xmic-front-xlr8-kanalige Mikrofon-Eingangskarte mit 32-Bit-TrueMatch-A/D-Wandlern

  • 8 Kanäle
  • Dynamik des A/D-Wandlers typ. 158 dB(A) bei 24 dBu
  • Klirrfaktor < 0,003% bei 24 dBu
  • minimale Wandlerungenauigkeit
  • hohe Aliasing-Unterdrückung
  • galvanische Trennung der Eingänge durch Übertrager
  • extrem kurze Signalverzögerung und exzellente Impulstreue
  • automatisches »Mute« beim Abziehen oder Anstecken phantomgespeister Mikrofone
  • vier integrierte Splitverstärker pro analogem Eingangskanal
  • normgerechte P48 Phantomspeisung
  • DI-Box-Funktionalität enthalten

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Die achtkanalige NEXUS-Mikrofon-Eingangskarte bietet A/D-Wandler mit 32 Bit Auflösung, mit einem maximalen Eingangspegel von 24 dBu und einer außergewöhnlich hohen Dynamik von 158 dB(A). Eine digitale Nachverstärkung von bis zu 70 dB kann eingestellt werden.

xmic-photoDer auf höchste Qualität ausgerichtete Anspruch wird durch ein von Stage Tec patentiertes TrueMatch-Verfahren realisiert: Die Eingangsstufe ist bereits Teil des 32-Bit-Wandlers. Dies bietet Vorteile, da die weitere Signalbearbeitung wie Trittschallfilter, Phasentausch, Übersteuerungsschutz und Verstärkungseinstellung erst auf der digitalen Ebene gerechnet wird. Die digitalen Funktionen stehen pro analogem Eingang mehrfach zur Verfügung, wobei die verschieden bearbeiteten Signale an vier unabhängigen Splitausgängen abgegriffen werden können.

Die XMIC  + besitzt eine normgerechte P 48 Phantomspeisung entsprechend DIN EN 61938, IEC 1938, DIN 45596 (veraltet).

Die Eingangsstufe hat ein Eigenrauschen von –132,5 dBu (bei einem Quellwiderstand von 0 Ohm) und kann umschaltfrei Pegel bis 24 dBu verarbeiten. Daraus ergibt sich ein Dynamikumfang von 156,5 dB. Dieser Dynamikumfang ließe sich theoretisch mit einer Auflösung von 27-Bit umsetzen. Ein Vorteil der in der XMIC+-Karte eingesetzten 32-Bit-Wandlertechnologie liegt darin, das Eigenrauschen als »natürliches« Dithering zu nutzen und das Quantisierungsrauschen weit unter das Rauschen der angeschlossenen Quelle zu senken.

Zusammengefasst weist der XMIC+-Mikrofon-A/D-Wandler folgende Eigenschaften auf:

Die Dynamik des Wandlers ist größer als die aller gebräuchlichen Mikrofone.

Durch die riesige 32-Bit-Auflösung kann die gesamte Dynamik des Mikrofons, vom Rauschen der Kapsel bis hin zur Clip-Grenze, ohne Verstärkungsumschaltung übertragen werden.

Mit einer maximalen Eingangsspannung von 24 dBu kann der Wandler (bei 0 dB Verstärkung) praktisch nicht übersteuert werden. Übliche Studiogeräte liefern an ihren Line-Ausgängen Pegel, die maximal in dieser Größenordnung liegen. Die Mikrofon-Eingangskarte XMIC+ verarbeitet diese Pegel problemlos, sodass sie ebenfalls als Hochpegel-Eingangskarte verwendet wird.

Auch kleine Pegel werden noch mit hoher Auflösung digitalisiert.

Die Einstellung von Verstärkung und Signalbearbeitung erfolgt nach der A/D-Wandlung auf digitaler Ebene und hat keinen Einfluss auf die Signalqualität. Sie dient lediglich der Anpassung an die nachfolgende Verarbeitung und Aufzeichnung.

