DSP-Matrix-Mischer

Test: LD Systems Zone X 1208 D

Der DSP-Matrix-Mischer mit zwölf analogen Eingängen, acht Ausgängen, GPIO-Ports und Dante-Interface passt mit weitreichenden Möglichkeiten der Signalbearbeitung in den Ein- und Ausgangswegen und einem Auto-Mixer in Festinstallationen unterschiedlichster Art.

(Bild: Anselm Goertz)

Inhalt:

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Um digitale Matrix-Mischer erweitert LD-Systems seine Installationsprodukte: Die Modelle Zone X1208 oder X 1208 D verfügen über zwölf analoge Eingänge, acht analoge Ausgänge, GPIO-Ports und ein optionales Dante-Interface. Entwickelt wurde das Gerät beim kanadischen Hersteller Xilica in Kooperation mit LD Systems auf Basis des Solaro-FR1, um die Kompatibilität mit der Xilica-Designer-Software sicherzustellen. Im Unterschied zum Solaro hat der Zone X 1208 D jedoch eine fest definierte Hardware; Routing und Processing können jedoch über Templates variiert werden. Das Testgerät arbeitet mit einem globalen Standard-Template. Weitere Templates für spezielle Anwendungen befinden sich in der Entwicklung.

Frontansicht LD Systems x12080
Frontansicht LD Systems X1208D Die einfache und übersichtliche Front des 1-HE-Gerätes (Bild: Anselm Goertz)

Äußerlich unterscheiden sich die Geräte nur im Design der Front, der Solaro verfügt noch über ein Display und einen Inkrementalgeber. Das klingt im ersten Moment so, als hätte man ein ursprünglich flexibles Gerät jetzt in ein enges Korsett gezwängt. Das ist jedoch nicht der Fall: Der Zone X 1208 D wurde gezielt so vorkonfiguriert, wie er für typische Installationsanwendungen vermutlich in 90 % der Fälle benötigt wird. Mit zwölf Eingängen und acht Ausgängen lassen sich viele Anwendungen in Kirchen, Konferenzräumen, Gemeindehäusern, Schulen, Hörsälen und vielem mehr gut versorgen. Über das Dante-Interface können zudem mehrere Geräte verbunden und Signale mit anderen Anwendungen ausgetauscht werden.

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Was macht der Matrixmischer?

Der Kern des Zone X 1208 D ist der Matrix-Mixer, in dem alle Eingänge und Ausgänge zusammenkommen. Hier kann für jeden der acht (28 mit Dante) Ausgänge ein kompletter Mix aus allen zwölf (44 mit Dante) Eingängen eingestellt werden. Limitierung gibt es dabei keine. Ganz nach Bedarf können so individuelle Mixe für verschiedene Raumbereiche, fürs Recording, für Dolmetscher, für die Übertragung zur Zentrale und vieles andere zusammengestellt werden.

Unabhängig vom Matrix-Mixer stehen an den Dante-Ausgängen auch noch die Signale der zwölf analogen Eingänge nach deren Input-Processing zur Verfügung. Ein Abgriff vor dem Processing für das unbearbeitete Signal ist mit einem zukünftigen Template ebenfalls möglich. Ein solcher Abgriff der unbearbeiteten Signale wäre z. B. für eine Radioübertragung oder das Recording wünschenswert.

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Hardware

Äußerlich gibt sich der Zone X 1208 D als unauffälliges Gerät mit einer Höheneinheit in 19″. Bedienelemente gibt es an der Front keine. Es wird jedoch in Klartext angezeigt, ob das Gerät eingeschaltet ist, eine Netzwerkverbindung besteht oder eine Fernsteuerung aktiv ist. Die Farbe der Kanalnummer zeigt zudem an, ob ein Signal anliegt (Weiß) oder Clipping auftritt (Rot).

Rückseite des X 1208 D
Rückseite des X 1208 D Analoge Ein- (grün) und Ausgänge (blau) mit dreipoligen Terminal-Block-Klemmen (Bild: Anselm Goertz)

Wie so oft sagt eher die Rückseite mehr über die Gerätetechnik aus: Hier finden sich die farblich unterschiedenen Blockklemmen mit Anschlüssen für die analogen Ein- und Ausgänge sowie für die je acht GPI/O-Anschlüsse.

Kommunikations-Erweiterungskarte
Kommunikations-Erweiterungskarte … zwischen dem Netzanschluss und den GPIO-Anschlüssen mit einer Ethernet-Schnittstelle, einem USB-Port, einem IP-Reset-Taster sowie dem primären und sekundären Netzwerkanschluss des optionalen Dante-Interfaces (Bild: Anselm Goertz)

Zwischen dem Netzanschluss und den GPIO-Anschlüssen gelegen gibt es noch die „Kommunikations-Erweiterungskarte“ mit einer Ethernet-Schnittstelle, einem USB-Port, einem IP-Reset-Taster und dem primären und sekundären Netzwerkanschluss des optionalen Dante-Interfaces. Für die Steuerung und Programmierung des X 1208 D muss der Ethernet-Port in jedem Fall angeschlossen werden, auch wenn schon eine Dante-Verbindung besteht. Der USB-Port kommt nur für Notfälle als Recovery-Port zum Zuge, wenn eine Firmware-Wiederherstellung erforderlich wird.

