Spannungswandler in Grafikkarten erklärt - Schaltregler, PWM-Steuerung, echte Phasen und das nervige Spulenfiepen

[Replica]

Die aktuellen XFX karten haben den ruf nicht oder wenig zu fiepen.
Meine ist auch stumm, aber wenn ich lese was Igor schreibt ist das warscheinlich auch nur zufall.

Wenn der Limiter nicht an ist Zirpt auch die XFX RX6950 vernehmlich! Allerdings kein Vergleich zur ASROCK RX6900 Phantom Gaming, da dachte ich mir springt die Singzikade aus dem Anime Vorspann gleich ins Ohr. Die kleine éntoma wurde dann auch zurückgeschickt.
Man hört hier im Forum auch öfters das die Netzteile auch einen Einfluss auf das Zirpen hat ist das korrekt?

 

[RedF]

Man hört hier im Forum auch öfters das die Netzteile auch einen Einfluss auf das Zirpen hat ist das korrekt?

Ja, gibt einige bei denen ist das zirpen mit einem Netzteil tausch verschwunden.

Aber ob es dann uberhaupt die GraKa war die zirpte oder das NT?

 

[Andi316]

Welche RTX 4090 verwenden denn hochwertige Spulen? Und welche nicht?

Hier wäre eine Marktübersicht eine tolle Sache.

 

[netterman]

dürfte man bei Nvidias Preisvorstellung nicht eigentlich erwarten das sämtliche Karten die hochwertigsten Bauteile verbaut haben, die am Markt zu kriegen sind ?

aber naja wo kämen wir denn da mit der Marge und dem Gewinn hin, wenn das wirklich so wäre, das ist bei minimum 2000 Euro dann einfach doch wirklich zuviel verlangt

 

[Tombal]

@Igor. Da bin ich wohl falsch verstanden worden, denn an der Stelle Vx, wo die beiden Drain-Anschlüsse der Mosfets zusammenlaufen, haben wir einen sauberen Rechteck mit variablem Tastverhältnis, da die beiden Mosfets IMMER abwechselnd leitend sind. Das Potential floatet dort nicht und liegt immer entweder auf Masse oder Vin+. Daher habe ich von einer Wechselspannung gesprochen. Erst nach Speicherdrossel (E=1/2LI²) und Elko (E=1/2 CU²) ist das Signal dann soweit geglättet (mit 12dB/Okt.), dass am Ausgang der Sägezahn oder die Dreiecksspannung anliegt. Genau genommen liegt dort die Gleichspannung an, die man ja eigentlich haben will, überlagert mit dem unerwünschten Ripple.

 

[Igor Wallossek]

@Igor. Da bin ich wohl falsch verstanden worden

Irgendwie schon

Den normalen User interesiert ja quasi nur, "was hinten bei rauskommt". Deshalb bin ich da ich nicht weiter ins Detail gegangen., Es ist so schon schwer, das alles sinnvoll runterzubrechen, um Ingenieure nicht zu deprimieren und den Normlanwender nicht zu entmutigen. Also auch schön geglättet. Das mit dem Massepotential steht auf Seite Drei deshalb unter "Erbrochenes"

 

[ipat66]

Den normalen User interesiert ja quasi nur, "was hinten bei rauskommt". Deshalb bin ich da ich nicht weiter ins Detail gegangen., Es ist so schon schwer, das alles sinnvoll runterzubrechen, um Ingenieure nicht zu deprimieren

Auch wenn es für Deridex anscheinend leichte Kost ist; für den Normalsterblichen ist das schon nicht die einfachste Morgenlektüre.
Das muss ich mindestens noch drei oder viermal lesen,um die Materie ansatzweise zu verstehen.
Das ist „weit weg“ von meinen Lieblings-Schwerpunkten .

Na ja,die ersten Vorlesungen von Harald Lesch oder/und mit Josef M. Gaßner über Quantenmechanik, Astrophysik und Co habe ich auch mehrfach anschauen „müssen“.

Schwere Kost gehört aber dazu,wenn man doch noch ab und zu etwas dazulernen will!
Flache Weisheiten gibt es zu genüge...
Danke Igor für den anstrengenden Morgen,,,

 

[Deridex]

Wenn man jeden Tag mit Schaltungsentwicklung zu tun hat, denkt man irgendwann anders
Dafür sind für mich andere Sachen kompliziert, bei denen jemand anders denkt, dass es simpel ist.

