğiniz gibi bobin siyah metal bir kutunun içinde. Artık bunun neden o şekilde olduğunuda biliyorsunuz.
- Herhangi bir zararı var mı? -
Eğer sorun gerçekten coil whine ise ve ses bobinlerden geliyorsa,
merak etmeyin coil whine’ın sisteme zararı yok.
Sadece sizin kulağınıza ulaşan bir sestir, donanıma fiziksel bir zarar vermez.
- Çözümler? -
Şimdi, buraya gelecek çoğu kişinin bu bölüme özellikle bakacağını biliyorum. Eğer güç kaynağınızda veya ekran kartınızda coil whine varsa, bunu normal bir kullanıcı olarak tamamen ortadan kaldırmanız mümkün değil.
Evet, bazı yöntemlerle sesi azaltabilirsiniz, ancak tamamen yok etmeniz pek olası değil. Çünkü PSU'da veya ekran kartınızda Coil Whine bulunuyorsa bu fiziksel bir olaydan kaynaklı oluyor çoğu zaman.
1 - Undervolt uygulamayı deneyin.
Ekran kartı & işlemci, sistemde en fazla güç çeken bileşenler. Bu yüzden coil whine hem doğrudan ekran kartından & işlemciden, hem de dolaylı olarak güç kaynağından kaynaklanabilir.
Her iki durumda da ekran kartına undervolt yapmak, güç tüketimini ve dolayısıyla bobin üzerindeki gerilimi azaltacağı için coil whine’ı bir miktar hafifletebilir. FPS sınırlamakta çözüm olabilir.
2 - Yön değiştirmeyi deneyin.
Bobini yani PSU'yu 90 derece veya 180 derece döndürerek manyetik akının yönünü ve çevredeki bileşenlerle ilişkisini ve bunlarla olası etkileşimini değiştireb,ilir. Yani, pek olası bir çözüm değil lakin denemekten zararda gelmez.
3 - Kabloları kontrol edin.
PSU ve ekran kartının kabloları veya güç kablosu yerinden oynamış veyahut gevşek olabilir. Dolaylı olarak belki Coil Whine'ın çıkmasına neden olabilir.
4 - Bobinleri epoksi (blob) ile kaplamak.
Bu normal kullanıcı için pek mümkün olmasada yinede bir seçenek. Yalnız bunu yaparken ısı değerlerinide dikkate almanız laım tabii ki. Özellikle regulasyondan sorumlu 2.cil taraftaki 12v bobini ve ikincil hatlardaki bobinler yük altında oldukça ısınıyor.
5 - Değişim istemek.
Son olarak yapabileceğiniz tek şey, satıcıdan değişim istemek kalıyor. Kabul eder mi orası satıcıya bağlı ama şansınızı deneyin.
- SON -
Umarım bu rehber size yardımcı olmuştur. Eğer güç kaynağınızda veya ekran kartınızda coil whine bulunuyorsa yukarıdaki çözümleri deneyebilirsiniz.
Son düzenleme:
