Erfahrungsbericht fis Audio PC mit FARAD SuperATX (Prototyp)

Einleitung

Jeder PC benötigt Gleichstrom (DC). Aus 230V Wechselstrom (AC) werden in der ersten Stufe meist 19V Gleichstrom (DC) erzeugt. In der zweiten Stufe werden aus diesen 19V nach dem jetzigen ATX Standard die Motherboards mit 3,3V, 5V und 12V bedient. Es gibt übrigens einen neuen Standard ATX12VO, der nur noch 12V bereitstellt. Dieses Konzept wäre für einen Audio PC schlecht, da die einfachen Schaltregler dann direkt auf dem Motherboard sitzen.

Nun gibt es natürlich viele Netzteile mit ATX Spezifikation. Diese bringen die notwendigen Molex ATX-Anschlüsse gleich mit. Die von der Computerindustrie bereitgestellte Stromversorgung sind jedoch oft Schaltnetzteile von geringer Bauteilequalität und hohem Ripple Noise. Die ATX-Kabel sind meist von dünnem Querschnitt, schlechter Materialqualität und ungenügend geschirmt. Das machen wir mit dem fis Audio PC deutlich besser.

Grundlagen

Transformator

Wirkprinzip

Ein Trafo besteht meist aus zwei oder mehr Spulen (Wicklungen), die in der Regel aus isoliertem Kupferdraht gewickelt sind und sich auf einem gemeinsamen Magnetkern befinden. Ein Transformator wandelt eine Eingangswechselspannung, die an einer der Spulen angelegt ist, in eine Ausgangswechselspannung um, die an der anderen Spule abgegriffen werden kann. Dabei entspricht das Verhältnis von Eingangs- und Ausgangsspannung dem Verhältnis der Windungsanzahlen der beiden Spulen. So wird zum Beispiel bei einem Windungsverhältnis von 20 zu 1 eine Eingangsspannung von 240 Volt in eine Ausgangsspannung von 12 Volt transformiert.

Verlustleistung

Das Problem unnötig hoher Verlustleistungen bei Linearnetzteilen tritt immer dann auf, wenn die Ausgangsspannung des verbauten Trafos für den konkreten Einsatzzweck zu hoch gewählt wurde. Dies kann bei handelsüblichen Linearnetzteilen vorkommen. Besonders dann, wenn mehrere Ausgangsspannungen gewählt werden können und sich der Auswahlbereich auch noch über den tatsächlich benötigten Wert hinaus erstreckt.

Per Schalter seine Spannungen auswählen zu können ist zwar sehr bequem. Die sehr hohe Verlustleistung macht sich jedoch mit einer hohen Abwärme bemerkbar. Da hat sich schon so manches Netzteil in „Rauch“ aufgelöst.

Diese Probleme habe ich bei FARADs linearen Netzteilen noch nie festgestellt, weshalb ich deren Produkte empfehle. Zum Beispiel hat das FARAD Super10​ für jede Ausgangsspannung ein optimiertes Modul und einen passgenauen Netztransformator und vermeidet dadurch die Nachteile einer hohen Verlustleistung über verschiedene Spannungen. Ein Spannungswechsel ist nachträglich trotzdem möglich und wird von FARAD ausgeführt.

FARAD SuperATX

Technischer Aufbau

Drei Transformatoren

Das FARAD SuperATX Netzteil hat 3x 150VA dreifach geschirmten kundenspezifischen Transformatoren. Einer für die CPU, einer für das Motherboard und einer für SSDs und Peripheriegeräte.

• Transformator 1 und Rail 1: 12V/8A CPU EPS (max. 100W TDP)
• Transformator 2 und Rail 2+3: ein volllineares 24-poliges ATX-Steckernetzteil
• Transformator 3 und Rail 4+5: Dreifache Peripherieausgänge mit 5V/3A (Gesamtsumme 7,5A) und 12V/3A (Gesamtsumme 3A). Einer der Ausgänge kann auf „always on“ umgeschaltet werden.

Weitere technische Spezifikationen

• Glättungskapazität von ca. 250.000uF. Langlebige automotive Kondensatoren mit niedrigem ESR und Hf-Choke-Pi-Filtern.
• 24x 15F Supercaps bringen eine effektive Kapazität von 17,5F bei voller Spannung. Das sind 17.500.000uF Gesamtpufferkapazität vor den endgültigen Reglern! Diese Supercaps wirken wie eine Batterie und sind in den Super3 und Super10 Netzteilen erprobt.
• Doppelte Low-Noise-Regelung mit Hf-Post-Pi-Filterung für noch geringeres Ausgangsrauschen.
• Mikroprozessorschutz an allen Spannungen (Über- und Unterspannungen, Kurzschlüsse usw.) und Kommunikation mit dem MoBo.
• Ground-Lift-Schalter und Ground-Post, vergoldete Molex-Ausgangsanschlüsse.