Innenansicht des X 1208 D
Innenansicht des X 1208 D Auf dem Main-Board befinden sich ähnlich einem PC-Board die Slots für analoge Ein- und Ausgänge und GPIO-Anschlüsse. Die Platine oben rechts ist das Dante-Brooklyn-Modul von Audinate. Im unteren Teil des Main-Boards mittig ist die DSP-Platine aufgesteckt. (Bild: Anselm Goertz)

Wirklich interessant wird es im Innern des Gerätes. Auf den ersten Blick erinnert der Aufbau an einen PC: Es gibt ein Motherboard, auf das ein DSP-Board aufgesteckt ist, eine angedockte Netzwerkkarte mit Dante-Interface und an der Rückwand eine lange Reihe kleiner Slots: Hier sind alle Interface-Karten sortiert nach Anwendung eingesteckt. Im Zone X 1208 D ist deren Konfiguration und Anzahl fest definiert und kann vom Anwender nicht verändert werden. Im vorderen Teil des Gehäuses befindet sich ein kräftig ausgelegtes und augenscheinlich hochwertiges Schaltnetzteil aus japanischer Fertigung. Die Leistungsaufnahme aus dem Stromnetz beträgt 23 W.

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Signalverarbeitung und weitere Funktionen

Der Funktionsumfang des X 1208 D ist zweigeteilt. Neben dem Audio-Processing gibt es noch die Logik-Funktionen, mit deren Hilfe die GPIO-Ports ausgewertet und angesteuert werden. Diese können über die Logik mit weiteren Schaltern und Funktionen aus einer Fernsteuerung verknüpft und neben den GPIO-Ports auch zum Abruf von Setups genutzt werden. Über die GPIO-Ports lassen sich so in einfacher Weise z. B. Schalter für offene oder geschlossene Raumteiler anschließen, die dem Gerät mitteilen, welche Bereiche zu beschallen sind.

Der weitaus größte Teil des Funktionsumfanges beschäftigt sich jedoch mit der Audiosignalverarbeitung. Das Blockschaltbild aus der Software Xilica Designer eignet sich gut für einen ersten Überblick über die einzelnen Funktionen und die Signalführung im Gerät. Startet man die Software im Network-View, dann werden zunächst alle im Netzwerk erkannten Geräte angezeigt. Hier sind das neben Eindem X 1208 D noch zwei PCs mit Dante Virtual Soundcard, ein weiterer DSP-Controller mit Dante-Interface und ein Dante-Interface AVIO Dante AES3.

Befindet sich bereits eine Konfiguration im X 1208 D, dann kann man sich diese jetzt anzeigen lassen oder ein neues Projekt offline beginnen. Hat man ein neues Projekt erstellt und die Geräte aus dem Projekt denen im Netzwerk zugeordnet, dann kann das Projekt hochgeladen und online bedient werden.

Schauen wir uns aber zunächst das Blockschaltbild aus Abb. 01 an. Ganz links gibt es zunächst die zwölf analogen Eingänge und die 32 Kanäle aus dem Dante- Netz. Die in einem neuen Projekt zunächst nur nummerierten Eingänge können selbstverständlich beschriftet werden. Für die analogen Eingänge können die Phantomspeisung und das Preamp Gain (0…+42 dB) individuell eingestellt werden.

Screenshot Xilica Designer Software
Xilica Designer Software Abb. 01: Netzwerkübersicht (oben) und Blockschaltbild des X 1208 D; die interner Struktur der Signalverarbeitung ist fest vorgegeben. (Bild: Anselm Goertz)

Die Zuordnung der 32 Eingänge zu den im Netzwerk vorhandenen Signale kann entweder extern über den Audinate-Dante-Controller oder über den in der Designer-Software integrierten Dante-Controller erfolgen. Beides funktioniert in der für das Dante- Netzwerk bekannt problemlosen Weise. Im Audio-Input- Block laufen alle Eingänge zusammen und können dort im Pegel eingestellt, invertiert oder gemutet werden.

Zusätzlich gibt es auch noch eine Pegelanzeige, die den Wert in dBu anzeigt. Korrekter wäre an dieser Stelle die Bezeichnung dBFS, da man sich auf der digitalen Ebene befindet. Der Hintergrund dürfte sein, dass man sich an den +20 dBu für Vollaussteuerung bei 0 dB Gain im Preamp orientieren wollte. Der angezeigte Wert von +20 dBu entspricht somit immer 0 dBFS auf der digitalen Seite.

