TW201926037A - 風扇檢測方法與風扇檢測系統 - Google Patents

Abstract

一種風扇檢測方法，包括：以一收音裝置依據一風扇轉動時產生的聲音產生一收音音頻訊號；對該收音音頻訊號進行傅立葉轉換以取得一參考頻域訊號；依據該參考頻域訊號判斷出多個特徵頻段；分別依據該些特徵頻段調整該收音音頻訊號，以分別形成多個播音訊號；以一播音裝置依序播放該些播音訊號；以及依據該硬碟於該播音裝置播音時的傳輸速率判斷出該些特徵頻段中的至少一關鍵頻段。

Description

風扇檢測方法與風扇檢測系統

本發明係關於一種風扇檢測方法與風扇檢測系統，特別是一種基於資料傳輸速率的風扇檢測方法與風扇檢測系統。

在現今的電子產業中，產品都被要求要體積小且要計算效率高，而且資料儲存量也越來越高。但是，當計算效率越高，內部的散熱需求就越大，風扇（fan）的轉速就越快，風扇轉動時的結構振動及噪音影響也就在所難免。然而，當資料儲存量增加時，硬碟（Hard Disk Drive, HDD）的資料儲存密度就必須提高，硬碟內的碟片與讀取頭在控制上就必須更精準。

以伺服器來說，當伺服器運作時，高速運轉的風扇振動與噪音會傳遞到硬碟本體，進而影響到硬碟的讀取，造成硬碟讀取效率的降低甚至資料讀取失敗。所以在伺服器產品中，了解硬碟忍受振動的程度與風扇減振，便十分重要了。此外，除了在伺服器產業會遇到這樣的問題之外，幾乎所有具有硬碟與風扇的電子產品也都會面臨此問題。

風扇是在伺服器內中主要的振動源，因此要解決伺服器的振動問題，可以從降低風扇振動著手。不過改變太多轉速會影響風扇降溫能力，如果想要在不變動太多降溫能力的情況下改善風扇振動是比較困難，但是可以利用修改風扇外型或其他手法微調，將特定頻率的峰值降低或是微調轉速使峰值的頻率平移。

以往若是要確認哪一段頻率需要微調，就必須利用頻率與傳輸速率的關係圖，去確認哪一個頻率區段是影響傳輸速率的關鍵。但是頻率與傳輸速率的關係還必須考慮振動的強度。在以往的量測方式中，有時候輸入振動的強度過小，就會發現整個頻率與傳輸速率的關係沒有鑑別度；而振動的強度過大，傳輸速率整體都降低太多也沒有鑑別度，甚至有硬碟整個被振壞的風險。另外，在結構振動的傳遞而言，高頻振動的傳遞會消退地很快。因此尋找一個合理又有鑑別度的振動強度就十分困難。

一般來說，硬碟與風扇都會固接於電子裝置的機殼上。因此，即使風扇並未直接接觸到硬碟，風扇轉動時產生的結構振動（結構振動）還是會經由電子裝置的機殼傳導到硬碟上。另一方面，風扇轉動時也會產生聲音，聲音透過空氣傳導之後也會對硬碟產生噪音振動（air-borne）。目前的量測機台多針對於結構振動而無法有效地量測到噪音振動。

本發明在於提供一種風扇檢測方法與風扇檢測系統，克服以往無法有效對風扇進行檢測的問題。

本發明揭露了一種基於硬碟傳輸速率的風扇檢測方法，適用於一電子裝置。此電子裝置具有一硬碟與一風扇。此風扇檢測方法包括：以一收音裝置依據該風扇轉動時產生的聲音產生一收音音頻訊號，當以該收音裝置收音時，該收音裝置與該硬碟的距離位於一預設範圍中；對該收音音頻訊號進行傅立葉轉換以取得一參考頻域訊號；依據該參考頻域訊號判斷出多個特徵頻段；分別依據該些特徵頻段調整該收音音頻訊號，以分別形成多個播音訊號，該些播音訊號分別關聯於該些特徵頻段的頻率分量；以一播音裝置依序播放該些播音訊號，當以該播音裝置播音時，該播音裝置與該硬碟的距離位於該預設範圍中；以及依據該硬碟於該播音裝置播音時的傳輸速率判斷出該些特徵頻段中的至少一關鍵頻段。

