(57)【要約】  １つの実施例において、不要な音響のファンのノイズを削減するために、コンピュータシステムの冷却ファンのための制御信号が変調され、それ故にファンの音響ノイズ出力スペクトル密度が、制御信号が一定である時より大きい帯域幅を有する。
2005509302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号に応じたファンの速度を備えたファンであって、前記ファンが前記制御信号に応じた音響ノイズを生成し、前記音響ノイズが出力スペクトル密度を有するファンと、
前記出力スペクトル密度が、前記ファンが一定の制御信号のもとで動作している場合より大きい帯域幅を有するように、前記制御信号を提供するモジュレータと
を有する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記出力スペクトル密度が、前記制御信号が一定である場合より小さいピークを有する装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、
前記制御信号がランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置であって、
前記制御信号が周期的であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置であって、
前記制御信号が擬似ランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、
前記制御信号がランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置であって、
前記制御信号が周期的であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であって、
前記制御信号が擬似ランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する装置。
【請求項９】
コンピュータシステムの空気を交換するファンであって、前記ファンが制御信号に応じたファンの速度を備え、前記ファンが前記制御信号に応じた音響ノイズを生成し、前記音響ノイズが出力スペクトル密度を有するファンと、
前記出力スペクトル密度が、前記ファンが一定の制御信号のもとで動作している場合より大きい帯域幅を有するように、前記制御信号を提供するモジュレータと
を有するコンピュータシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のコンピュータシステムであって、
前記出力スペクトル密度が、前記制御信号が一定である場合より小さいピークを有するコンピュータシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコンピュータシステムであって、
前記制御信号がランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供するコンピュータシステム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のコンピュータシステムであって、
前記制御信号が周期的であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供するコンピュータシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコンピュータシステムであって、
前記制御信号が擬似ランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供するコンピュータシステム。
【請求項１４】
請求項１２に記載のコンピュータシステムであって、
前記制御信号が周期的な信号に応じるように、周期的な信号を提供するチップセットを更に有するコンピュータシステム。
【請求項１５】
請求項９に記載のコンピュータシステムであって、
前記制御信号がランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供するコンピュータシステム。
【請求項１６】
請求項９に記載のコンピュータシステムであって、
前記制御信号が周期的であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供するコンピュータシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のコンピュータシステムであって、
前記制御信号が擬似ランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供するコンピュータシステム。
【請求項１８】
請求項１６に記載のコンピュータシステムであって、
前記制御信号が周期的な信号に応じるように、周期的な信号を提供するチップセットを更に有するコンピュータシステム。
【請求項１９】
