PS Audio PPP
Gastauteur Toine Dingemans heeft in het verleden al een aantal interessante bijdragen geleverd aan HiFi.nl. Hij is behalve een technisch uitstekend onderlegd hifi-enthousiast ook expert op het gebied van akoestiek. Op zijn website SoundScapes.nu publiceert hij onder andere artikelen over hifi-projecten waar hij mee bezig is, en schrijft hij op zeer toegankelijke wijze over `moeilijke zaken` als akoestiek in de luisterruimte en schone stroom. Dit artikel over de PowerPlant Premier van PS Audio geeft een zodanig goed inzicht in de werking en klankmatige resultaten van deze bijzondere regenerator/lichtnetfilter dat we vroegen of we het mochten doorplaatsen. Deze week deel 1 van dit uitgebreide artikel. Deel 2 leest u hier, deel 3 hier en deel 4 leest u hier.
De kwestie die aanleiding vormde tot dit verslag is deze: "Is er nog een duidelijke verbetering in de weergavekwaliteit mogelijk, na alles in de set naar vermogen met elkaar te hebben gematcht tot een maximaal en tot tevredenheid strekkend niveau, dat tevens financieel en praktisch haalbaar is?"
Deze vraag kun je natuurlijk alleen dan bevestigend beantwoorden, als er sprake is van een ondergeschoven kindje - een of andere randvoorwaarde in de weergeefketen die om wat voor reden ook verwaarloosd of achtergebleven is bij het algehele kwaliteitsniveau van de set. Het ondergeschoven kindje betreft hier de stroomvoorziening die de geluidsinstallatie moet voeden. Het is niet dat ik me niet zeer bewust ben geweest van het belang van schone stroom. Want wat anders is de muziek waarnaar we luisteren dan een gemoduleerde vorm van de oorspronkelijke netspanning uit de muur! Het belang van schone stroom staat in dit verslag niet ter discussie. De wijze waarop deze verkregen kan worden blijkt evenwel een terrein vol voetangels te zijn. Na diverse experimenten met scheidingstrafo`s, passieve netfilters, onstoringsmodules en netsnoeren, uitgesmeerd over een periode van meer dan 15 jaar, zijn twee zaken duidelijk geworden:
Ten eerste: schone stroom zonder de een of andere sonische keerzijde is minder gemakkelijk te realiseren dan veel fabrikanten van netfilters en aanverwante artikelen de muziekliefhebber willen doen geloven.
Ten tweede: er is een betekenisvol verband tussen de hoedanigheid van de netstroom en de uiteindelijke weergavekwaliteit.
Ondanks die wetenschap kon de stroomvoorziening toch mijn ondergeschoven kindje worden. Daarvoor zijn diverse oorzaken verantwoordelijk. Allereerst en allerbelangrijkst is er de vaststelling dat scheidingstrafo`s en de veelheid aan passieve netfilters en ontstoringsmodules die verkrijgbaar zijn op de audiomarkt, allemaal min of meer behept zijn met hoorbare nadelen en keerzijdes, ondanks dat ze tegelijkertijd ook tot belangrijke deelverbeteringen in de geluidsweergave kunnen leiden. Soms ook leiden ze tot een regelrechte verslechtering, die aanvankelijk voor een verbetering werd aangezien. Dat is ook meteen de reden dat zulke accessoires na verloop van tijd weer het veld ruimen. De meeste muziekliefhebbers accepteren de nadelige gevolgen van netfiltering niet, althans niet op termijn.
De nadelen van passieve netfiltering
Over de nadelen van passieve netfiltering is al behoorlijk veel geschreven en daar voeg ik verder niets aan toe. Met name de inperking van de dynamiek en de levenloosheid van de weergave -- hoewel een opgeschoonde levenloosheid -- geven de doorslag om uiteindelijk dan maar zonder dergelijke hulpmiddelen verder te gaan en een zekere rauwheid en ongepolijstheid in de weergave te prefereren boven klinische, maar ontzielde schoonheid.
De meeste passieve netfilters en scheidingstrafo`s zijn bovendien niet werkelijk geschikt om er eindversterkers op aan te sluiten. Die welke er theoretisch (op basis van cijfertjes) wel geschikt voor zijn, blijken in de praktijk de dynamiek toch in te perken of een zekere futloosheid in de weergave teweeg te brengen. De gewoonte om het vermogen van een scheidingstrafo of passief filter als selectie- of kwaliteitscriterium te beschouwen blijkt een versimpeling van de werkelijkheid te zijn, aangezien voldoende "opgenomen vermogen" op zich geen garantie hoeft te zijn voor een muzikaal eindresultaat.
