Produkt: Checkliste für Beschallungsanlagen
Checkliste für Beschallungsanlagen
Beschallungsanlage systematisch planen - die Checkliste
Test & Messungen: Kmopakter AV-Verstärker

Extron NetPA U-Serie Verstärker mit DSP-System und Dante-Interface

Mit den neuen NetPA-Ultra Verstärkermodellen bietet Extron seine kompakten 9,5″-Verstärker der Ultra-Serie jetzt auch mit integriertem DSP-System und Dante-Interface an. Zum Test gestellt wurde der vierkanalige NetPA PA U 1004 für den Low-Z-Betrieb mit 4x 100 W an 8-Ω- oder 4-Ω-Lasten.

Extron NetPA U-Serie(Bild: Extron)

Inhalt dieses Praxistests:

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In der Medientechnik werden an vielen Stellen Verstärker benötigt. Das kann für eine einfache Sprachbeschallung sein, für die Musikübertragung im Vorder- oder Hintergrund oder auch für Multimediasysteme mit Bild und Ton. Um die angeschlossenen Lautsprecher optimal nutzen und anpassen zu können, gibt es häufig den Wunsch neben der eigentlichen Verstärkung auch Filter oder andere Funktionen zur Signalbearbeitung wie Kompressoren, Limiter etc. einsetzen zu können. Ein weiterer und immer wichtiger werdender Aspekt für die Anwender ist die Möglichkeit der Vernetzung via Ethernet, so dass von einer zentralen Stelle aus ohne direkten Zugriff auf die Hardware alle Gerate eingestellt und überwacht werden können. Da auch die Zuspielung der Audiosignale meist nicht nur lokal geschieht, sondern als eine Auswahl aus vielen Quellen, ist der weitere Schritt zur Audioübertragung via Netzwerk dann nicht mehr so groß. Das alles bieten die NetPA-Verstärker von Extron mit DSP-System und Dante-Interface. Neu ist jetzt die Kombination der NetPA-Technik mit der Ultra-Verstärker-Serie. Deren Modelle wurden Anfang letzten Jahres schon vorgestellt und erschienen zunächst noch ohne DSP und Netzwerk-Interface als XPA Ultra-Modelle. Mit der NetPA Ultra-Serie bietet Extron jetzt die Kombination aus beidem an.

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NetPA Ultra-Serie

Ein umfassender Testbericht der Ultra-Verstärkerserie erschien bereits in der Professional System, Ausgabe 1/2020, der im Fazit mit der Perspektive endete, dass genau die jetzt erschienene Kombination mit der NetPA-Technik für viele Anwendungen wünschenswert wäre. Die eigentliche Verstärkertechnik betreffend bleibt es bei dem, was man schon aus der Ultra-Serie kennt. Alle Verstärker aus der NetPA Ultra Serie sind 9,5″-Gerate mit 1 HE Bauhöhe und einer lüfterlosen passiven Kühlung. Aktuell gibt es die beiden Basismodelle NetPA U 1002 und 1004 mit 2× 100 W und mit 4× 100 W, die es dann wiederum in einer Low-Z-Ausführung oder für 70V- bzw. 100V-Systeme gibt – ebenfalls, wie man es schon aus der Ultra-Serie kennt. Neu hinzugekommen sind die Modelle NetPA U 2002 SB und NetPA U 8001 SUB. Das Modell 2002 SB liefert maximal 2× 200 W an 4 Ω oder 8 Ω oder gebrückt 400 W an 8 Ω oder 16 Ω. Ebenso stehen die 400 W im gebrückten Modus für 70V- oder 100V-Systeme zur Verfügung. Speziell für den Betrieb mit Subwoofern ausgelegt ist das einkanalige Modell 8001 mit 800 W Leistung an 8 Ω. Zum Test gestellt wurde der NetPA U 1004, der mit 4x 100 W für niederohmige Lautsprecher mit 4 Ω oder 8 Ω wohl das meistgefragte Modell sein durfte und sich für Anwendungen vom Konferenzraum über Klassenraume bis hin zur Hotelbar anbietet.

