工程师谈品质(10)：华硕工程师谈光驱的静音设计
硬件周刊
光驱作为用户经常用到的一类设备，很多人只关心读取速度、功能等等，却忽视了光驱其实是计算机噪音的主要来源之一。在这个讲求环保的年代，如何让光驱摆脱“噪音制造家”的帽子呢？下面让我们来听听华硕工程师的讲解。
什么是噪音
声音在物理学上是指声波，即由振动物体所产生并在介质中传播的一种波，具有一定的能量。声音具有3个基本特性，即频率、强度和声谱。这3种特性对于人耳主观感觉到的就是音调、响度和音色。物体每秒钟振动的次数叫做频率。一般来说，物体振动越快，频率就越高，我们感受到的音调也越高。物体振动越慢，频率就越低，我们感受到的音调也越低。但是，人耳不是对所有物体的振动都能听得见。物体振动次数过低或过高，人耳都不能感受。人耳可感受声音频率的范围在20Hz～20000Hz之间。声音高于20000Hz为超声波，低于20Hz为次声波。声音的强度则是由物体振动时所产生的声音的能量或声波压力的大小所决定的。声能或声压愈大，引起人耳主观感觉到的响度也愈大。由此也就引出了噪音概念。
现代声学对噪音有两种描述：第一，在物理上指不规则的、间歇的或随机的声振动；第二，指任何难听的、不和谐的声音或干扰，有时也指在有用频带内的任何不需要的干扰。这种噪音干扰不仅由声音的物理性质决定，还与人们的心理状态有关，例如人的心情不好的时候，乐音也会变成噪音感到刺耳。总体来说，噪音为不需要的声音，即物体做非周期性、无节奏的振动而产生的声音，没有固定的频率和波形且刺耳难听的声音。噪音强度的单位为分贝(dB)，与传播媒介的吸收、反射、穿透作用有很大的关系，同时和传播的距离成反比。下表是常见环境下的噪音强度。
光驱的噪音来自哪里
光驱的噪音主要来自两个方面。第一是结构噪音，由于马达和盘片的高速运转所产生的振动是这类噪音的主要来源。如今对于高速光驱(48倍速以上)来说，马达的转速已经达到10500转/分，其上运行的12英寸光盘最外圈的线速度达到了225km/h，在这种高速环境下，马达电机主轴的横向和纵向都将不可避免地产生振动噪音。用户可能对这种由转速产生的噪音没有直观的感觉，那我们就举一个直观的例子，如果坐在发动机转速达到5000转/分的低档汽车上，时速在180km/h，产生的噪音会让坐在汽车上的人听不清自己说的话了。当然，由于功率的差异光驱不会发出那么大的噪音，但是也能产生至少50分贝的噪音。第二种噪音是气流噪音，专业名称为紊流，用户将光盘放入光驱后，往往会听到“嗡”的一声，这就是由于光盘的高速旋转所引起的气流噪音，在高速光驱中，产生的紊流速度能达到51m/s，在这狭小的空间内用户可能不太清楚51m/s是一个什么样的概念，但是如果自然界的风达到了这个速度，那么就称之为飓风了。除了以上所说的两类主要噪音之外，像机构活动件之间的碰撞和摩擦等等，也会产生一部分噪音。
如何降低噪音
想完全消除噪音是不可能的，但是根据光驱产生噪音的原因来降低噪音则是可行的。以华硕的“静音王”光驱为例，通过对该光驱的结构的分析，我们可以了解光驱降噪有以下几种方法。
1.第二代双层减震系统(DDSSⅡ)
顾名思义，第二代双层减震系统就是在原有的单层减震系统上再加上一层动态平衡系统，采用两层悬吊减震装置来达到降低噪音的目的，整体相当于一个吸震器，能将马达高速转动时所产生的振动能量吸收掉，噪音也相应减小。原理图和实际效果如图1所示。
DDSSⅡ的效果。由图中可以看出DDSSⅡ的震动量比传统的单层减震系统的震动量小。
2.AFFM空气流场导正技术
这主要是针对气流噪音所设计的一种降噪技术，通过光驱机构外形的改变而改变气流场，平衡光驱设备内空气流场的压力，从而有效降低光驱设备在高速转动时所产生的紊流所造成的噪音量，如图2所示。
从效果图上可以看出，经过空气流场导正技术修正后，内部气流的流向被改变，同时改变了气流场的压力分布状态。
由于气流的改变使得光驱设备内部压力也得到了缓和，避免了内圈处压力不均衡现象的发生，改善光盘在高速运转时因为气流之影响所引发的噪音。
在采用了上述两种技术来降低噪音源的强度，同时对噪音传播途径的反射、穿透、吸收等作适当的处理，再经过其他的各项努力，如人工智能降速功能等，使得华硕静音王系列产品较之以前在噪音控制上有了很明显的改善(如图3)，只有39分贝。
新机型相对于旧机型，噪音量在整个频谱上几乎都有很明显的改善。
测量噪音的方法
测量噪音最重要的要求是营造出一个绝对安静的环境，因此测量噪音首先需要声学实验室，即提供安静测试的场所，一般声学实验室空间都不大，四壁都会被专业的消声材料覆盖，以防止声波的反射和干涉现象。因此，声学实验室都会具有屏蔽、消声、隔声三大基本功能。除了声学实验室之外，其余就是测量设备了，其中包括在测试前校准环境声音的声校准器、声级计，录制高灵敏度麦克风和记录器，以及后期噪音分析时使用的噪音统计分析仪等多种精密仪器，图4所示就是华硕进行光驱噪音测试时的朋德(Pendec)声学实验室实况图。
在声学试验室测量噪音的实况
以上内容只是简单地探讨了有关光驱产品噪音的一些问题，希望通过我们的介绍，用户能对这个问题有一个初步的认识，以便在今后挑选光驱时能购买到真正满意的产品。