ファンからのノイズを変更する方法であって、
前記ファンは制御信号に応じたファンの速度を備えており、
前記ファンが一定の制御信号のもとで動作している場合より大きい帯域幅を有する出力スペクトル密度を前記ノイズが有するように、時間的に変化する制御信号を前記ファンに提供する方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、
前記出力スペクトル密度が、前記制御信号が一定である場合より小さいピークを有する方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、
前記制御信号がランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の方法であって、
前記制御信号が周期的であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、
前記制御信号が擬似ランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する方法。
【請求項２４】
請求項１９に記載の方法であって、
前記制御信号がランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する方法。
【請求項２５】
請求項１９に記載の方法であって、
前記制御信号が周期的であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法であって、
前記制御信号が擬似ランダム処理であるように、前記モジュレータが前記制御信号を提供する方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［分野］
本発明の実施例は、ファンの速度制御に関するものであり、特にファンがより静かであると知覚されるようにファンを制御することに関するものである。
［背景］
図１に示されるものは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１０２と、チップセット１０４と、グラフィックカード１０６と、メモリ１０８とを有するコンピュータシステムの一部である。チップセット１０４は、ＣＰＵ１０２と、メモリ１０８と、グラフィックカード１０６と、システムバス１１０に接続された他の周辺構成要素（図示なし）との間の通信を可能にする。このシステム構成要素のうちの１つ以上は、相当の量の熱を発生することがあるため、コンピュータシステムの一部又は全部を冷却するためにファン１１２が使用される。通常は、ＣＰＵ０１２が最も熱を発生し、いくつかのコンピュータシステムについては、１つより多いファンが使用されることがある。
【０００２】
コンピュータシステムの顧客は、家庭であれビジネスであれ、静かなファンを備えたコンピュータシステムを好む。結果として、多くのオリジナルの装置製造者は、ファンによって生じる音響ノイズに敏感である。ファンのノイズを削減する１つの方法は、図１に示される通り、測定温度に従ってファンの速度を調整することである。熱センサ１１２は、温度を示す信号をファン電圧コントローラ１１４に提供する。例えば、熱センサ１１２はＣＰＵ１０２の近くに配置されることがあり、ＣＰＵ１０２に統合されることがある。ファン電圧コントローラ１１４は、ファン１１２の速度を調節するために、ファンの制御電圧をファン１１２に提供する。最大の冷却が必要であることを熱センサ１１２が示すと、ファン１１２が冷却のための十分な空気の流れを循環させるために、ファンの制御電圧が最大公称値まで増加する。最大の冷却が必要でない場合、ファン電圧コントローラ１１４はファン１１２に供給されるファンの制御電圧を低減し、それにより、ファン１１２の速度がそれに伴う音響ノイズと共に減少する。ファン電圧コントローラ１１４は、ファン１１２を未使用の状態にすることもある。
【０００３】
センサ１１２とファン電圧コントローラ１１４とファン１１２の組み合わせは、閉じたフィードバックループを有し、それ故に図１のコンピュータシステムが十分に冷却され、それ故にＣＰＵ１０２が最大の負荷で動作していない時に、ファン１１２により生じる音響ノイズが減少する。しかし、図１の音響ノイズの削減の機構は、ＣＰＵ１０２が最大の負荷で動作している時に、音響ノイズの削減を提供しない。
［詳細な説明］
本発明の実施例は、ファンの制御電圧が相当の期間に一定の場合に比べて、より大きい帯域幅にファンによって生じる音響ノイズ出力スペクトル密度を広げるために、時間的に変化するファンの制御電圧を提供する。図２は実施例を提供する。信号生成器２０２は、変調信号Ｘ（ｔ）をモジュレータ２０８に提供するために、抵抗１０４とコンデンサ１０６を有する高域フィルタでフィルタリングされた信号を提供する。モジュレータ２０８は、変調信号Ｘ（ｔ）に応じて供給電圧ＶＣＣを変調し、ＶＦＡＮ（ｔ）として示される変調されたファンの制御電圧を提供する。
【０００４】