Bild 01: Frontansicht des NetPA U 1004, wie man sie auch schon von den XPA Ultra Modellen kennt.
Bild 02: Rückseite des NetPA U-1004 mit Netzwerk-Interface und vier analogen symmetrischen Line-Pegel-Ausgängen zum Anschluss weiterer Geräte.
Bild 03: Innenansicht des NetPA U-1004 mit der DSP- und Netzwerkplatine über den eigentlichen Endstufen. Im rechten Drittel befindet sich das Netzteil, oben am Rand das Netzfilter.
ABB. 01: Blockschaltbild des DSP-Systems, wie es in der zugehörigen PC-Software erscheint. Es gibt jeweils acht Ein- und Ausgänge, die durch eine komplette Mixer-Matrix verknüpft werden.
ABB. 02: Der Dante Controller zeigt den NetPA mit je vier Ein- und Ausgängen im Netzwerk an.
Gain 0 dBFS Noise  
dB entspricht dBFS dBFS(A)
0 +22 dBu –104 –106,5
20 +2 dBu –104 –106,5
40 –18 dBu –99,5 –101,6
60 –38 dBu –80,5 –82,6

TAB. 01: Aussteuerungsgrenze und Störpegel in Abhängigkeit vom Gain-Wert. Der Wert des Equivalent Input Noise (EIA) beträgt –118,5 dBu.

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DSP-System

Schwerpunkt dieses Artikels ist das neue DSP-System mit seinen umfangreichen Funktionen, da die Endstufen und deren Netzteile bereits im Testbericht der XPA Ultra-Serie (Ausgabe 1/2020) ausführlich vorgestellt wurden. Zur Konfiguration des DSP-Systems gibt es die DSP-Configurator-Setup-Software von Extron. Der Zugriff auf den DSP erfolgt über die Ethernet-Schnittstelle, die gleichzeitig auch die Schnittstelle für das Dante-Netzwerk bereitstellt. Der NetPA U 1004 erscheint in der Software mit seinem Blockschaltbild (ABB. 01). Hier finden sich vier analoge und vier Dante-basierte Eingange. Die analogen Eingange verfugen über Preamps mit einem weiten Gain-Bereich von –18 bis +60 dB. In allen Eingangswegen gibt es je eine Filterbank mit drei Filtern, einen Compressor/Limiter und eine Ducker/Adaptive Gain-Funktion sowie ein digitales Gain. Ähnlich sieht es auf der Ausgangseite aus, wo es auch acht Kanale gibt. Vier steuern direkt die internen Endstufen an, die weiteren vier gehen auf analoge Line-Pegel-Ausgange und sind parallel dazu auch auf den vier Dante-Ausspielwegen im Netzwerk verfügbar. Das Processing in den Ausgängen besteht aus Gain, Delay, einem Compressor/Limiter und einer Filterbank mit neun Filtern.

Blockschaltbild im DSP-Configurator-Setup
ABB. 01: Blockschaltbild des DSP-Systems, wie es in der zugehörigen
PC-Software erscheint. Es gibt jeweils acht Ein- und Ausgänge, die
durch eine komplette Mixer-Matrix verknüpft werden.
(Bild: Anselm Goertz)

Die Ein- und Ausgänge werden über eine 8×8-Mixer-Matrix miteinander verknüpft. Der DSP bietet somit weit mehr als nur einfache Controller-Funktionen für die angeschlossenen Lautsprecher. Uber die zusätzlichen analogen Ausgänge können weitere Verstärker ohne eigenes Processing angesteuert werden. Die Eingänge können auch für die direkte Zuspielung von Mikrofonsignalen zu den internen Verstärkern oder ins Netzwerk genutzt werden. Nehmen wir als einfaches Beispiel ein kleines Konferenzzentrum mit mehreren Raumen, wo sich in jedem Raum ein NetPA U Verstärker befindet. Dann können diese mit ihren vier Kanälen die Lautsprecher im jeweiligen Raum inklusive einer oder mehrerer Delay-Lines versorgen. Die analogen Eingänge nehmen alle Signale für die Zuspielung entgegen. Falls noch ein zusätzlicher Subwoofer mit eigenem Verstärker im Einsatz ist, dann kann dieser über die analogen Line-Pegel Ausgange auch noch versorgt und gefiltert werden. Gleichzeitig können auch noch Signale aus der Zentrale oder aus anderen Räumen über das Dante-Netzwerk übertragen werden. Mit nur wenigen, leicht zu konfigurierenden Geraten lasst sich so bereits ein richtiges Konferenzsystem aufbauen.