Ook de inzet van speciaal voor PC`s ontwikkelde stroomvoorzieningen (UPS-en) biedt geen soelaas. De door deze apparaten afgegeven netspanning heeft een voor veeleisende audio ontoereikende sinusvorm en die wordt slechter naarmate de belasting geringer is. Een audioset is beter af zonder zo`n accessoire, alhoewel de bescherming tegen overspanning natuurlijk wel een prettige bijkomstigheid is. Ze schonen ook niet werkelijk de stroom op maar verzorgen hooguit een constante netspanning, al is het dan met een voor kwaliteitsaudio feitelijk ontoereikende sinusvorm. Voor de meeste geluidsapparatuur is een ietwat fluctuerende netspanning echter geen probleem...
De vraag is dan of er wel een manier bestaat om constante en zuivere stroom aan de audioset aan te bieden. Zo`n manier is er zeker, alhoewel noch passieve netfilters (serieel of parallel), noch scheidingstransformatoren en UPS-eenheden hiertoe in staat zijn.
Apparaten van Tice & Titan, Accuphase en later ook van Burmester bewezen al 20 jaar geleden dat volledig geregenereerde spanning een goede geluidsinstallatie nog beter kan laten presteren. Wanneer men het lage rendement (50% of minder), de hoge warmte-afgifte en en zeer hoge prijs van dergelijke apparaten voor lief neemt is het dus wel mogelijk om geluidsapparatuur van schone stroom te voorzien.
Zo`n apparaat is vanuit prijstechnisch oogpunt nooit een optie geweest voor mij. Aldus moet ik met enige schaamte toegeven dat ik destijds het ondergeschoven kindje zelfs met het badwater heb weggegooid, door gedurende 15 jaar het idee te verwerpen dat werkelijk schone en compromisloze netstroom binnen bereik lag.
De techniek van het regenererend vermogen
Het bloed kruipt waar het niet gaan kan: onlangs deed zich een kans voor om kennis te maken met de Power Plant Premier van PS Audio. Dit is een apparaat uit de nieuwe generatie regeneratoren. Het ondergeschoven kindje wordt aldus opnieuw voor het voetlicht gebracht...
Dit zou een hele korte review kunnen zijn: de PPP zal niet meer uit mijn set verdwijnen; het apparaat werkt voortreffelijk en doet wat PS Audio op de website claimt dat het zal doen. De rest van dit verslag tracht uit te leggen waarom dit zo is...
In het kort kan de werking van de PPP als volgt omschreven worden: De PPP regenereert wisselstroom (AC). Het apparaat moet daartoe worden aangesloten op een wandcontactdoos, bij voorkeur die van een dedicated stroomgroep. De inkomende stroom, ongeacht de mate en soort van vervuiling, wordt gezuiverd na omzetting tot (een lage) gelijkstroom (DC) en daarna opnieuw omgezet naar wisselstroom. Vervolgens wordt deze opgeschoonde wisselstroom zodanig versterkt en gebufferd, dat de PPP beduidend meer energie kan leveren dan de wandcontactdoos zelf. Strikt genomen is het regenererende deel dus een versterker, ontworpen om één frequentie of toon te versterken, namelijk de netfrequentie van 50Hz.
Voor een iets uitgebreidere uitleg van de werking baseer ik me hierna op de informatie die door PS Audio zelf is verstrekt.
De PS-Audio aanpak
PS Audio bedacht allereerst een manier om de inkomende wisselstroom uit de muur te converteren naar een 5 volts blokgolf d.m.v. een synchronisatiecircuit. Hierdoor is de blokgolf perfect in fase met het inkomende wisselstroomsignaal en volgt dit accuraat. Een DSP-chip met een kloksnelheid van 6,4kHz, gebruikmakend van Direct Digital Synthesis technieken, stelt een sinusgolf samen uit de zelf-gegenereerde blokgolf, waarna deze een DAC voedt zoals in een CD-speler kan worden gevonden. De DAC sampled de sinusgolf en geeft aan zijn uitgang nu een analoog 2,5V signaal af -- nog altijd volmaakt in fase met het wisselstroomsignaal uit de muur. Op dit punt is er dus een volledig geregenereerd schaalmodel van het inkomende signaal voorhanden, dat enkel versterkt dient te worden naar een bruikbaar voltage.
Vanzelfsprekend is er ook een filter dat het analoge laagspanningssignaal reinigt voordat het naar de versterker wordt gestuurd. Het filteren en opschonen van lage spanningssignalen is veel gemakkelijker te realiseren dan met hoge spanning. Het eerder genoemde analoge 2,5V signaal wordt ontdaan van alle gelijkstroom (DC) die uit de DAC afkomstig is en gezuiverd van eventueel resterende samplingruis die afkomstig is uit het DDS-circuit.