Danach folgt für alle Eingangswege das Input-Processing. Die Ausstattung ist dabei abhängig von der Art des Eingangs unterschiedlich. Die ersten sechs analogen Eingänge verfügen über Hochpassfilter, einen Feedback-Unterdrücker (AFS), einen Pre-EQ (zwei Bänder), gefolgt von einem Noise-Gate und einem Compressor sowie einem Post-EQ (vier Bänder). Die weiteren sechs analogen Eingangswege sind ebenso ausgestattet, jedoch ohne Feedback-Unterdrücker. Gleiches gilt für die ersten acht Dante-Eingänge, wo jedoch der Post-EQ entfällt. Alle anderen Dante-Wege verfügen über kein Input-Processing.

Bei den Ausgangswegen unterscheidet man zwischen denen mit analogen Ausgängen und denen, die ins Dante- Netzwerk einspeisen. Die Dante-Ausgänge verfügen über kein weiteres Processing. Für die analogen Ausgänge gibt es jeweils einen Ducker und ein Output-Processing-Modul, das alle typischen Funktion für einen Lautsprecherausgang enthält. Näheres dazu an späterer Stelle.

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Bedienung

Für die Bedienung des X 1208 D gibt es verschiedenste Möglichkeiten. Das kann in der einfachsten Form lediglich der Abruf von abgespeicherten Setups über die GPIOKontakte sein oder als anderes Extrem auch eine komplexe Mischpultoberfläche auf einem PC. Ebenfalls verfügbar sind Wall-Panels, die in ihrer Funktion von der Designer Software frei definiert werden können und über PoE mit Strom versorgt werden.

Die attraktivste Form der Bedienung lässt sich jedoch mithilfe der XTouch-App erstellen. Die App ist für alle gängigen Betriebssysteme verfügbar und macht ein Smartphone oder iPad zur Fernbedienung. Die einzige Voraussetzung ist, dass sich die Fernbedienung im gleichen Netz befindet wie der Zone X 1208 D. In der Designer- Software kann XTouch als Gerät ausgewählt und mit einem im Netzwerk vorhandenen Smartphone oder Tablet verknüpft werden.

Für den Test wurde dazu ein iPad genutzt, auf dem zunächst die XTouch-App installiert wurde. Danach tauchte das iPad umgehend in der Netzwerkliste der Designer-Software auf und konnte mit dem dortigen XTouch verknüpft werden. XTouch kann dann passend zum verwendeten Gerät konfiguriert werden. Diverse Geräte wie iPhone oder iPad oder auch ein Custom-Design sind schon in der Auswahl vordefiniert, so dass man direkt sieht, was auf den Bildschirm passt. Hintergrundbilder und eigene Icons können hier auch geladen werden.

Danach geht es sehr komfortabel weiter. Man pickt mit einem Ctrl-Klick diejenigen Elemente aus dem zu bedienende Gerät heraus, die man auf der Oberfläche haben möchte, und zieht diese einfach rüber auf die Fernbedienung. Dank eines hinterlegten Rasters gelingt die Anordnung auch sofort ordentlich und übersichtlich.

Screenshot Bedienoberfläche
Bedienoberfläche Abb. 02:… mit XTouch innerhalb kürzester Zeit für den Test auf einem iPad zusammengestellt

Abb. 02 zeigt dazu die iPad-Oberfläche mit einer Auflösung von 1.024 × 768 für ein kleines Setup, das während des Tests schnell erstellt wurde. Ist die Oberfläche fertig, dann geht man online, und schon funktioniert es. Da nicht immer alles auf der ersten Oberfläche liegen kann oder soll, lassen sich auch mehrere Ebenen (Pages) erstellen. Deren Konfiguration wird final im zu bedienenden Gerät gespeichert und ist damit immer sofort verfügbar, wenn sich die Fernsteuerung mit der XTouch-App mit dem Netzwerk verbindet.

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Input Processing

Im Input Processing des Zone X 1208 D befinden sich in dieser Reihenfolge ein Hochpassfilter, eine Feedback-Unterdrückung (AFS), ein 2-Band-EQ, ein Gate, ein Compressor und noch ein 4-Band-EQ. Abb. 03 zeigt die Funktionen in einer Zusammenstellung mit Ausnahme des AFS, dem nachfolgend ein eigener Absatz gewidmet wird.

Screenshot Input Processing
Input Processing Abb. 03: Hochpassfilter, parametrische EQs, Compressor- und Gate-Funktionen; die Parameter der Funktionen können im Design-Modus gespeichert und auch per Copy & Paste übertragen werden. (Bild: Anselm Goertz)

Bei den Filtern wäre zunächst der Hochpass im Eingang zu erwähnen, der Steilheiten bis zu 48 dB/Oct zulässt, was speziell bei tieffrequenten Störungen sehr nützlich sein kann. Die parametrischen EQs sind als Bell-Filter definiert und werden detailliert noch beim Output-Processing besprochen. Was noch bleibt, sind das Gate und der Compressor, die für viele Anwendungen substanziell wichtig sind. Beides sind sogenannte Dynamikfunktionen, wobei das Gate am unteren Ende bei sehr leisen Signalen wirkt und der Compressor am oberen Ende bei sehr lauten.