NetPA U 1004 im Dante Controller
ABB. 02: Der Dante Controller zeigt den NetPA mit je vier Ein- und Ausgängen im Netzwerk an. (Bild: Anselm Goertz)

Für das Dante-Interface mit einer einfachen Ethernet-Schnittstelle verwendet man in den NetPA U-Verstärkern den UltimoX4-Chip von Audinate, der je vier Ein- und Ausgange zum Dante-Netzwerk zur Verfügung stellt. ABB. 02 zeigt dazu ein einfaches Beispiel, wie mit der Dante Controller-Software der NetPA U mit dem APx555-Messsystem verbunden ist. Das Messsystem kommuniziert mit dem zugehörigen PC via USB, der über die Dante Virtual Soundcard (DVS) den Zugang zum Dante-Netzwerk ermöglicht.

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ADC, Preamp und DAC

Die vier analogen Eingänge des NetPA U 1004 sind symmetrisch ausgeführt und mit Vorverstärkern ausgestattet, die auch den Anschluss von Mikrofonen ermöglichen. In der Einstellung mit 0 dB Gain betragt die Eingangsempfindlichkeit fur 0 dBFS Vollaussteuerung auf der digitalen Seite +22 dBu am analogen Eingang. Das Gain lasst sich in 1-dB-Schritten bis auf maximal +60 dB erhöhen, wo Vollaussteuerung dann schon bei –38 dBu erreicht wird.

Gain-Einstellung der Eingänge
ABB. 03: Gain-Einstellung für die Eingänge mit Werten von 18 dB bis +60 dB. Bei 0 dB entspricht 0 dBFS auf digitaler Seite einem Pegel von +22 dBu. (Bild: Anselm Goertz)

Für die meisten Mikrofone ist das mehr als hinreichend. Die Gain Einstellung lasst auch unterhalb von 0 dB noch Werte bis –18 dB zu, wo die Empfindlichkeit dann zumindest rechnerisch +40 dBu betragt. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die –18 dB nur über ein digitales Gain eingestellt werden und nicht über ein PAD, wie man es sonst von Mischpulteingängen kennt. Die Aussteuerungsgrenze bleibt unabhängig von der Einstellung bei +22 dBu. Höhere Pegel fuhren zur Übersteuerung, was in der Praxis aber vermutlich nur selten oder gar nicht vorkommen durfte, da die +22 dBu dem typischen maximalen Line-Pegel entsprechen.

Wirklich vermissen durfte manche Anwender jedoch die fehlende Phantomspeisung an den Eingängen, die für fast alle Mikrofone, mit Ausnahme einiger dynamischer Modelle, benötigt wird. Als Grund wird bei Extron genannt, dass man mit der Phantomspeisung die Energy-Star-Konformität nicht mehr hatte erfüllen konnte. Das mag sein und ist natürlich auch lobenswert, führt aber auf der anderen Seite dazu, dass dann für jedes Mikrofon mit Phantomspeisung ein separater Speiseadapter eingesetzt werden muss, der auch wieder ein eigenes Netzteil benötigt und dann in der Summe aus energetischer Sicht u. U. sogar ungünstiger ist als ein Verstärker mit eigener Phantomspeisung. Mochte man andersherum argumentieren, dann konnte man anfuhren, dass vielleicht in 80 % der Falle gar keine Phantomspeisung an den Eingängen benötigt wird, weil ohnehin nur Funkmikrofone eingesetzt werden, und dann ist die Losung ohne fest eingebaute Phantomspeisung wieder günstiger.