 

[eastcoast_pete]

Ich fand den Artikel sowohl interessant als auch einen guten Mittelweg zwischen zu detailliert und zu sehr vereinfacht. Und mein Physik-Prof wäre stolz gewesen, als ich beim Lesen über "Lorentz Kraft" reflexartig Daumen, Zeige- und Mittelfinger meiner rechten Hand in die drei Richtungen ausrichtete. Da ist doch was hängen geblieben . War aber auch eine meiner Lieblingsvorlesungen, auch wenn es schon etwas länger her ist.

 

[Igor Wallossek]

Und mein Physik-Prof wäre stolz gewesen, als ich beim Lesen über "Lorentz Kraft" reflexartig Daumen, Zeige- und Mittelfinger meiner rechten Hand in die drei Richtungen ausrichtete.

Ja, den Dreifinger-Hendrik wird man wohl nie vergessen, wobei es ja nicht nur ums Magnetfeld geht. Aber mittlerweile hat sich das irgendwie zusammenreduziert.

Es gibt ja auch noch im nichtphysikalischen Bereich den verhassten Zweifinger-Joe, aber das hat dann eher was dem Gerichtsvollzieher und einem OE zu tun...

 

[eastcoast_pete]

Ich habe es beim Überfliegen vom Artikel auch übersehen.

Btw ich habe grad kurz nach den EMV Grenzwerten bezüglich CE gesucht. Was ich gefunden habe kommentiere ich lieber nicht.

Sind EMV Grenzwerte nicht v.a. so gesetzt, daß andere elektronische Geräte (Rundfunk, andere Empfänger, Smartphones usw) nicht über Gebühr gestört werden (Interferenz)? Über andere Auswirkungen machen sich Normierungsgremien wohl eher weniger Sorgen.

 

[Deridex]

Lies nochmal n Igor seime Posts

 

[Bone]

Linearregler auf ner 4090 wäre doch mal ein neues Machbarkeits-Projekt zum Thema Zentralheizungsersatz. 12V rein, 1V raus, 600W P-out im Sinn, macht dann insgesamt schön kuschelig warm ums Knie

 

[Replica]

Denk dran bei 3680W ist schluss mit der Haushalts Schukosteckdose. Also nicht mit einer Intel KF CPU zusammen und darauf achten das der Kaltgeräte Stecker auch 1,5mm2 ist sonst wirds ganz heiß ums Knie

 

[Martin Gut]

Linearregler auf ner 4090 wäre doch mal ein neues Machbarkeits-Projekt zum Thema Zentralheizungsersatz.

Bitte erinnere mich nicht am Linearregler. Als ich vor etwa 12 Jahren mit Modellfliegen angefangen habe, hatte ich einen Motorregler eines bekannten deutschen Herstellers gekauft.

Von 16 Volt eines vollen 4s Lipos auf 5 Volt für den Empfänger und die Servos herunterbrutzeln hat den Widerstand im Regler recht schnell überhitzt. Dann schaltet sich der Regler einfach ab und Empfänger und Servos haben keinen Strom mehr.

Wenigstens kann man sich darauf verlassen, dass Flieger immer runter kommen.

 

[ianann]

Bitte erinnere mich nicht am Linearregler. Als ich vor etwa 12 Jahren mit Modellfliegen angefangen habe, hatte ich einen Motorregler eines bekannten deutschen Herstellers gekauft.

Von 16 Volt eines vollen 4s Lipos auf 5 Volt für den Empfänger und die Servos herunterbrutzeln hat den Widerstand im Regler recht schnell überhitzt. Dann schaltet sich der Regler einfach ab und Empfänger und Servos haben keinen Strom mehr.

Wenigstens kann man sich darauf verlassen, dass Flieger immer runter kommen.

Mit HV Servos brauchst heute nur noch auf 7,4V.

 

[Bone]

Bitte erinnere mich nicht am Linearregler. Als ich vor etwa 12 Jahren mit Modellfliegen angefangen habe, hatte ich einen Motorregler eines bekannten deutschen Herstellers gekauft.

Von 16 Volt eines vollen 4s Lipos auf 5 Volt für den Empfänger und die Servos herunterbrutzeln hat den Widerstand im Regler recht schnell überhitzt. Dann schaltet sich der Regler einfach ab und Empfänger und Servos haben keinen Strom mehr.

Wenigstens kann man sich darauf verlassen, dass Flieger immer runter kommen.