Fangen wir mit Letzterem an, dann schreitet dieser immer dann ein, wenn ein Signal zu laut wird und einen bestimmten Wert, den Threshold, überschreitet. Zusätzlich können noch Zeitkonstanten für den Einsatz (Attack) und das Nachlassen (Release) des Compressors eingestellt werden. Der Ratio-Wert gibt das Verhältnis der Kompression an. Ein Wert von 40:1 entspricht dabei annähernd einem Limiter. Eine Überschreitung des Thresholds um 10 dB würde damit auf 0,25 dB reduziert. Abb. 04 zeigt die Reaktion des Compressors mit verschiedenen Zeitkonstanten auf ein Signal mit einem Pegelsprung um +20 dB.

Diagramm Compressor Funktion
Compressor-Funktion Abb. 04: Attack- und Release-Zeitkonstanten von 1 s, 100 ms und 10 ms (v.o.n.u.); der Threshold wurde auf 0 dBu entsprechend –20 dBFS eingestellt (in Grau das Eingangssignal mit einem Pegelsprung +20 dB zwischen 1 s und 5 s). (Bild: Anselm Goertz)

Wichtig ist diese Funktion vor allem bei Signalen, deren Pegel nicht vorhersehbar ist. Mikrofone, die von lauten oder leisen Sprechern in großem oder kleinen Abstand besprochen werden, können Signale mit Pegelunterschieden von 20 dB und mehr liefern. Dadurch käme es zu extremen Sprüngen in der Wiedergabelautstärke, die man vermeiden möchte. Gleiches gilt für Line-Pegel-Eingänge, an die z. B. Referenten ihren PC anschließen, bei denen man auch nicht weiß, welcher Pegel da jetzt kommen könnte. Stellt man den Compressor mit einer langen Release Zeit ein, dann greift er direkt zu Beginn eines lauten Signales ein und reduziert dann durchgängig das Gain, bis der Pegel dauerhaft wieder zurückgeht. Der für den Compressor in dBu einzustellende Threshold orientiert sich ebenfalls wieder an den +20 dBu auf der analogen Seite für Vollaussteuerung bei 0 dB Gain im Preamp.

Geht man weiter zum Gate, dann wird hier ein dB-Wert ohne Bezug eingestellt, der sich, wie eine Messung zeigt, auf 20 dBFS bezieht. In einer vergleichenden Schreibweise zum Compressor mit Bezug auf die analoge Seite könnte man daher auch 0 dBu schreiben. D. h., stellt man den Threshold für das Gate auf –20 dB, dann greift das Gate ab –40 dBFS.

Diagramm Gate Funktion
Gate-Funktion Abb. 05: Threshold in dBFS definiert; Attack-, Hold- und Release-Zeitkonstanten sind ebenso einstellbar wie die Pegelabsenkung (Depth) durch das Gate. (Bild: Anselm Goertz)

Abb. 05 zeigt die Reaktion des Gate, wenn der Pegel unter den Threshold fällt. Für eine kurze Zeitspanne (Hold) passiert zunächst nichts, und danach zieht das Gate mit der Release-Zeitkonstanten zu. Steigt der Signalpegel wieder über den Threshold, dann öffnet das Gate mit der Attack-Zeitkonstanten. Nützlich ist diese Funktion vor allem dann, wenn man in Phasen ohne Signal den Eingang schließen möchte, um keine Störgeräusche einzufangen. Vor allem bei Mikrofonkanälen ist es wichtig, so schnell wieder aufzuschalten, dass die ersten Silben einer Ansage nicht verschluckt werden. Gate und Compressor sollten in jedem Mikrofoneingang gesetzt und sorgfältig eingestellt werden.

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Automatic Feedback Suppressor (AFS)

Unweigerlich im Zusammenhang mit Mikrofonen kommt das Thema Feedback auf. Hier verfügt der Zone X 1208 D in seinen ersten sechs Eingängen über je ein AFS-Modul (Automatic Feedback Suppressor). Der AFS analysiert dazu kontinuierlich das Signal und erkennt länger anstehende Sinustöne, die auf ein Feedback hindeuten. Ist das der Fall, dann wird ein Notch-Filter auf diese Frequenz gesetzt. Ob man nun eher mit festen oder dynamischen Filtern arbeitet, hängt von der Anwendung ab.