THD+N und THD an den Eingängen
ABB. 04: THD+N (durchgezogene Linien) und THD (gestrichelt) in Abhängigkeit vom Eingangspegel (x-Achse) bei 0, 20, 40 und 60 dB Gain. Exemplarisch gemessen für Eingang 1
(bl) und 2 (rt).
(Bild: Anselm Goertz)

Interessanter wird es bei den Messwerten, da sich die Mikrofon-Preamps an einer hoch sensiblen Stelle im Signalweg befinden, wo von einem sehr kleinen Mikrofonpegel auf Line-Pegel-Niveau hochverstärkt werden muss. ABB. 04 zeigt dazu Messungen von THD+N und THD in Abhängigkeit vom Eingangspegel für Gain-Einstellungen von 0, 20, 40 und 60 dB. Dort, wo die Kurven steil nach oben abknicken, liegt die Austeuerungsgrenze für 0 dBFS auf digitaler Seite. Selbst bei maximaler Verstärkung von 60 dB wird noch ein THD von –90 dB (=0,003 %) erreicht.

Da nicht nur der Verzerrungswert im Ganzen wichtig ist, sondern auch die Zusammensetzung der Verzerrungen, zeigt ABB. 05 das FFT-Spektrum 3 dB unter Vollausteuerung für einen 1-kHz-Sinus. Dominant sind k2 und k3 und noch ein wenig k4. Alle höheren Harmonischen liegen unterhalb von –120 dB und sind damit völlig vernachlässigbar. Auch k2 und k3 liegen mehr als 100 dB unterhalb der Grundwelle, was keiner weiteren Diskussion bedarf.

FFT-Spektrum am EIngang
ABB. 05: FFT-Spektrum bei 0 dB Gain und +19 dBu Eingangspegel (Bild: Anselm Goertz)

Neben den Verzerrungen ist der Störabstand (S/N) noch ein wichtiger Aspekt für Mikrofoneingange. Dieser lasst sich für den Preamp inklusive des zugehörigen ADCs leicht ermitteln, indem man den Eingang mit einem definierten Widerstand (hier 200 Ω) abschließt und dann auf digitaler Seite den verbleibenden Störpegel als linear oder A-bewerteten Summenpegel misst. Der so ermittelte Wert entspricht auch direkt dem S/N, da die Bezugsgrose fix immer 0 dBFS ist.

Auch beim Störsignal gilt es, einen Blick auf das FFT-Spektrum (ABB. 06) zu werfen, da einzelne monofrequente Anteile wesentlich störender auffallen können als ein breitbandiges, gleich verteiltes Weises Rauschen. Auch hier verhalt sich der NetPA U vorbildlich. Bis auf eine vernachlässigbare kleine Linie bei 50 Hz in der Einstellung für 60 dB Gain zeigen die FFT-Spektren nur fein verteiltes Rauschen.

FFT-Spektrum des Störanteils am Eingang
ABB. 06: FFT-Spektrum des Störanteils bei 0 dB Gain (bl, rt) und bei +60 dB Gain (rs, gr). Der S/N beträgt 104 dB bzw. 80,5 dB. (Bild: Anselm Goertz)

Nachdem die maximal acht Eingangssignale (4× analog und 4× via Dante) das interne Processing und die Mixer-Matrix durchlaufen haben, stehen wiederum acht Ausgangswege zur Verfugung. Vier davon speisen direkt die vier Endstufen im NetPA U 1004 und sind ansonsten nach außen nicht verfügbar. Die weiteren vier Ausgange sind als analoge symmetrische Line-Pegel-Ausgange herausgeführt und stehen parallel auch im Dante-Netz zur Verfügung.

Für die Ausgangsseite mit DAC und zugehöriger analoger Ausgangsstufe lassen sich vergleichbare messtechnische Kriterien wie auf der Eingangsseite ansetzen. Die Verzerrungswerte fallen mit –95 dB auch hier sehr gut aus. Der maximale Ausgangspegel betragt +22 dBu und ist damit auf jeden Fall hinreichend für alle nachfolgenden Gerate. Der Störpegel am Ausgang betragt linear bewertet –85,6 dBu und A-bewertet –88,2 dBu, woraus sich ein sehr guter S/N von 110 dB errechnet.

