电压调节器 (VR) 系统中的可听噪声长期以来一直是一个问题。 在 PC 行业，随着 CPU 对显着且重复的电压变化负责，这些变化会通过 VR 引起噪声，因此该问题变得更加明显。 这些电压变化，以及陶瓷电容器和主板的物理特性，给 PC 制造商带来了可闻噪声问题，目前还没有好的解决方案。通过引入 MPS Smart-Ramp 技术解决了电压变化引起的可听噪声问题。
陶瓷电容器因其低成本和小尺寸而常用于 VR 输入和输出级的去耦。 当感应出电压变化时，陶瓷电容器的压电特性会导致元件体内的运动。 随着电压向一个方向变化，电容器向一个方向弯曲，然后当电压变化反向时向相反方向弯曲。 当电压在可听频率范围内重复变化时，这些陶瓷电容器会重复弯曲。 然而，仅此还不足以产生噪音。 柔性电容器的作用类似于扬声器系统中的音圈。 音圈移动锥体，而锥体实际上产生声音。
在我们的扬声器类比中，主板是锥盆。 主板通过几个点固定在外壳内部，但通常有足够的未固定板区域可以弯曲。 当足够多的陶瓷电容器一起弯曲时，它们可以很容易地在外壳内垂直弯曲主板，足以产生可听见的噪音。
在 VR 中产生可听噪声所需的最后一个组件是重复电压变化。 多年来，CPU 一直在动态管理自己的性能、频率、散热和功耗。 这种管理的一个重要部分是通过调整 CPU 的输入电压。 在高性能需求中，电压增加。 当不需要高性能时，降低电压以减少 CPU 内的漏电流，从而节省电力。 这些电压变化是 MPS 为解决 PC 中的可听噪声而解决的领域。
图 1 显示了来自 CPU 的电压识别 (VID) 变化和来自 VR 的电压响应的示例。 更高的电压需要更高的性能，然后降低电压以减少漏电流。
图 1：来自 CPU 的 VID 变化和 VR Vout 电压响应
MPS Smart-Ramp 声音降噪技术如图 2 所示。 如果来自 CPU 的新 VID 既低于当前 VID，又比寄存器 X 中定义的值的电压阶跃大，则电压斜坡的开始 down 延迟了寄存器 Y 中定义的持续时间。图 2 显示了一个短延迟的示例，该示例可能足以破坏主板的弯曲，从而降低可听噪声。 CPU 的操作和来自 CPU 的命令不变。
图 2：MPS Smart-Ramp 可听降噪技术
MPS 解决方案的另一个实现是延长斜坡下降的延迟持续时间，直到接收到下一个更高级别的 VID 命令。 当重复电压变化完全消除后，就不再有可闻噪声（见图 3）。
图 3：消除了电压引起的可听噪声
如前所述，降低 CPU 电压的优势在于降低了漏电流，因此 MPS Smart-Ramp 解决方案对该省电功能的影响很小，但影响很小。 在较低 C 状态下运行的 CPU 可节省更多电量。 MPS Smart-Ramp 技术不会干扰 CPU 进入其自身节能 C 状态的能力。 唯一的功率影响是增加如果电压输出没有延迟地跟随每个 VID 命令，那么在电压会很低的短时间内泄漏到 CPU 中的电流。
然而，改变电压也会产生功率成本，需要从增加的泄漏功率中减去该成本才能了解完整的功率影响。 当 VID 减小时，系统会通过将该电荷强制接地来丢弃（浪费）该电荷。 然后，当 VID 再次增加时，需要额外的功率为输出重新充电。 在某些系统中，输出放电和再充电的电力成本可能比使用 MPS Smart Ramp 音频降噪解决方案时看到的泄漏电力更多。
此外，只有在引起噪声的事件期间较低电压下的短时间内泄漏电流较高。 一旦重复电压变化停止，在此之前还有最后一个延迟MPS Smart-Ramp 技术将电压设置为较低的 VID，以在 CPU 省电状态的预期长时间内节省泄漏电流。
MPS Smart-Ramp 技术的可配置性意味着客户可以根据自己的意愿选择保守还是激进。 在一种模型中，客户可能会等到噪音问题出现发现并通过 BIOS 更改重新编程 MPS VR 控制器以激活和配置该功能以解决其特定的噪音问题。 另一种方法是主动配置 VR 控制器，除了最小的 VID 更改外，还有长延迟设置。 这将消除 VR 中所有电压变化引起的噪声，但显然会带来更大的功率影响。
结论
处理器输入电源的电压电平变化是一种必要的节能功能，很可能会用于未来的许多 PC 代。 当这些更改导致 PC 中出现可听见的噪音时，制造商很少有昂贵的选择来使他们的平台在市场上可行。 MPS Smart-Ramp 声音降噪技术为 PC 制造商提供了一种易于实施的有效选择。