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FAQs: Spulenfiepen

Sebastian Eifrid, 👁 Douglas Black, Stefanie Voigt (übersetzt von Martin Jungowski), 09.06.2017

Spulenfiepen ist ein Phänomen, das vielerlei Arten von Elektronik betrifft, jedoch häufig nur von sensiblen Naturen wahrgenommen wird. Wir versuchen in diesem Artikel, die Frage zu beantworten, wobei es sich hier genau handelt und wie es sich reduzieren lässt.

An vielen geht Spulenfiepen spurlos vorbei, aber für empfindliche Naturen ist es ein echtes Problem (Quelle: TechPowerUp)
An vielen geht Spulenfiepen spurlos vorbei, aber für empfindliche Naturen ist es ein echtes Problem (Quelle: TechPowerUp)

Was ist Spulenfiepen?

Die meisten werden den Begriff schon mal gehört haben. Wie der Name schon sagt handelt es sich hierbei um ein hörbares hochfrequentes Geräusch, welches entsteht, wenn ein elektrischer Strom durch – richtig geraten – eine Spule fließt. Und obwohl das Geräusch an sich durch das Rauschen schnell laufender Lüfter übertönt oder mittels Schalldämmung gemindert werden kann, empfinden viele Anwender dieses hochfrequente Fiepen als sehr störend. In Notebooks ist es meist ausgeprägter, besonders schlimm können lüfterlose und somit an sich lautlose Geräte, wie zum Beispiel Ultrabooks, werden: Hier kann das Spulenfiepen durch den Mangel an anderen Geräuschquellen extra laut und störend wirken.

Wie entsteht es?

Die Übeltäter hinter diesem irritierenden Fiepen, elektromagnetische Spulen, sind in so ziemlich allen elektronischen Geräten und Komponenten enthalten und dienen im Normallfall als Induktoren oder Transformatoren. Wenn ein elektrischer Strom durch sie hindurchfließt, fangen sie an, minimal zu schwingen. Wird die sogenannte Resonanzfrequenz erreicht, können sich diese Schwingungen zu einem hörbaren Geräusch entwickeln, das in der Regel als eindeutig identifizierbares Brummen oder eben Fiepen wahrgenommen wird.

Im Allgemeinen gilt: Je mehr Strom durch eine Spule hindurchfließt, desto lauter wird das Geräusch – ein echtes Problem für viele Hochleistungsgeräte. Hinzu kommt die Tatsache, dass sich das Geräusch mit zunehmendem Alter des Geräts intensiviert – ein Problem, mit dem Besitzer älterer Laptops durchaus vertraut sein dürften.

Wie lässt es sich vermeiden?

Obgleich sich das Problem mit der Zeit verschlimmert, hat die Fertigungsqualität einen sehr hohen Einfluss nicht nur auf die Langzeitentwicklung, sondern auch auf brandneue Geräte. Der Hersteller kann Spulenfiepen mindern, indem speziell entwickelte geräuschreduzierende Spulen verbaut werden, oder reguläre Spulen, die durch einen Prozess namens „damping“ gehen, bei dem die einer Spule inhärenten Schwingungen deutlich reduziert werden.

Da es sich hierbei jedoch um einen normalen physikalischen Prozess handelt, der bei normaler Nutzung des Geräts abläuft, gibt es sehr wenige Mittel und Wege, das Spulenfiepen vollständig zu beseitigen. Im Falle eines Desktop-PCs ist die beste Lösung, ein schalldämmendes Gehäuse zu verwenden. Eine alternative und etwas unkonventionelle Möglichkeit sind Kopfhörer – sie stellen zwar keine Lösung des Problems dar, aber damit lässt es sich zumindest umschiffen.

Bei sehr penetrantem Spulenfiepen helfen nur Rückgabe und gegebenenfalls Umtausch des Geräts. So haben wir beispielsweise im Zuge unseres Tests des Dell Latitude 7480 ein sehr hochfrequentes Spulenfiepen bei 4.000 Hz festgestellt. Und obwohl es fraglich ist, ob Händler oder Hersteller bereit sind, eine Rücknahme außerhalb der gesetzlich geregelten zweiwöchigen Rückgabefrist einzig und allein aufgrund von Spulenfiepen durchzuführen, ist es zumindest einen Versuch wert. Vor der Rückgabe kann es hilfreich sein, das genaue Bauteil zu identifizieren, das für das Geräusch verantwortlich ist. Ein Video-Guide [1] auf YouTube zeigt am Beispiel eines Desktop-PCs, wie in so einem Fall am besten vorzugehen ist. Wie im Video erwähnt wird, sind die häufigste Ursachen für Spulenfiepen die Grafikkarte, das Netzteil und die direkte Umgebung des CPU-Sockels auf dem Mainboard. Manche Benutzer haben von Fällen berichtet [2], in denen der Tausch des Netzteils das Spulenfiepen an anderer Stelle des Systems deutlich gelindert hat, da sich hierdurch die Charakteristik des Stromflusses ändert.