本發明揭露了一種風扇檢測系統。此風扇檢測系統包括一收音裝置、一播音裝置與一控制裝置。控制裝置包括一記憶模組與一處理器，記憶模組中儲存有多個指令。處理器用以執行該些指令。當處理器執行所述的指令時，該風扇檢測系統用以執行如前述風扇檢測方法所述的步驟。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，圖1係為根據本發明一實施例所繪示之風扇檢測方法的步驟流程圖。風扇檢測方法適用於一電子裝置，此電子裝置具有一硬碟與一風扇。電子裝置例如為電腦主機或是伺服器主機。在步驟S101中，以一收音裝置依據該風扇轉動時產生的聲音產生一收音音頻訊號，當以該收音裝置收音時，該收音裝置與該硬碟的距離位於一預設範圍中。在步驟S103中，對該收音音頻訊號進行傅立葉轉換以取得一參考頻域訊號。在步驟S105中，依據該參考頻域訊號判斷出多個特徵頻段。在步驟S107中，分別依據該些特徵頻段調整該收音音頻訊號，以分別形成多個播音訊號，該些播音訊號分別關聯於該些特徵頻段的頻率分量。在步驟S109中，以一播音裝置依序播放該些播音訊號，當以該播音裝置播音時，該播音裝置與該硬碟的距離位於該預設範圍中。在步驟S111中，依據該硬碟於該播音裝置播音時的傳輸速率判斷出該些特徵頻段中的至少一關鍵頻段。

請一併參照圖2A與圖2B，圖2A係為根據本發明一實施例所繪示之收音音頻訊號的示意圖，圖2B係為根據本發明一實施例所繪示之參考頻域訊號的示意圖。如圖2A所示，收音音頻訊號係為如前述步驟S101所取得的時域訊號。而圖2B中的參考頻域訊號係為收音音頻訊號經過時域頻域轉換所取得的頻域訊號。在一實施例中，參考頻域訊號係為收音音頻訊號經過傅立葉轉換（Fourier transform）而取得的頻域訊號。需注意的是，圖2A與圖2B中的訊號以及頻譜僅為舉例示意，也就是說，圖2B中的頻譜並非真的由圖2A中的訊號轉換而來。因此，在圖2A與圖2B中也並未對橫軸的尺度與縱軸的尺度多做定義。

請接著參照圖3以說明如何定義出特徵頻段，圖3係為根據本發明一實施例所繪示之風扇檢測方法的部分步驟流程圖。在步驟S301中，於該參考頻域訊號中定義出多個頻段。在步驟S303中，判斷該些頻段中是否有頻率分量大於一預設強度門檻值。在步驟S305中，當判斷該些頻段其中之一有頻率分量大於該預設強度門檻值時，定義該頻段為該些特徵頻段其中之一。

以圖2B所示的實施例中，頻段B1的頻率分量、頻段B2的頻率分量與頻段B3的頻率分量係不小於預設強度門檻值TH，因此頻段B1、頻段B2與頻段B3係被定義為特徵頻段。需說明的是，於實務上，依據所使用的機器與演算法，所述的一頻段也可以被等效為一頻率。但為求敘述簡明，後續係以頻段的概念進行說明。

請接著參照圖4，圖4係為根據本發明另一實施例所繪示之風扇檢測方法的部分步驟流程圖。在步驟S401中，降低該收音音頻訊號的一第一頻率成分以形成該些播音訊號中的一第一播音訊號，該第一頻率成分為該收音音頻訊號於該些特徵頻段其中之一的頻率分量。。在步驟S403中，降低該收音音頻訊號的一第二頻率成分以形成該些播音訊號中的一第二播音訊號，該第二頻率成分為該收音音頻訊號於該些特徵頻段其中另一的頻率分量。

請一併參照圖5A至圖5C，圖5A係為根據本發明圖2B所示之實施例所繪示之參考頻域訊號經降低一頻段中的頻率分量後的示意圖，圖5B係為根據本發明圖2B所示之實施例所繪示之參考頻域訊號經降低另一頻段中的頻率分量後的示意圖，圖5C係為根據本發明圖2B所示之實施例所繪示之參考頻域訊號經降低更一頻段中的頻率分量後的示意圖。如前述地，頻段B1、頻段B2與頻段B3被定義為如前述的特徵頻段。在圖5A至圖5C中，頻段B1、頻段B2與頻段B3中的頻率分量係被依序地降低。