Het onderliggende idee is zodoende om een exacte miniatuur replica van het inkomende wisselstroomsignaal te maken, deze miniatuur te reinigen, en vervolgens te versterken tot het gewenste, nu volledig gestabiliseerde spanningsniveau. Hierna kan het worden doorgegeven aan om het even welk apparaat dat ermee gevoed moet worden. En omdat dit alles gerealiseerd kan worden zonder enorme transformatoren -- de last wordt direct aangedreven -- kan de bronimpedantie zeer laag zijn.
De werkelijke reden
Toch beschrijft deze technologie niet de werkelijke reden waarom het rendement van de PPP zoveel hoger ligt dan dat van zijn regenererende voorgangers en concurrenten, die per slot van rekening dezelfde techniek toepassen van minimaliseren, filteren en versterken van het ingangssignaal. Het geheim van het gunstige rendement schuilt in de voeding van de versterker. In de grootste voorganger van de PPP, de P1000, paste PS Audio een 200V gelijkstroomvoeding toe. Dit voltage stuurde een klasse A/B versterker aan en het resultaat was een 50 of 60Hz uitgangssignaal. Van deze 200V verspilde de versterker 50% van de gebruikte energie op een goede en nog wat meer op een slechte dag. In de PPP is er slechts 70V voorhanden om de versterker te voeden. Uiteraard vermindert dit zowel de hitte als het uitgangsvoltage substantieel. Om nu voldoende uitgangsvoltage te bekomen koppelt het ontwerp van de PPP de 70V gelijkspanningsvoeding en de versterker aan de inkomende 220-230V wisselspanning. Het resulterende vermogen is meer dan toereikend om een krachtige en schone sinusgolf voort te brengen zonder de noodzaak van een hoge voedingsspanning.
De PPP beschermt de aangesloten apparaten daarnaast ook tegen plotseling optredende spanningspieken als gevolg van blikseminslag, maar ook tegen de normale snelle en langzame schommelingen op het net ("spikes" en "surges"). Deze beveiliging bestaat uit een uitneembare en -- indien defect geraakt door blikseminslag -- vervangbare module achterop het apparaat (zie de foto hieronder).
Filtertechnologie
De PPP levert continu ruim 1500 Watt aan geregenereerd wisselstroomvermogen met een piekvermogen van 4000W (2 sec.). Het continuvermogen ligt 50% hoger dan zijn voorganger, de P1000. Dit vermogen wordt afgegeven met een thermisch rendement van 85%. In de praktijk wordt de PPP niet of nauwelijks warm (een P1000 kon desgewenst ook gebruikt worden als bijverwarming van een kleine ruimte), maar er is voorzien in stille, geforceerde koeling, die bij hoge belasting automatisch in werking zal treden.
Het apparaat biedt vijf verschillende zogenaamde IsoZones. Elke IsoZone is een kleurgecodeerde contactdoos aan de achterzijde van de PPP. IsoZones zijn volledig van elkaar gescheiden en voorkomen daarmee onderlinge besmetting. PS Audio adviseert om digitaal, analoog, beeld/video en eindversterking op verschillende IsoZones aan te sluiten om beïnvloeding te voorkomen. Je zou dus kunnen zeggen dat je vijf volledig gescheiden, schone en dedicated audiogroepen ter beschikking hebt.
De Iso Zones
De IsoZones kunnen d.m.v. schakelaars worden ingesteld: altijd-aan (on), geschakeld (sw) of vertraagd ingeschakeld (dly). Zie ook de foto hieronder.
Het zou volgens PS Audio een slimme manier kunnen zijn om de complete audioset in een bepaalde apparaatvolgorde in te schakelen en tegelijkertijd om bepaalde apparaten altijd aan te laten staan, onafhankelijk van de aan/uit schakelaar op de PPP.
De eindversterker of geïntegreerde versterker dient als eerste in- of uitgeschakeld te worden en pas daarna de eventuele voorversterker en de geluidsbron(nen) en die sequentie kan nu middels één druk op de powerknop van de PPP plaatsvinden. Andere gebruikers, waaronder ikzelf, geven er de voorkeur aan om voorversterker en geluidsbron altijd aan te laten staan. Via de voorop de PPP aangebrachte power-button kunnen de geschakelde of vertraagde uitgangen worden in- of uitgeschakeld, terwijl de "altijd-aan" uitgangen daar niet door worden beïnvloed en altijd geregenereerde stroom ontvangen, ongeacht de stand van aan/uit schakelaar op het front van de PPP.
Voor de thuisbioscoop is er nog voorzien in een beveiligde aansluiting voor de diverse ingangssignalen voor beeld (kabel en satelliet). Ook kan de telefoon- of modemaansluiting via de PPP beveiligd worden aangesloten.