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Ruido en componentes electrónicos sin partes mecánicas

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alt Algunos componentes electrónicos pueden hacer ruido incluso aun no teniendo partes móviles. Podemos encontrar en los foros dedicados a la informática muchos hilos diciendo que determinado componente hace ruido "eléctrico", refiriéndose a un determinado ruido que suena como un rascado metálico agudo (que no proviene de los discos duros). En este artículo vamos a hablar de este problema, y de algunas soluciones que pueden permitir llegar a eliminar este tipo de ruidos.

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Introducción

En primer lugar hay que comentar que no es correcto del todo llamar a este tipo de ruido de esta manera, ya que en realidad no es ruido eléctrico en sí. Aunque ya por costumbre lo tendemos a llamar coloquialmente de esta manera. En realidad, el ruido eléctrico es otro concepto totalmente diferente relacionado con el ámbito de la electricidad/electrónica, el el que un ruido en una señal eléctrica es una variación no deseada de dicha señal eléctrica. Pero este otro ruido del que estamos hablando, es sonido producido por vibración mecánica de elementos eléctricos en un circuito. Lo solemos llamar coloquialmente ruido eléctrico precisamente porque lo producen componentes eléctricos. En concreto, este ruido lo producen condensadores (capacitancias) y bobinas (inductancias) bajo ciertas cargas.

Este ruido es habitualmente muy pequeño, apenas apreciable en la mayoría de los casos. En componentes normales hay que recurrir a medidas en una cámara anecoica para poder medirlos. Pero en ocasiones, algunas circuiterías de alimentación no muy bien diseñadas (al menos no tienen en cuenta el aspecto acústico) en muchas tarjetas gráficas modernas tienen este problema muy acentuado, y bajo cargas elevadas pueden producir un ruido claramente perceptible.

Ruido producido por condensadores

En el caso de los condensadores, el ruido se puede producir por el efecto conocido como efecto piezoeléctrico inverso. El efecto piezoeléctrico es un fenómeno por el cual pueden aparecer cargas eléctricas en determinados cristales al ser sometidos a tensiones mecánicas. El efecto piezoeléctrico inverso es justamente lo contrario, consiste en la apación de una vibración mecánica en el cristal al ser sometido a una tensión eléctrica. Los componentes cerámicos de un condensador pueden presentar este efecto piezoeléctrico inverso al ser aplicado un campo eléctrico, y por tanto pueden aparecer vibraciones mecánicas en el condensador que tienen como consecuencia que se traducen en molestos ruidos (pitidos, zumbidos, etc.). La vibración del elemento genera ondas de presión de alta frecuencia, que son lo que produce para nosotros ese molesto sonido agudo que oímos en forma de pitido o zumbido.

Ruido producido por bobinas/inductancias

En el caso de las bobinas, al ser sometidas a un campo eléctrico, se genera un campo magnético (los campo eléctricos y magnéticos están relacionados, ver leyes de maxwell), y las fuerzas de dicho campo pueden producir que la bobina vibre físicamente. Este fenómeno se conoce como magnetoestricción, que es un fenómeno similar al piezoeléctrico. La potencia acústica producida por este fenómeno suele ser inferior al producido por el efecto piezoeléctrico de los condensadores, pero si se utilizan frecuencias de resonancia de la bobina, entonces la vibración puede producir niveles superiores. Esto explica en los ordenadores, con algunas combinaciones de componentes se puede agravar el ruido producido, en el caso de el uso conjunto provoque funcionamientos cercanos a las frecuencias de resonancia.

Componentes de un PC que producen ruido eléctrico

Puesto que el ruido lo producen fundamnentalmente las bobinas y condensadores de los circuitos, los componentes más propensos a tener este tipo de ruido son los que tienen estos elementos. Las bobinas y condensadores se utilizan fundamentalmente en las circuiterías de alimentación, y los componentes que tienen este tipo de circuiterías son la fuente de alimentación (obvio), la placa base (diferentes reguladores de voltaje para diferentes partes de la placa) y la gráfica (reguladores de voltaje específicos que van incluidos en la gráfica.

Cuanto mayor estrés tienen estas circuiterías, más propensas son a hacer ruido. Por esta razón, los componentes con mayor tendencia a hacer este ruido son las tarjetas gráficas, ya que normalmente son el componente con mayor consumo del ordenador. Una forma fácil de comprobar si tenemos este tipo de ruido en la gráfica es utilizando la utilidad "Show 3D View" del programa AtiTool, que muestra una animación con un cubo 3D. Este cubo supone una carga elevada de consumo para la gráfica, bastante constante, que suele acentuar de forma clara el ruido "eléctrico" que produce nuestra gráfica (si es que lo tiene).

Entre las gráficas más conocidas por hacer ruidos de este tipo están las últimas generaciones de nvidia: geforce 6xxx, geforce 8xxx, geforce 9xxx, gtx 2xx. Estas gráficas tienen circuiterías de alimentación que no están diseñadas para disminuir el ruido eléctrico, y tienden a hacer ruido prácticamente con cualquier combinación de placa base y fuente de alimentación. He tenido algunas veces este problema en mis ordenadores, recuerdo por ejemplo mi antigua geforce 6600 que crujía como una loca en cuanto ponía algún juego. Era pasiva, mi PC muy silencioso (phantom 500 pasiva, un scythe ninja a bajas rpm, etc.), y ese ruido se me hacía insoportable.

Las fuentes de alimentación también suelen tener un ligero ruido de este tipo, la mayoría de las veces inapreciable. Los fabricantes de fuentes suelen tener más en cuenta los posibles ruidos que se pueden generar y suelen recubrir con resinas especiales los bobinados de los componentes utilizados. Aún así, en un ordenador muy silencioso (un SilentPC), si acercamos el oído a la fuente, lo más probable es que seamos capaces de escucharlo.

El ruido eléctrico puede aparecer no sólo por un único componente, sino que está además relacionado con combinaciones de componentes: una gráfica puede hacer ruido con una fuente de alimentación y placa base determinadas, pero al cambiar la placa o la fuente puede desaparecer el ruido. Por esta razón, muchos usuarios buscan combinaciones conocidas que no sean ruidosas.

En este hilo de discusión en el foro N3D se va actualizando una lista de combinaciones ruidosas y no ruidosas de diferentes usuarios.



 
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