更具體地來說，在圖5A所示的實施例中，原圖2B中的參考頻域訊號中的頻段B1內的頻率分量被降低，從而形成如圖5A所示的頻譜；在圖5B所示的實施例中，原圖2B中的參考頻域訊號中的頻段B2內的頻率分量被降低，從而形成如圖5B所示的頻譜；在圖5C所示的實施例中，原圖2B中的參考頻域訊號中的頻段B3內的頻率分量被降低，從而形成如圖5C所示的頻譜。於實務上，各頻段的頻率分量可藉由缺口濾波器（notch filter）而被降低，但並不以此為限。圖5A至圖5C的頻譜所對應的頻率訊號再分別被轉換為時域訊號，以做為如前述的播音訊號。更具體地來說，圖5A的頻譜所對應的頻率訊號例如被轉換為第一播音訊號，圖5B的頻譜所對應的頻率訊號例如被轉換為第二播音訊號，圖5C的頻譜所對應的頻率訊號例如被轉換為第三播音訊號。

請接著參照圖6，圖6係為根據本發明又一實施例所繪示之風扇檢測方法的部分步驟流程圖。在步驟S601，以該播音裝置播放該第一播音訊號，並量測該硬碟的該第一傳輸速率。在步驟S603，以該播音裝置播放該第二播音訊號，並量測該硬碟的該第二傳輸速率。在步驟S605，判斷該第一傳輸速率與該第二傳輸速率何者為高。在步驟S607，判斷該第一傳輸速率與該第二傳輸速率之中較高者所對應的該特徵頻段為該關鍵頻段。

以圖5A至圖5C所示的實施例來說，圖5A至圖5C的頻譜所對應的頻率訊號係分別被轉換為第一播音訊號至第三播音訊號，而第一播音訊號至第三播音訊號係依序被播放。在一假設的情況中，當播放頻段B1所對應的第一播音訊號時，硬碟的傳輸速率較播放第二播音訊號與第三播音訊號時為慢，則頻段B1即被定義為關鍵頻段。從另一個角度來說，經由上述的步驟即可檢測出頻段B1會對硬碟的傳輸速率造成較大的影響。使用者可以據以調整風扇的轉動方式或是調整風扇的機構態樣，以實值地減弱風扇時的此頻段的頻率分量。

參照如上述，本發明更提供了一種風扇檢測系統，請一併參照圖7以對風扇檢測系統進行說明，圖7係為根據本發明一實施例所繪示之風扇檢測系統的步驟流程圖。風扇檢測系統1包括收音裝置12、播音裝置14與控制裝置16。控制裝置16包括記憶模組162與處理器164。處理器164電性連接記憶模組162。記憶模組162中儲存有多個指令。處理器164用以執行所述的指令。當處理器164執行所述的指令時，風扇檢測系統1用以執行如前述的風扇檢測方法。其中，收音裝置12例如為麥克風，播音裝置14例如為喇叭，控制裝置16例如為電腦或是具有計算能力的其他裝置，記憶模組162例如為揮發性記憶體（Volatile memory）或是非揮發性記憶體（non Volatile memory），處理器164例如為中央處理器（central process unit, CPU）。上述僅為舉例示範但不以此為限。

綜合以上所述，本發明提供了一種風扇檢測方法與風扇檢測系統。藉由依據收音音頻訊號的特徵頻率產生不同播音訊號，並播放這些不同的播音訊號，以判斷出是何關鍵頻率會對硬碟的傳輸速率產生較大的影響。更具體地來說，使用者可以依據硬碟的傳輸速率定義出不同的限制條件以定義出相應的關鍵頻率。藉由判斷出風扇的關鍵頻率，使用者可依據關鍵頻率調整風扇的機構態樣或是改變風扇的轉速控制方法，從而在提高風扇轉速的同時，也能夠對風扇減振以兼顧硬碟的傳輸速率。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧風扇檢測系統