Alternative "Lösungen"

Auch wenn es sich beim Spulenfiepen um ein physikalisches Problem handelt, kann Software Besserung bringen, wenn die Grafikkarte die Ursache für das Fiepen ist. Der YouTuber JayzTwoCents zeigt [3] beispielsweise in einem Video, dass es hilfreich sein kann, via Nvidia GSync oder Radeon Freesync die maximale Frame-Rate künstlich zu reduzieren. Da dies die Last des Grafikchips und somit in direkter Folge auch die benötigte Energiemenge reduziert, kann es dazu führen, dass die hierfür verantwortlichen Spulen weniger schwingen, da deutlich weniger Strom fließt. Das Video zeigt auf sehr eindrucksvolle Art den Effekt, und das Vorgehen ist simpel – oftmals reicht es, den entsprechenden Haken in den Einstellungen des Spiels zu setzen.

Falls das Spulenfiepen noch immer unerträglich ist, gibt es möglicherweise noch einen anderen Weg, um für Linderung zu sorgen, der allerdings nur was für technisch versierte Anwender ist. Wie einem Beitrag [4] des Users Phaedrus2129 im Overclock.net Forum zu entnehmen ist, kann das Über- oder Untertakten der Grafikkarte dazu führen, dass sich durch den hierdurch veränderten Stromfluss die Frequenz, mit der die Spulen vibrieren, derart ändert, dass das hieraus resultierende Fiepen unter Umständen gar nicht mehr wahrnehmbar ist.

Randnotiz zum Thema Frequenzen

Wie bereits oben erwähnt entsteht das Fiepen dann, wenn eine vibrierende Spule eine ganz bestimmte Frequenz erreicht und dadurch hörbar wird. Wie man sich an diese Grenze herantasten kann, lässt sich anhand des folgenden Beispiels gut erläutern: Viele Käufer des Dell XPS 13 mit entweder Skylake- oder Kaby-Lake-Prozessor beschweren sich über ein besonders irritierend lautes Spulenfiepen bei ihren Geräten.

In einem  Beitrag [5] im Dell Community Forum berichtet der User hvbakel, dass ihm aufgefallen ist, dass die Lautstärke dieses Fiepens scheinbar direkt mit der Taktfrequenz der CPU zusammenhängt und bei sehr niedrigen (<1,2 GHz) und sehr hohen (>3,1 GHz) Taktfrequenzen besonders ausgeprägt war. Durch Manipulation der Schwellwerte des intel_pstate Treibers war es ihm möglich, die Frequenzcharakteristik der CPU derart zu verändern, dass sie im Leerlauf exakt auf 2,5 GHz lief – der Frequenz, bei der das Spulenfiepen am leisesten war.

Fazit

Wenngleich Spulenfiepen äußerst störend sein kann, ist es kein Zeichen für schlecht funktionierende Hardware. Letztendlich handelt es sich hierbei um einen physikalischen Prozess, der während des normalen Betriebs des Geräts abläuft.

Für Anwender, die ganz besonders empfindlich in Bezug auf die Geräuschkulisse ihrer Geräte sind, ist es wichtig, vorab zu recherchieren und die notwendigen Informationen einzuholen. Erfahrungsberichte von Anwendern können hilfreich dabei sein, die eigenen Erwartungen zu justieren, noch bevor das neue Laptop erworben oder die Grafikkarte gegen das neuere Modell aufgerüstet wird.

Diejenigen unter uns, die sich ihre PCs noch selbst zusammenstellen und hohen Wert auf einen möglichst niedrigen Geräuschpegel legen, müssen auf die Wahl des Gehäuses achten. Für die meisten von uns gilt jedoch: die schnellste und oftmals einfachste Lösung ist die Verwendung von Kopfhörern, insbesondere bei anspruchsvollen Anwendungen wie Spielen oder Videobearbeitung.

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Autor: Sebastian Eifrid,  9.06.2017 (Update: 27.06.2017)