Für Mikrofone an einer festen Position wird man in der Regel die meisten Filter fest einstellen und noch zwei oder drei dynamische Filter vorsehen. Bei bewegten Mikrofonen sind dagegen mehr dynamische Filter empfehlenswert. Grundsätzlich sollte man jedoch nicht zu hohe Erwartungen an ein solches System knüpfen, was sich jetzt nicht speziell auf das AFS des X 1208 D bezieht, sondern ganz allgemein gilt. Erreicht man einen Gewinn von 3 dB „Gain before Feedback“, dann ist das bereits sehr viel, wobei die 3 dB durchaus entscheidend sein können.

Eine weitere wichtige Funktion des AFS ist die der „Notbremse“, da auch eine an sich stabile Anlage ein Feedback entwickeln kann, wenn sich z. B. jemand mit einem Mikrofon ungünstig den Lautsprechern nähert.

Screenshot AFS Feedback Suppressor
AFS Feedback Suppressor Abb. 06: In den ersten sechs analogen Eingangswegen können maximal acht Notch-Filter mit variabler Tiefe und Bandbreite automatisch oder fix gesetzt werden. (Bild: Anselm Goertz)

Um den AFS zu konfigurieren, können einige Werte eingestellt werden (siehe Abb. 06). Das sind neben dem Schwellwert für die Aktivierung eines Filters die maximale Tiefe und die Bandbreite der Notches sowie die dB-Schritte für den Einsatz der Notches. Einstellbar ist eine maximale Tiefe von 40 dB, die jedoch in der Praxis nicht notwendig sein wird. Werte von 6–12 dB sind in der Regel schon hinreichend.

Diagramm Notch-Filter
Notch-Filter im AFS Abb. 07: Die Filtertiefe kann von 0 bis maximal 40 dB eingestellt werden. (Bild: Anselm Goertz)

Abb. 07 zeigt die Wirkung eines Notch-Filters bei 1 kHz mit einer Tiefe von 10, 20, 30 und 40 dB. Deutlich ist hier zu erkennen, dass ein Notch von 40 dB eine riesige Kerbe in den Frequenzgang des System schlagen würde, was dann eher kontraproduktiv wäre. Das Notch-Filter von 10 dB bleibt dagegen sehr schmal und trifft nur den kritischen Frequenzbereich. Neben der Schrittweite für den Einsatz der Notches kann auch ein Recycle aktiviert werden, womit die Filter wieder zurückgenommen werden, sobald das akute Feedback abgeklungen ist. Abb. 08 zeigt den Vorgang, wo das Notch-Filter zuerst in 12-dBStufen eingreift und dann in 6-dB-Schritten wieder zurückgenommen wird. Die Messung wurde mit einem konstant anliegenden Sinussignal und bewusst für die maximale Tiefe des Notches von 40 dB durchgeführt, um eine anschauliche Darstellung des Verhaltens zu erhalten.

Diagramm Feedback-Reaktion
Feedback-Reaktion Abb. 08: Sobald ein Feedback einsetzt und bestehen bleibt, wird ein Notch-Filter auf die Frequenz gesetzt und in Stufen (hier von jeweils 12 dB) bis zum eingestellten Maximalwert abgesenkt. Ist das Feedback abgeklungen, dann wird bei entsprechender Einstellung das Notch-Filter in 6-dB-Stufen zurückgenommen. (Bild: Anselm Goertz)

Aktuell ist es so, dass einige Parameter des AFS zwar eingestellt werden können, aber noch keine Funktion haben. Der Notch-Step- Size beträgt so unabhängig von der Einstellung im fallenden Verlauf immer 12 dB und im steigenden immer 6 dB. Die Sensitivity- Einstellung ist einstellbar, hat aber ebenfalls noch keine erkennbare Funktion. Vorsicht ist auch mit dem Recycle-Delay geboten, das offensichtlich in Bruchteilen von Stunden eingestellt wird.

Screenshot Output-Processing
Output-Processing Abb. 09: Wie die beiden Ducker-Funktionen nur für die acht analogen Ausgänge: Hier finden sich alle für die Anpassung an die angeschlossenen Lautsprecher und Endstufen notwendigen Funktionen mit einer Filterbank, Hoch- und Tiefpässen, Delay, Gain und (ganz wichtig) auch einer Compressor/Limiter-Funktion. (Bild: Anselm Goertz)

Hier zeigt sich ein kleines Manko des X 1208 D. Es gibt außer einem sehr kurz gefassten Quickstart von LD-Systems noch kein Manual zu dem in vielen Punkten doch recht komplexen Gerät. Kurzfristig soll es jedoch Videos zur Bedienung und in der V4.2 der Designer-Software auch eine ausführliche Hilfefunktion geben.