ABB. 07: THD+N (durchgezogene Linien) und THD (gestrichelt) in Abhängigkeit vom Eingangspegel (x-Achse) für den DAC mit Ausgangsstufe. Der maximale Ausgangspegel beträgt +22 dBu. Für die Messung wurde ein digitales Gain von 3 dB eingestellt.
ABB. 08: FFT-Spektrum bei +19 dBu Ausgangspegel
ABB. 09: FFT Spektrum des Störanteils am Ausgang mit 85,6 dBu

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Filter

Neben den Gain-, Delay- und Mischer-Funktionen im DSP des NetPA U 1004 stehen dem Anwender in jedem Ein- oder Ausgangsweg diverse Filter und die Signaldynamik beeinflussende Funktionen zur Verfügung. ABB. 10 zeigt das User-Interface für die Filter in den Ausgängen. Neben voll parametrischen Bell-Filtern gibt es Hoch- und Tiefpassfunktionen und Shelving-Filter, die hier mit Treble und Bass benannt sind. Alle Filter können von 20 Hz bis 20 kHz durchgestimmt werden, das Gain betragt maximal ±12 dB.

Filtereinstellungen in der DSP-Configurator Software
ABB. 10: Filtereinstellung in den Ausgangskanälen mit je neun frei konfigurierbaren Filtern (Bild: Anselm Goertz)

Die Spannweite der Einstellmöglichkeiten für die Bell-Filter ist in ABB. 11 dargestellt. Die Filtergute kann zwischen 0,70 und 15 variiert werden, womit von einer breitbandigen Anpassung bis hin zu scharfen Notches alles möglich ist. Der obere Teil in ABB. 11 zeigt ein Bell-Filter mit 12 dB Gain und einer Güte von 1, das in der Frequenz von 20 Hz bis 20 kHz variiert wird. Bis ca. 10 kHz bleibt die Filterkurve unverändert. Bei noch höheren Frequenzen kommt es durch die Annäherung an die halbe Abtastrate bei 24 kHz zu einer Stauchung der Kurve. Dieser Effekt entsteht durch die Transformation der Filterfunktion aus der analogen Welt mit einer rechnerisch unendlichen Frequenzachse in die digitale Welt, wo die Frequenzachse bei der halben Abtastrate endet. Die Stauchung der Filterkurve bedeutet jedoch keine Verschlechterung der Audioqualität, sondern lediglich eine Abweichung von der bekannten analogen Filterfunktion. Mochte man das vermeiden, dann bietet sich entweder eine höhere Abtastrate, z. B. von 96 kHz, an oder die Kurve wird rechnerisch korrigiert.

Bell-Filter
ABB. 11: Filterfunktionen der Bell-Filter mit einem Gain von maximal ±12 dB für Frequenzen von 20 Hz bis 20 kHz und einer Güte Q von 0,707 bis 15. Die oberen Kurven weisen bei hohen Frequenzen nahe der halben Abtastrate eine Stauchung der Filterkurve auf. (Bild: Anselm Goertz)

Beides hat bei Mischpulten in der Musikproduktion eine gewisse Relevanz das Einstellgefühl betreffend. Im Falle des NetPA, wo in Installationen ein Filter einmal eingestellt und dann nicht mehr verändert wird, ist das jedoch nicht von Bedeutung.

Die Hoch- und Tiefpassfilter (ABB. 12) beschränken sich auf einfache Butterworth- und Linkwitz-Riley-Funktionen mit 6 und 12 dB/Oct Steilheit. In der Regel ist das hinreichend. Nur für die Trennung von Subwoofern wurde man sich evtl. noch steilere Filter mit 24 dB/Oct wünschen. Wer sich ein wenig mit Filtern auskennt, kann sich diese aber auch aus zwei 12 dB/Oct Filtern zusammensetzen. Die Eckfrequenzen können auch hier frei von 20 Hz bis 20 kHz eingestellt werden.

Butterworth und Linkwitz-Riley Filter
ABB. 12: Ein kleines Angebot mit Hoch- und Tiefpassfilter. Es stehen Butterworth-Filter mit 6 und 12 dB/Oct und Linkwitz-Riley-Filter mit 12 dB/Oct zur Auswahl; hier exemplarisch für eine Eckfrequenz von jeweils 1 kHz. (Bild: Anselm Goertz)

Die Shelving-Filter (ABB. 13) werden gerne auch als einfache Klangsteller eingesetzt, womit sich auch die Bezeichnung mit Treble und Bass erklärt. Typischerweise wurde man solche Filter auf der User-Oberflache platzieren, wo dann der Anwender schnell und einfach etwas einstellen kann, wenn die Musik zu dünn oder der Sprecher zu dumpf klingt. Welche Art von Shelf mit 6 oder 12 dB/ Oct Steilheit man auswählt und welche Frequenzen passende sind, probiert man am besten vor Ort bei der Installation aus. Das Gain betragt maximal  ±12 dB. Die eingestellte Frequenz ist immer dort, wo die Hälfte des Gain-Wertes in dB erreicht wird.