12‧‧‧收音裝置

14‧‧‧播音裝置

16‧‧‧控制裝置

162‧‧‧記憶模組

164‧‧‧處理器

B1、B2、B3‧‧‧頻段

TH‧‧‧強度門檻值

圖1係為根據本發明一實施例所繪示之風扇檢測方法的步驟流程圖。 圖2A係為根據本發明一實施例所繪示之收音音頻訊號的示意圖。 圖2B係為根據本發明一實施例所繪示之參考頻域訊號的示意圖。 圖3係為根據本發明一實施例所繪示之風扇檢測方法的部分步驟流程圖。 圖4係為根據本發明另一實施例所繪示之風扇檢測方法的部分步驟流程圖。 圖5A係為根據本發明圖2B所示之實施例所繪示之參考頻域訊號經降低一頻段中的頻率分量後的示意圖。 圖5B係為根據本發明圖2B所示之實施例所繪示之參考頻域訊號經降低另一頻段中的頻率分量後的示意圖。 圖5C係為根據本發明圖2B所示之實施例所繪示之參考頻域訊號經降低更一頻段中的頻率分量後的示意圖。 圖6係為根據本發明又一實施例所繪示之風扇檢測方法的部分步驟流程圖。 圖7係為根據本發明一實施例所繪示之風扇檢測系統的步驟流程圖。

Claims (6)

1. 一種基於硬碟傳輸速率的風扇檢測方法，適用於一電子裝置，該電子裝置具有一硬碟與一風扇，該風扇檢測方法包括：以一收音裝置依據該風扇轉動時產生的聲音產生一收音音頻訊號，當以該收音裝置收音時，該收音裝置與該硬碟的距離位於一預設範圍中；對該收音音頻訊號進行傅立葉轉換以取得一參考頻域訊號；依據該參考頻域訊號判斷出多個特徵頻段；分別依據該些特徵頻段調整該收音音頻訊號，以分別形成多個播音訊號，該些播音訊號分別關聯於該些特徵頻段的頻率分量；以一播音裝置依序播放該些播音訊號，當以該播音裝置播音時，該播音裝置與該硬碟的距離位於該預設範圍中；以及依據該硬碟於該播音裝置播音時的傳輸速率判斷出該些特徵頻段中的至少一關鍵頻段。
2. 如請求項1所述之基於硬碟傳輸速率的風扇檢測方法，其中於分別依據該些特徵頻段調整該收音音頻訊號以形成該些播音訊號的步驟中更包括：降低該收音音頻訊號的一第一頻率成分以形成該些播音訊號中的一第一播音訊號，該第一頻率成分為該收音音頻訊號於該些特徵頻段其中之一的頻率分量；以及降低該收音音頻訊號的一第二頻率成分以形成該些播音訊號中的一第二播音訊號，該第二頻率成分為該收音音頻訊號於該些特徵頻段其中另一的頻率分量。
3. 如請求項2所述之基於硬碟傳輸速率的風扇檢測方法，其中於以該播音裝置依序播放該些播音訊號與依據該硬碟於該播音裝置播音時的傳輸速率調整該風扇的轉速的步驟中更包括：以該播音裝置播放該第一播音訊號，並量測該硬碟的一第一傳輸速率；以該播音裝置播放該第二播音訊號，並量測該硬碟的一第二傳輸速率；判斷該第一傳輸速率與該第二傳輸速率何者為高；以及判斷該第一傳輸速率與該第二傳輸速率之中較高者所對應的該特徵頻段為該關鍵頻段。
4. 如請求項2所述之基於硬碟傳輸速率的風扇檢測方法，其中，於降低該收音音頻訊號的該第一頻率成分以形成該第一播音訊號的步驟中，包括：降低該參考頻域訊號的該第一頻率成分以形成一第一頻域訊號；以及對該第一頻域訊號進行反傅立葉轉換以形成該第一播音訊號。
5. 如請求項1所述之基於硬碟傳輸速率的風扇檢測方法，其中於依據該參考頻域訊號判斷出該些特徵頻段的步驟中，更包括：於該參考頻域訊號中定義出多個頻段；判斷該些頻段中是否有頻率分量大於一預設強度門檻值；以及當判斷該些頻段其中之一有頻率分量大於該預設強度門檻值時，定義該頻段為該些特徵頻段其中之一。
6. 一種風扇檢測系統，包括一收音裝置、一播音裝置與一控制裝置，該控制裝置包括一記憶模組與一處理器，該記憶模組電性連接該處理器，該記憶模組中儲存有多個指令，該處理器用以執行該些指令，當該處理器執行該些指令時，該風扇檢測系統用以執行如請求項1至請求項5其中任一所述的步驟。