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Output-Processing

Klar strukturiert und auch ohne Hilfestellung gut bedienbar ist das Output-Processing des X 1208 D, das sich in allen acht Wegen zu den analogen Ausgängen hin befindet. Mit acht parametrischen EQs, Hoch- und Tiefpassfilter sowie Gain, Delay und Phase-Invers-Einstellungen ist hier alles vorhanden, was man im Normalfall braucht, um einen Lautsprecher vor Ort einzumessen. Hinzu kommt noch ein einfacher Limiter, mit dem man den Lautsprecher vor Überlastung oder auch eine angeschlossene Endstufen vor dem Clipping bewahren kann. Bei Bedarf wäre es mit den hier verfügbaren Funktionen auch möglich, ein Mehrwegesystem abzustimmen.

Diagramm Parametrische EQs
Parametrische Eqs Abb. 10: Einstellbereich mit einem Gain von –30 bis +15 dB und einer Bandbreite von 0,01 bis 4 Oktaven

Die Filter im Output-Processing haben ebenso wie in den Eingängen einen sehr weiten Einstellbereich für das Gain und die Bandbreite. Letztere reicht von 0,01 bis 4,0 Oktaven. Das Gain kann zwischen –30 und +15 dB variiert werden. Abb. 10 zeigt die Möglichkeiten exemplarisch für ein Filter bei 1 kHz. Wie sich die Filter in Abhängigkeit von der Frequenz verhalten, ist in Abb. 11 zu sehen. Nähert man sich der halben Abtastrate, dann werden die Filter im Kurvenverlauf gestaucht.

Diagramm Filter gleicher Bandbreite
Filter gleicher Bandbreite Abb. 11: Bandbreite von 0,71 Oct. bei Mittenfrequenzen von 20 Hz bis 20 kHz; nahe der halben Abtastrate wird die Filterkurve gestaucht. (Bild: Anselm Goertz)

Ein ernsthaftes Problem ist das nicht, nur weicht der Verlauf vom dem, was man erwarten würde, ab. Diese bei digitalen Filtern prinzipbedingte Stauchung des Kurvenverlaufs lässt sich vermeiden, wenn man mit einer höheren Abtastrate, z. B. 96 kHz, arbeitet, oder indem man den Verlauf bei der Berechnung der Filterkoeffizienten kompensiert, so dass die Filterkurve dann bis kurz vor der halben Abtastrate dem bekannten Verlauf eines analogen Filters entspricht.

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Messwerte

Ein Matrix-Mischer wie der X 1208 G befindet sich meist im „Mittelpunkt“ einer Beschallungsanlage. Alle analogen Eingangssignale, inkl. der empfindlichen Mikrofonsignale, müssen die Preamps sowie die AD-Umsetzer passieren und alle analogen Ausgangssignale die DA-Umsetzer sowie die Ausgangsstufen. Diese beiden Stellen sind daher entscheidend für die Audioqualität des Gerätes und damit auch für die Anlage im Ganzen.

Der primäre Anspruch ist es, eine hohe Signaldynamik übertragen zu können, ohne dass in leisen Passagen Rauschen oder andere Störgeräusche zu hören sind und auf der anderen Seite laute Signalspitzen nicht verzerrt oder limitiert werden. Im Extremfall kann das bedeuten, eine Signaldynamik von 100 dB oder mehr mit Reserven am oberen und unteren Ende abbilden zu müssen. Bedenkt man dann noch, dass es in einer Signalkette durch mögliche Fehlanpassungen und notwendigen Headroom schnell zu einigen dB Verlust kommen kann, dann sollten Ein- und Ausgangsstufen mindestens einen S/N von 110 dB oder mehr bieten.

Der Standard, sei es bei Endstufen, Controllern, Breakout-Boxen oder Mischern liegt jedoch eher einige dB darunter, was für die meisten Anwendungen auch hinreichend ist. Schaut man jedoch auf anspruchsvollere Aufgaben in Theatern, Konzerthäuser oder Clubs, dann reicht das u. U. nicht mehr. Neben dem Mikrofon- Preamp gilt dabei eine besondere Beachtung auch den Ausgangsstufen, da sich diese in der Signalkette direkt vor den Endstufen befinden, wo es keinen nachgelagerten Fader mehr gibt.

Dazu ein einfaches Beispiel: Der X 1208 D liefert am Ausgang maximal +20 dBu mit einem sehr guten S/N von 117 dB. Folgt danach eine ebenfalls sehr gute Endstufe, die auch einen S/N von 117 dB bietet, jedoch bei +6 dBu am Eingang bereits voll ausgesteuert ist, dann reduziert diese Fehlanpassung den noch verfügbaren S/N auf 103 dB, womit man in den meisten Fällen noch gut klarkommen sollte. Hätte die Ausgangsstufe des Matrix- Mischers jetzt aber nur ein S/N von 107 dB, dann wäre man, über alles betrachtet, nur noch bei einem S/N von 93 dB, wo es dann schon eng werden kann, wenn Lautsprecher mit einer hohen Sensitivity angeschlossen sind.