High- und Low-Shelf Filter
ABB. 13: High- und Low Shelf mit 6 und 12 dB/ Oct Steilheit und einem Gain von maximal ±12 dB; hier exemplarisch für Eckfrequenzen von 200 Hz und 2 kHz. (Bild: Anselm Goertz)

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Dynamik-Prozessoren

Dynamik-Funktionen im Signalweg haben eine wichtige Rolle in allen Anlagen, wo Signale live eingespielt oder eingesprochen werden. Mit anderen Worten dort, wo nicht immer vorhersehbar ist, wie laut ein Signal wird. Ein Mikrofon am Rednerpult wird mal aus einem halben Meter Abstand und auch noch außerhalb der Hauptachse leise besprochen und ein anderes Mal mit lauter Stimme aus kurzer Distanz, wo es dann durchaus zu Pegelunterschieden von 20 dB oder mehr kommen kann. Diese Pegelsprunge mochte man den Zuhörern nicht zumuten. Um solche Extreme direkt abzufangen, legt man einen Kompressor in den Eingangsweg, der ab einem bestimmten Schwellwert beginnt, das Gain zu reduzieren. Eingestellt wird der Kompressor über seine Parameter Threshold (Schwellwert), Ratio (Verhältnis der Kompression), Attack (Ansprechzeitkonstante), Hold (Haltezeit nach einem Ereignis) und Release (Ruckstellzeitkonstante). Das Fenster zur Einstellung mit allen Parametern und einer anschaulichen Kennlinie zeigt ABB 14. Wählt man die Einstellung Limiter, dann wird der Ratio-Wert fest auf ∞:1 gesetzt.

ABB. 14: Einstellung der Compressor/Limiter Funktionen im DSP. Der Limiter (rechts) begrenzt das Ausganssignal hart. Der Kompressor (links) reduziert dagegen nur das Gain in einem mit Ratio definierten Verhältnis.

Die Limiter-Funktion wird primär in den Ausgängen zum Schutz der Lautsprecher und zur Vermeidung von Übersteuerungen der Verstärker benötigt. In ABB. 15 ist die Wirkungsweise des Limiters im NetPA dargestellt. Zwei weitere noch zu erwähnende Funktionen in den Eingangskanälen sind der Ducker und das Adaptiv Gain. Beide werden im Unterschied zum Kompressor oder Limiter nicht durch ihr eigenes Signal (Target) gesteuert, sondern durch das Signal auf einem anderen Kanal (Source). Die Wirkungsweise des Duckers zeigt ABB. 16. Für den ersten Kanal (Target, rote Kurve oben) liegt ein Signal an. Sobald auf dem zweiten Kanal (Source, blaue Kurve unten) ein anderes Signal einen bestimmten Schwellwert überschreitet, wird der erste Kanal um einen einstellbaren Wert heruntergeregelt. Wie auch für den Kompressor gibt es für den Ducker die Parameter Attack, Hold und Release.

ABB. 15: Wirkungsweise des Limiters: Unten das Eingangssignal (bl) mit einem Grundpegel von -30 dB und einem Pegelsprung von +20 dB von 1 s bis 3 s. Der Limiter reagiert und reduziert dann den Pegel mit einer Attack-Zeitkonstanten von 100 ms auf den Threshold von 30 dB. Nach dem Ende des Bursts vergeht zunächst die 500-ms-Hold-Zeit, bevor mit einer Zeitkonstanten von 200 ms das Release erfolgt.
ABB. 16: Ducker Funktion: Der Ducker agiert ähnlich einem Kompressor, mit dem Unterschied, dass das Steuer-Signal für den Kompressor von einem anderen Kanal, dem Source-Kanal, kommt. Oben das Signal des komprimierten Target Kanals (rt) und unten das Steuersignal auf dem Source-Kanal (bl).
ABB. 17: Adaptiv Gain Funktion: Das Adaptiv Gain ist vergleichbar dem Ducker. Hier wird jedoch das Target-Signal (rt) nicht komprimiert, sondern verstärkt, sobald das Source-Signal (bl) einen Schwellwert überschreitet.