Mein erstes selbstgebautes (analog) Netzteil Anfang der 90er brachte so um 35V nach Trafo und Gleichrichter, da musste das Dingens bei 5V Ausgang schon ganze 30V am Längsregler sprichwörtlich wegbraten. Bei z.B. 2A waren das 10W Nutzleistung zu 60W Verlustleitung. Effizienz konnte da noch keiner von uns buchstabieren. Und ´nen Brockhaus zum Nachschlagen konnte man sich damals nicht leisten, die waren nämlich noch teurer als ne 4090 heute
Übrigens, hochfrequentes Spulenfiepen heute kann schon nervig sein, aber dafür haben die Geräte früher gerne kernig gebrummt, gerne auch samt dem Gehäuse drum rum, das war auch nicht viel besser für´s Nervenkostüm.
Nebenbei zum Thema Lorenzkraft: Einer meiner alten Fachlehrer hatte einer Mitschülerin auf die Frage hin warum ein Trafo brummt folgendermaßen geantwortet: Wenn du 50 Mal in der Sekunde deine Periode hättest würdest du auch brummen... es waren andere Zeiten...

 

[ianann]

Übrigens, hochfrequentes Spulenfiepen heute kann schon nervig sein, aber dafür haben die Geräte früher gerne kernig gebrummt, gerne auch samt dem Gehäuse drum rum, das war auch nicht viel besser für´s Nervenkostüm.

Es macht meinem Empfinden nach aber schon einen deutlich Unterschied, ob ein sonores Brummen nach ein paar Minuten im Hintergrund verschwimmt, oder ein hochfrequentes quieken, sägen und schnarren im Sekundentakt die Tonlage und Lautstärke ändert.

 

[Maxminator]

Sehr gut geschriebener Artikel Igor! Unbedingt mehr davon. So wirst du auch bei den US Seiten/YouTubern zitiert - und das zurecht!
z.B. sehr oft bei JayzTwoCents.
PS: wusste nicht, dass er deutsche Wurzeln hat. Seine Mutter ist aus München

PS: das mit den Energiespeichern: Induktivitäten (Drossel / Spule / oder am einfachsten eine Drahtwindung in der Luft) und Kapazitäten (hier in geronnener Art: Kondensator) kann man sehr gut mit der Analogie mit einem Speicher der mechanischen / kinetischen Energie vergleichen.
Und am besten mit einer Sonnenbrille, die lose auf einer Hutablage im Auto liegt. Nun beschleunigen wir uns sehr gleichmäßig damit die Brille sich nicht bewegt und liegen bleibt. Nun bremsen wir ab: was passiert? Die Brille (Masse) versucht ihre Bewegung nach vorne aufrecht zu erhalten --> also ist bei einer kinetischen Bewegung genau die Geschwindigkeit V, die sich nicht sprunghaft ändern kann! Somit hat man nun 2 Größen bei der kinetischen Energie festgemacht: m (Masse) wo die Energie gespeichert wird und die v (Geschwindigkeit) womit man den "Speicher" "aufladen" kann...
Die Formeln (in ihren vereinfachten Form natürlich) für die 3 Energien sind sehr ähnlich aufgebaut:

man beachte hier: wo Energie gespeichert wird steht immer nach 1/2 und womit unter dem Quadrat...
und das womit die Energiespeicherung erfolgt kann sich nicht sprunghaft ändern!
Spannung am Kondensator kann sich nicht sprunghaft ändern --> glättet U
Strom durch die Spule/Induktivität kann sich nicht sprunghaft ändern --> glättet i
Geschwindigkeit der Masse --> behält die ursprüngliche Bewegungsrichtung bei

E kin = 1/2 * mv²
E el = 1/2 * CU²
E mag = 1/2 * Li²

Auch was interessantes zu: C und L:

was wird in der Kapazität C gespeichert? Die Ladung Q diese hat die Einheit As (Ampere * Sekunde)
Ampere*sekunde kann man auch als StromZeitfläche sehen.
Analog zu L: was wird in der Induktivität gespeichert? L hat Einheit Vs (Volt*Sekunde)
Volt*sekunde kann man auch als SpannungsZeitfläche sehen.

Auch interessanter Fakt: der Mensch kann sich die Ladung eines Kondensators einfach und leicht vorstellen. Aber analog dazu die SpannungsZeitfläche bei deiner Induktivität? Das geht eher nur schwierig - auch bei mir

 

[Igor Wallossek]

Spulenwindungen sind doch wie Gehirnwindungen. Du bekommst in der Schule Wissen eingeprügelt, kotzt es bei der nächstbesten Leistungskontrolle wieder in Richtung Lehrer zurück und vergisst es danach gleich wieder. Bis zur nächsten Unterrichtstunde, wo alles wieder von vorn losgeht.