Schon an diesem einfachen Beispiel erkennt man, dass ein hoher Anspruch an ein Gerät an zentraler Stelle einer Beschallungsanlage immer gerechtfertigt ist. Mit dem X 1208 D versucht man bei LD-Systems, genau diesem Anspruch nachzukommen. Folgende Messungen wurden daher für den X 1208 D in unserem Test durchgeführt: Frequenzgang, Störpegel, THD und DIM für die analogen Eingänge mit Preamp bei minimalem und bei maximalem Gain und für die analogen Ausgänge. Die Messungen erfolgten jeweils mit der Einspeisung oder dem Abgriff des Messsignals über das Dante-Netzwerk. Alle Messungen wurden mit eine Abtastrate von 48 kHz durchgeführt.

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Frequenzgang und Störabstand

Die gemessenen Frequenzgänge (hier nicht abgebildet) verlaufen bei minimalem und auch bei maximalem Gain der Preamps von 20 Hz bis 20 kHz in einem Schwankungsbereich von lediglich ±0,1 dB. Auf der Ausgangsseite ist der Frequenzgang erwartungsgemäß ebenfalls völlig glatt. Der gemessene Wert für den S/N an den analogen Ausgängen (Abb. 14) beträgt 114 dB unbewertet und 117 dB mit A-Bewertung.

Diagramm FFT-Spektrum
FFT-Spektrum Abb. 14: Störpegel an den analogen Ausgängen mit einem Summenpegel von –94 dBu(lin) und 97 dB(A); der maximale Ausgangspegel beträgt +20 dBu. (Bild: Anselm Goertz)

Für die analogen Eingänge hängt der Wert des S/N von der Gain-Einstellung des Preamps ab. Bei 0 dB Gain (Abb. 12) werden 116 dB unbewertet und 118 dB mit A-Bewertung erreicht. Bei maximalem Gain von 42 dB (Abb. 13) beträgt der A-bewertete S/N 103 dB bei einer Eingangsempfindlichkeit für Vollaussteuerung von 22 dBu, woraus sich ein äquivalentes Eingangsrauschen (EIN) von sehr guten –125 dBu (20–20k, A-bew.) berechnen lässt. In puncto S/N erfüllt der X 1208 D somit ganz klar die Erwartungen.

Diagramm FFT-Spektrum
FFT-Spektrum (128K) Abb. 12: Störpegel bei 0 dB Preamp Gain; mit –116 dBFS(lin) und –118 dBFS(A) werden sehr gute Werte erreicht.

Erreicht werden diese Werte auf der Eingangsseite mit einem zweikanaligen AD-Umsetzer AKM AK5572 und vorgeschalteten Preamps That1510, unterstützt von je drei OPVs OP1678. Auf der Ausgangsseite arbeitet ein ebenfalls zweikanaliger AKM AK4493 als DA-Umsetzer. Schon die Auswahl der Bauteile zeigt die Richtung an: Es sollte ein Gerät mit gehobener Audioqualität realisiert werden.

Diagramm FFT-Spektrum
FFT-Spektrum (128k) Abb. 13: Störpegel bei +42 dB Preamp Gain; der Summenpegel beträgt –101 dBFS(lin) und 103 dBFS(A). Bei einer Eingangsempfindlichkeit von 22 dBu für 0 dBFS berechnet sich daraus ein EIN (Äquivalentes Eingangsrauschen) von –125 dBu(A).

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Pegelwerte und Verzerrungen

Zu den Verzerrungen der analogen Eingänge wurden THD- und THD+N-Messungen bei minimalem (0 dB) und bei maximalem (+42 dB) Gain durchgeführt. Das Messsignal vom Audio Precision APx555 wurde dazu in die analogen Eingänge eingespeist und ohne eine interne Signalbearbeitung zu nutzen über die Dante-Ausgänge wieder ausgegeben. Über die DVS (Dante Virtual Soundcard) auf dem zum APx gehörigen PC gelangt das Signal dann wieder zurück zum Messsystem. Die Ergebnisse der THD-Kurven aus Abb. 15 bei 0 dB Gain zeigen einen sehr guten Verlauf. Der THD-Wert fällt im Minimum, 15 dB unterhalb der Clipgrenze, auf –107 dB. In Prozent ausgedrückt sind das 0,00045 %. Direkt an der Clipgrenze bei +20 dBu ist mit 98 dB immer noch ein sehr guter Wert abzulesen.

Im Unterschied zur THD-Messung, die mit einem Sinussignal im eingeschwungenen Zustand erfolgt, wird für die Messung der transienten Intermodulationsverzerrungen (DIM) ein gemischtes Signal aus einem Rechteckt von 3,15 kHz und einem Sinus bei 15 kHz verwendet. Diese Art Signal mit den steilen Rechteckflanken fordert die Elektronik wesentlich mehr und zeigt deren Verhalten bei schnell wechselnden transienten Signalen auf. Der DIM-Messung wird daher auch eine besondere Relevanz für die klanglichen Qualitäten eines Geräts nachgesagt.

