Doodstille volledig digitale versterking
Door Marnix Bosman, HVT 3, maart 2018
Zonder een versterker geen audio. Ondanks de genadeloze digitalisering is dit onderdeel van de audioketen in 99% van de gevallen nog echt analoog. Ook klasse D is niet perse digitaal maar het kan wel, getuige de NAD M32.
Ik hoor het nog steeds heel vaak zeggen en daarom nogmaals voor iedereen die het nog niet heeft begrepen. De “D” in de term “klasse D” staat niet voor Digitaal. De “D” heeft betrekking op de gebruikte versterkertopologie. Er bestaan verschillende benaderingen die allemaal worden aangeduid met een letter uit het alfabet. Klasse A, B, C, G, H, T en nog een aantal letters zijn bekende technieken binnen de audio. Bij klasse D wordt een schakelende techniek gebruikt die ondanks dat er pulsen worden gecreëerd niks met digitale audio te maken heeft. Echte volledig digitale versterkers zijn er wel maar zijn anno 2018 nog steeds heel schaars. De TacT Millennium uit 1999 was de eerste en daarna zijn er nog een aantal modellen gelanceerd door bijvoorbeeld Sharp, Lyngdorf en vrij recentelijk ook door NAD.
Om meteen een tweede misverstand uit de weg te ruimen. Ik praat hier echt over volledig digitale ontwerpen. Dus ook versterkers die intern zijn voorzien van een D/A-converter gevolgd door een ‘klassieke’ analoge versterker noem ik geen digitale versterker. Bij een ‘echte’ digitale versterker is de complete signaalweg digitaal en wordt de stap naar analoog eigenlijk pas vlak voor de uitgangsklemmen van het apparaat gemaakt. De TacT Millennium was een apparaat dat dat deed en de NAD M2 uit 2009 was dat ook. De M2 was de eerste NAD versterker volgens de Direct Digital methode. De M32 is de nieuwste telg op basis van deze techniek.
Direct Digital Feedback Amplifier
De M32 versterker maakt gebruik van de zogenaamde DDFA techniek (Direct Digital Feedback Amplifier) die al in 2003 werd ontwikkeld door het Engelse Zetex Semiconductors (tegenwoordig Diodes Incoporated). Deze benadering staat bij sommigen ook te boek als klasse Z. Media 2005 raakte NAD betrokken bij de ontwikkeling met als resultaat de M2 uit 2009. Na de M2 volgde de C390DD en daarnaast is ook het aan NAD gelieerde Bluesound met deze technologie aan de slag gegaan. Het hart van een DDFA versterker is een klasse D type versterker die in feite niet anders is dan een ‘normale’ klasse D versterker. Bij klasse D wordt het (analoge) ingangssignaal omgezet naar een puls gemoduleerd (PWM) signaal en vervolgens versterkt. Middels een laagdoorlaat filter vlak voor de uitgangsklemmen reconstrueer je vervolgens het analoge signaal voor de luidsprekers. Bij de DDFA benadering wordt het digitale (PCM) ingangssignaal direct omgezet naar zo’n PWM signaal en vervolgens versterkt. Op deze manier blijft het hele traject van ingang tot uitgang dus in het digitale domein. Zetex heeft voor dit traject een speciale chipset ontwikkeld waarbij het traject is opgedeeld in twee stappen. De eerste chip organiseert de omzetting van PCM naar PWM. Het PWM signaal wordt gebruikt voor de aansturing van de eindtrap. Naast de PCM naar PWM modulator heeft deze controller ook een DSP aan boord waarmee bijvoorbeeld het volume in het digitale domein wordt geregeld. De DSP hanteert een heel hoge resolutie (35-bit) waardoor bij alle volumeniveaus de ingangsresolutie van 24-bit behouden kan blijven. De DSP biedt daarnaast ook EQ mogelijkheden maar dat is voor de werking van het DDFA in principe niet van belang. De klasse D uitgangstrap in de M32 is in feite niet anders dan de eindtrap van andere klasse D ontwerpen. De opzet is simpel en uiterst compact en weinig indrukwekkend. Het flinke koellichaam wordt nauwelijks warm en zo hoort het ook bij een klasse D ontwerp waarvan het rendement doorgaans 90% of meer is. Het geheel wordt gevoed uit een schakelende voeding waarvoor eigenlijk hetzelfde geldt. Bij klasse D techniek kun je aan de gebruikte componenten en de afmetingen niet zomaar de kwaliteit aflezen. Bij klassieke analoge versterkers waren dikke ringkern trafo’s en grote bufferelco’s een teken van kwaliteit. Bij DDFA werkt dat heel anders.