Die Anschlüsse

Während das FARAD Super10 Netzteil noch einen DC/ATX-Konverter benötigt, um aus 19V die drei benötigten ATX Ausgangsspannungen mit 3,3V, 5V und 12V zu erzeugen, ist das beim FARAD SuperATX nicht mehr erforderlich. Denn hier werden die Molex Stecker direkt angeschlossen.

Das Prinzipien-Bild unten verdeutlicht die Anschlüsse. Der wichtigste Anschluss ist der für die CPU, welches mit einem 8 Pin Molex Stecker realisiert wird. Für eine PCIe-Karte für USB oder LAN können 5V abgezweigt werden. 3A reichen dafür in der Regel aus. Das Motherboard wird mit allen drei Spannungen (3,3V, 5V und 12V) von einem 24 Pin Molex Stecker mit sauberen Strom versorgt.

Der Test

Testaufbau

Beim FARAD SuperATX Netzteil handelt es sich um einen Prototypen, den mir Mattijs de Vries von Farad power supplies zu Testzwecken zur Verfügung gestellt hat. Für mein Review erhielt ich kein Honorar. Ich bin jedoch Händler von FARAD Produkten. Diese Informationen dienen zur Offenlegung meiner finanziellen Interessen.

Im Bild unten ist im Vordergrund der fis Audio PC zu sehen, welches als Betriebssystem das HQPlayer OS (Linux Echtzeit Kernel) hat. Bisher wurde es von dem JCAT OPTIMO S ATX mit sauberen Strom versorgt. Für den Test wurden das 24 Pin Molex Kabel für das Motherboard und das 8 Pin Molex Kabel für die CPU getauscht.

Im Hintergrund wurde das FARAD SuperATX mit der legendären fis BF Blackmagic Netzleitung an den Reference Power Line Conditioner GigaWatt PC-4 EVO+ angeschlossen.

Probleme beim Power On / Off

Mattijs warnte mich vor, dass es bei modernen Motherboards zu Problemen beim Einschalten kommen kann. Und so war es auch bei mir. Das Motherboard quittierte die Stromzufuhr noch vor betätigen des Power On Schalters mit roten LEDs und in der Fehlercode-LED mit einer „- -“ Anzeige. Erst nach einem Reset des SuperATX konnte ich dann fehlerfrei booten.

Zu allem Unglück ließ sich der fis Audio PC anschließend nicht mehr herunterfahren. Dies wurde mit dem Fehlercode „95 – PCI Bus Request Resources“ verhindert.

Die Ursache der Power On / Off Fehler liegt lt. Mattijs darin, dass die neueren Motherboards schon im Standby eine höhere Stromstärke bei 5V verlangen. Das SuperATX liefert mit 5V/3A offensichtlich zu wenig Strom. FARAD hat bereits eine Lösung dafür und die endgültige Version wird dieses Problem nicht mehr haben.

DSD1024 ist mit leichten Modulatoren möglich

Mit dieser Einstellung (DSD1024 und dem neuen experimentellen Modulator AHM7EC5L) war der Klang traumhaft. Der Bass ist sehr sauber und geht sehr tief. Die Instrumententrennung ist sehr gut, so dass die Bühnenabbildung sensationell ist. Die Höhen würde ich als seidig beschreiben, ganz ohne Schärfen.

Ich möchte nicht unerwähnt lassen, dass von den drei Trafos keinerlei Brummen zu hören war. Das FARAD SuperATX Netzteil ist völlig geräuschlos.

Version 2.0

FARAD hat schon einige Ideen für die Version 2.0, welche eine höhere CPU Rechenlast erlauben wird.

Zusammenfassung

Ich habe mich sehr auf das FARAD SuperATX gefreut. Es zeichnet FARAD aus vor der Produkteinführung umfangreiche Tests durch Dritte durchführen zu lassen. So ist sichergestellt, dass zum Beispiel die Kinderkrankheiten mit den stromhungrigen Motherboards beim endgültigen Produkt beseitigt sind.

Das Upsampling auf DSD1024 mit leichten Filtern und Modulatoren funktioniert sehr gut und der Klang ist traumhaft. Für höhere Anforderungen an die Rechenlast ist die Version 2.0 in Arbeit.

Für den fis Audio PC ist das FARAD Super10 Netzteil weiter gesetzt, welches auskömmliche 19V/10A (rund 200W) zur Verfügung stellt.