Diagramm Transiente Intermodulationsverzerrungen
Transiente Intermodulationsverzerrungen Abb. 16: DIM100 in Abhängigkeit vom Eingangspegel bei 0 dB Preamp Gain. Für diese Art setzt das Clipping bei +18 dBu etwas früher ein. Die erreichten Werte von -90 dB sind Spitzenwert und bleiben nahezu unverändert bis zu Clip-Grenze erhalten. (Bild: Anselm Goertz)

Abb. 16 zeigt die zugehörige Messung, wo die Kurve in weiten Bereichen bei sehr guten –90 dB verläuft. Erst kurz vor der Clipgrenze steigt die Kurve noch ein wenig bis auf –84 dB an. Auch das ist ein hervorragendes Ergebnis; gerade hier haben viele auch sehr hochwertige Geräte Probleme und weisen einen starken Anstieg der DIM-Kurve schon weit vor der Clipgrenze auf.

Diagramm THD und THD+N
THD und THD+N Abb. 17: THD (gestrichelt) und THD+N (durchgezogen) in Abhängigkeit vom Eingangspegel bei 1 kHz für +42 dB Preamp Gain. Die Clipgrenze liegt bei –22 dBu mit einem weiterhin guten THD-Wert von -82 dBu.

Beide Messungen – THD und DIM – wurden auch bei maximalem Gain von +42 dB durchgeführt. Die Clipgrenze bei der THD-Messung liegt dann bei –22 dBu. Trotz der hohen Verstärkung weisen beide Messreihen in Abb. 17 und Abb. 18 im Vergleich zur Messung bei 0 dB nur geringfügig höhere Verzerrungswerte auf.

Diagramm Transiente Intermodulationsverzerrungen
Transiente IntermodulationsverzerrungenAbb. 18: DIM100 in Abhängigkeit vom Eingangspegel bei +42 dB Preamp Gain. Trotz der hohen Verstärkung werden mit -80 dB und weniger sehr gute Werte erzielt.

Eine letzte Verzerrungsmessung aus Abb. 19 gilt noch dem DA-Umsetzer und der analoge Ausgangsstufe. Der maximale Ausgangspegel beträgt +20 dBu, die in der Messung aus Abb. 19 mit 3 dB digitalem Gain bei –3 dBFS (x-Achse) erreicht werden. Der THD-Wert liegt dort bei –90 dB. Schaut man auf einen etwas geringeren Ausgangspegel bei +4 dBu (entsprechend 19 dBFS auf der x-Achse), dann lassen sich dort sogar 106 dB ablesen.

Diagramm THD und THD+N
THD und THD+N Abb. 19: THD (gestrichelt) und THD+N (durchgezogen) in Abhängigkeit vom Ausgangspegel auf der digitalen Seite in dBFS (x-Achse) bei 1 kHz; die Messung erfolgt mit +3 dB internem Gain.

Aus messtechnischer Sicht kann so ein eindeutiger Schluss gezogen werden: Der Zone X 1208 D erfüllt auch gehobene Anforderungen und liefert durchgängig exzellente Messwerte.

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Fazit

Der Matrix-Mischer ZONE X 1208 D von LD-Systems bietet mit zwölf vollwertigen Mikrofoneingängen, acht analogen Ausgängen, einem Dante-Interface und einer Matrix 44 × 28 eine für viele typische Anwendungen gut passende Ausstattung. Hinzu kommen die weitreichenden Möglichkeiten der Signalbearbeitung in den Ein- und Ausgangswegen. Mit einer automatischen Feedback-Unterdrückung, einem Automatik-Mischer und der Möglichkeit, auch logische Funktionen zusammen mit den GPIO-Anschlüssen zu bilden, ist die Ausstattung komplett.

Chip
Das „Gehirn“ des X 1208 D Bild 05: Auf der Steckkarte arbeitet ein leistungsfähiger Sharc-DSP vom Typ Analog Devices ADSP-SC587. (Bild: Anselm Goertz)

Die zugehöre Designer-Software arbeitet zuverlässig und bietet eine gute Übersicht. Ein echtes Highlight ist die zugehörige XTouch-App, mit der sich auf fast allen Smartphones, Tablets und PCs schnell und einfach Bedienoberflächen zusammenstellen lassen, die dann auch ohne weiteren Aufwand direkt einsatzbereit sind. Der X 1208 D bietet somit einen großen und gut passenden Funktionsumfang, mit dem sich der Anwender seine individuelle Funktion und Bedienung des Gerätes erstellen kann.

Es bleibt noch der Blick auf die Preisliste von LD Systems, wo der X 1208 D mit 2.947,40 € (plus MwSt.) aufgeführt ist und der X1208 ohne Dante-Interface mit 2.255,60 € (plus MwSt.).

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