ＶＦＡＮ（ｔ）の例が図３Ａに示され、簡潔にするためにＴで示される周期で一周期のみのＶＦＡＮ（ｔ）が示されている。この例において、ＶＦＡＮ（ｔ）は、三角波であるが、多数の他の形式の波形が使用されることがある。図３Ａの実施例において、最大のＶＦＡＮ（ｔ）が単にＶＦＡＮで示されており、最小が（１−δ）ＶＦＡＮとして示され、δは１未満の正の数である。１つの実施例について、知覚された音響ノイズ出力における３ｄＢ（５０％）の削減が、１０Ｈｚの変調周波数と５％（δ＝．０５）の振幅変調で測定された。測定された音響ノイズ出力におけるこの３ｄＢの削減は、人間の聞き手によりノイズとして容易に知覚されない周波数にノイズ出力スペクトル密度を広げることによるものである。
【０００５】
他の実施例において、変調されたファンの制御電圧の波形が、擬似ランダム数列又はランダム数列から得られることがある。いくつかの実施例について、信号生成器２０２は、チップセット１１０内の機能ユニットで実現されることがある。モジュレータ２０８は、多数の方法で実現されることがある。例えば、Ｘ（ｔ）が周期的な信号である場合、モジュレータ２０８は、単なる加算器又は乗算器であることがあり、それ故にＸ（ｔ）がＶＣＣにより加算され、又は乗算されて、変調されたファンの制御電圧ＶＦＡＮ（ｔ）を提供する。
【０００６】
図３Ｂは、図３Ａの変調された電圧の波形で音響ノイズ出力スペクトル密度を広げる例を提供する。曲線３０２は、一定のファンの制御電圧ＶＦＡＮ（ｔ）＝ＶＦＡＮの音響ノイズ出力スペクトル密度である。曲線３０２は、ｆＮＯＭとして示されるいくつかの公称の音響周波数のあたりで相対的に鋭くピークになるように見える。曲線３０４は、図３Ａの変調されたファンの制御電圧ＶＦＡＮ（ｔ）の音響ノイズ出力スペクトル密度である。曲線３０４の帯域幅が△Ｆとして示されており、それは曲線３０２の帯域幅より大きく見える。まず、△Ｆは△Ｆ〜αδｆＮＯＭとして近似されることがあり、αは正のスカラである。しかし、多くのシステムでは、帯域幅の広がりと変調因子δとの間の関係は更に複雑になることがある。曲線３０４の最大（ピーク）は、曲線３０２の最大より小さく、その差分が△Ｎとして示される。
【０００７】
曲線３０４の出力スペクトル密度を有するノイズは、曲線３０２の出力スペクトル密度を有するノイズの供給源よりうるさくないものとして人間の観察者に知覚され得る。ファンの電圧を変調することにより、音響ノイズ出力スペクトル密度の周波数の内容が、人間の聞き手によりうるさくないものとして知覚され得る周波数に広げられる。電圧の変調が全体のノイズ出力（スペクトル密度の曲線の下の領域）を変化しない場合でも、出力スペクトル密度のピークが、曲線の下の同じ領域をちょうど維持するように減少する。一般的に、電圧の変調により、全体のノイズ出力の減少が存在することがあり、それは更に低いピークの出力スペクトル密度に寄与するが、ピークの出力スペクトル密度の減少の大部分は、出力スペクトル密度の広がりによるものである。従って、説明の実施例において、ファンの電圧の変調が観察者に“うるさい”と考えられる周波数のノイズ出力スペクトル密度を削減することがわかる。
【０００８】
更に、変調された制御電圧のスペクトルのピークがｆＮＯＭより十分低い周波数で生じることを仮定すると、変調された制御電圧の出力スペクトル密度のピークが、一定の制御電圧の出力スペクトル密度のピークより小さくなる必要がないことがある。これは人間の知覚によるものであり、より低い周波数のノイズは、より高い周波数のノイズよりうるさくないものとして知覚され得る。しかし、図３Ａと３Ｂで表された実施例では、変調されたファンの出力スペクトル密度が、一定の制御電圧の場合のものよりいずれの場所においても低い。
【０００９】
特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を逸脱することなく、多様な変更が開示された実施例に行われ得る。例えば、ファンの速度が供給電流に応じる場合、ノイズ出力スペクトル密度が、前述の変調された制御電圧を備えた実施例の望ましい特徴を有するように、ファンへの供給電力が変調され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ファンの速度制御のための閉じたフィードバックループを備えた先行技術のコンピュータシステムである。
【図２】本発明の実施例である。
【図３Ａ】本発明の実施例によるファンの制御電圧を示したものである。
【図３Ｂ】一定のファンの制御電圧のノイズ出力スペクトル密度と、図３Ａに示す変調されたファンの制御電圧のノイズ出力スペクトル密度とを示したものである。
【図１】
2005509302.tif 000003
【図２】
2005509302.tif 000004
【図３Ａ】
2005509302.tif 000005
【図３Ｂ】
2005509302.tif 000006
【国際調査報告】
2005509302.tif 000007
2005509302.tif 000008
2005509302.tif 000009