Ein typischer Einsatz wäre es z. B. für die Zeitspanne einer Ansage auf dem Source-Kanal, ein Musiksignal, das auf dem Target-Kanal lauft, automatisch im Pegel abzusenken. Ein Source-Kanal kann dabei mehrere Target-Kanale steuern, und ein Target-Kanal kann von mehreren Sources beeinflusst werden. Das Source-Signal selbst durchlauft auf seinem Kanal den Ducker unvermindert.

Im Prinzip sehr ähnlich verhalt sich das Adaptiv Gain, nur mit umgekehrter Wirkung für den Target-Kanal. Übersteigt der Signalpegel auf dem Source-Kanal den Schwellwert, dann wird das Gain im Target-Kanal angehoben. Eine mögliche Anwendung wäre es z. B., ein Störpegelmikrofon am steuernden Source-Kanal anzuschließen, so dass der Pegel des auf dem Target-Kanal laufenden Signals beim Überschreiten eines bestimmten Störpegels automatisch angehoben wird. Ein Source-Kanal kann dabei mehrere Target-Kanale steuern.

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Class-D-Endstufen und Everlast Netzteile

Details zu den Endstufen und den speziellen Everlast Netzteilen wurden bereits im Testbericht der Ausgabe 1/2020 von PROFESSIONAL SYSTEM ausführlich erläutert. An dieser Stelle soll es daher nur eine kurze Zusammenfassung geben.

Aufgebaut sind die Endstufenkanale basierend auf einem speziellen Class-D-Treiber-Baustein, der in der Leistungsstufe je zwei FETs ansteuert. Die Treiberausgange sind komplett isoliert zum Rest des Bausteins aufgebaut und können daher auch Leistungsstufen mit sehr hoher Versorgungsspannung direkt ansteuern. Der Aufbau ist somit einfach und flexibel. Benötigt werden ein Modulator, der das PWM-Signal aus dem Audiosignal generiert, der vorab genannte Treiberbaustein und noch zwei Leistungs-FETs für die Ausgangsstufe. Welchen Spannungsbereich man damit für den Ausgang abdecken mochte, lasst sich dann über die Versorgungsspannung aus dem Schaltnetzteil einstellen. Um das Ausgangssignal der Class-D-Endstufe verwertbar zu machen, bedarf es dann noch eines Tiefpassfilters am Ausgang, das als Rekonstruktionsfilter die HF-Anteile aus dem Signal herausfiltert.

Hinter dem Tiefpassfilter steht dann das Audiosignal wieder zur Verfügung. Die Funktion ist vergleichbar mit der eines DA-Umsetzer nur in diesem Fall für hohe Ausgangsleistungen. Für das Tiefpassfilter verwendet Extron eine eigene patentierte Schaltung, genannt CDRS, die HF-Anteile im Signal besonders gut unterdruckt und somit das Umfeld unter EMV-Aspekten nur wenig stört.

Bei den Netzteilen für die Ultra Modelle kommt wie bei den meisten anderen Geräten und externen Netzteilen von Extron eine Eigenentwicklung mit der Bezeichnung „Everlast“ zum Einsatz. Der Name „Everlast“ ist hier als Anspielung zum Thema Betriebssicherheit zu sehen. Da den Netzteilen in allen elektronischen Geräten eine zentrale Aufgabe zukommt, bleibt ein Ausfall meist nicht ohne ernsthafte Folgen. Für den harten 24/7-Einsatz wollte man sich daher bei Extron nicht auf die weit verbreiteten Standardnetzteile verlassen und entwickelte als Konsequenz daraus die eigenen Everlast Netzteile.

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Messwerte Endstufen

In der Testreihe vor einem Jahr wurden die achtkanaligen Modelle der XPA U-Serie mit 8×35 W und die zweikanaligen mit 2x 100 W vorgestellt und gemessen. Die Version mit 4x 100 W war seinerzeit nicht im Testfeld vertreten. Daher werden hier noch zwei der wichtigsten Messergebnisse zur Endstufe vorgestellt, obwohl das Schwergewicht dieses Tests auf dem NetPA DSP-Modul liegt.

ABB. 18 zeigt an einer 4× 8 Ω Belastung der Endstufe die Verzerrungswerte in Abhängigkeit von der Ausgangsleistung gemessen bei Frequenzen von 100 Hz, 1 kHz und 6,3 kHz. Die Clip-Grenze liegt unabhängig von der Frequenz exakt bei 100 W. Zusammengefasst zeigt die Messung, dass die Verzerrungen abhängig von der Frequenz ansteigen, so dass bei 100 Hz Werte von –80 bis –70 dB erreicht werden und bei 1 kHz von –70 dB bis –65 dB. Bei 6,3 kHz liegen die THD-Werte dann teilweise bei –50 dB und noch etwas darüber. Die Angabe aus dem Datenblatt mit 0,1 % (–60 dB) THD bei 1 kHz 3 dB unter Vollaussteuerung (50 W) wird um einige dB übertroffen. Der schwankende und etwas höhere Verlauf der 6,3-kHz-Messung ist typisch für Class-D-Verstärker und durfte seine Ursache in der PWM-Modulation haben.

Verzerrungswerte in Abhängigkeit der Leistung
ABB. 18: Verzerrungswerte (THD+N) für Kanal 1 (bl) und 2 (rt) in Abhängigkeit von der Leistung (x-Achse) für eine Last von 4x 8 Ω gemessen bei 100 Hz (gestrichelt), bei 1 kHz (durchgezogen) und 6,3 kHz (gepunktet). (Bild: Anselm Goertz)

Die Leistungsmessung der NetPA U 1004 erfolgte für eine Last von 4× 4 Ω und von 4× 8 Ω. Da die Ergebnisse die Leistungswerte betreffend sehr ähnlich ausfielen, werden diese nur für 4x 8Ω in ABB. 19 aufgeführt. Der 2-Ω-Betrieb ist nicht vorgesehen.

Leistungswerte für verschiedene Signaltypen
ABB. 19: Leistungswerte der NetPA U 1004 an 8 Ω pro Kanal bei gleichzeitiger Belastung aller Kanäle. Werte für verschiedene Signaltypen. (Bild: Anselm Goertz)

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Fazit

Mit den NetPA-Modellen baut Extron seine Ultra-Verstärker-Serie um insgesamt acht weitere Geräte aus. Das sind die beiden Basismodelle NetPA U 1002 und NetPA U 1004 mit 2x 100 W sowie 4× 100 W Ausgangsleistung, die es wiederum in einer Low-Z-Ausführung oder für 70V- bzw. 100V-Systeme gibt. Unlängst noch neu hinzu gekommen sind die beiden Modelle NetPA U 2002 SB und NetPA U 8001 SUB mit 2× 200 W und 1× 800 W für den Low-Z-Betrieb.

Der große Unterschied der NetPA-Variante zu den bisherigen XPA-Modellen der U-Serie liegt im integrierten DSP-System und dem Dante-Interface. Die kompakten Verstärker sind dadurch viel mehr als nur ein Verstärker. Mit vier analogen Eingängen inklusive Mikrofon-Preamps und zusätzlichen vier analogen Line-Pegel-Ausgängen, die allesamt inklusive der Dante Kanale und der internen Endstufen über eine Mix-Matrix und reichlich DSP-Funktionen miteinander verbunden sind, steckt in dem kleinen 9,5″-Gerat jetzt die komplette Ausstattung für eine kleine Beschallungsanlage inklusive Vernetzung zu anderen Geräten, Raumen oder Zentralen. Zusammen mit den schon bekannten Vorzügen der U-Serie wie geringer Energieverbrauch, gute Schutzschaltungen, passiv gekühltes komplett geschlossenes und kompaktes Gehäuse und noch einiges mehr, wird daraus ein ideales Tool für kleine und dezentral aufgebaute Installationen aller Art.

Extron gibt für das hier vorgestellte Modell NetPA U 1004 eine netto UVP von 1.470,– € zzgl. MwSt. an.

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Produkt: Professional System 04/2020 Digital
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