Zielformate

NEXUS ermöglicht eine Anpassung an die gängigen digitalen und analogen Zielformate. NEXUS-intern wird grundsätzlich mit einer Auflösung von 24 Bit gearbeitet, die aber ausgangsseitig zum Beispiel für CD-Produktionen auf 16 Bit heruntergerechnet werden kann.
Hierbei sollte allerdings beachten werden, dass sich die Dynamik dadurch stark einschränkt, auf lediglich 96 dB. Bei der Arbeit mit einem deutlich höher auflösenden NEXUS und insbesondere bei der Aufnahme über die hochaufgelösten XMIC+-Karten empfiehlt es sich daher, erst am Ende der Produktion das bereits fertiggestellte Audiosignal in seiner Dynamik zu beschneiden und auf 16 Bit herunterzurechnen.
Bei einer 24-Bit-Auflösung hingegen ist die Dynamik schon größer als beim Mikrofon. Das vom Mikrofon gelieferte Signal kann unbearbeitet aufgezeichnet werden. Die Pegelung, Filterung und auch die Verwendung des Trittschallfilters erfolgt während der Nachbearbeitung. Pegelfehler, die eine Aufnahme durch Übersteuerungen unbrauchbar machen könnten, gehören der Vergangenheit an. Die XMIC+ ist damit ideal für Live-Recording, O-Ton, Reportage, Theater und generell für den Einsatz in Ü-Wagen.

Transformatorisolierte Eingangsstufe

Durch ein innovatives und aufwendiges Schaltungsdesign konnte die Baugruppe XMIC+ mit Transformator-isolierten symmetrischen Eingängen ausgestattet werden, welche die Nachteile konventioneller Schaltungstechnik vermeiden. Durch die völlige Erdfreiheit (bei ausgeschalteter Phantomspeisung) kann der Eingang sowohl symmetrisch, als auch unsymmetrisch verwendet werden.
Gegenüber Schaltungen, die üblicherweise mit Eingangsübertragern arbeiten oder auf elektronischen Symmetrierungen basieren, ergeben sich folgende Vorzüge:

  • unempfindlich gegen Magnetfelder
  • extrem kleiner Klirrfaktor auch bei hohen Pegeln und niedrigen Frequenzen
  • kleine Eingangskapazität
  • hohe Symmetrie
  • echte galvanische Trennung

Limiter

Um Übersteuerungen bei nachverstärkten Signalen zu vermeiden, ist zusätzlich auf dem Signalprozessor ein abschaltbarer Limiter implementiert. Dieser schnelle Begrenzer (Einschwingzeit: 0 Samples) spricht erst bei einem Pegel von -0,06 dBFS an, unerwünschte Beeinflussungen von Audiosignalen normaler Arbeitspegel sind somit ausgeschlossen.

Trittschallfilter

Das Trittschalfilter ist in Schritten von 5 Hz bis zu 155 Hz einstellbar.

Mikrofon-Splitfunktion

xmic-front-gruppe

Die XMIC+ ist sowohl klassisch mit einem Digital-Ausgang oder mit Splitfunktion auf bis zu vier unabhängige Ausgänge pro Mikrofoneingang nutzbar.
Die Splitfunktion steht nur in NEXUS-Anlagen zur Verfügung, die mit der Software »Matrix 5« oder höher ausgestattet sind. Dabei wird NEXUS so konfiguriert, dass jeder Nutzer nur einen der vier Splitausgänge sehen und anwenden kann.
Jeder Splitausgang ist völlig unabhängig von den anderen bedienbar. Es gibt keine Rückwirkung auf andere Ausgänge.
Bei der Phantomspeisung (DIN EN 61938, IEC 1938, DIN 45596 [veraltet]) wird durch die Software eine »Oder«-Funktion gebildet. Die Mikrofone werden gespeist, wenn mindestens einer der Nutzer die Phantomspeisung eingeschaltet hat.
Die Mikrofon-Splitfunktion ist als Option erhältlich.

Alternativen

Analog/Digital-Wandler sind für Stage-Tec-Mischpult- und NEXUS-Systeme in folgenden Ausführungen lieferbar:

  • XAD+, 8-kanalig, Eingangspegel 24 dBu
  • HXAD mit 8-Stereo-Eingängen, max. 15 dBu

Anwendungshinweise

Die Nexus-Baugruppe XMIC+ besitzt vollständig galvanisch isolierte Eingänge, die wie ein idealer Audioübertrager wirken. Diese Eingänge sind trafoisoliert und können sowohl an symmetrisch erdfreien, an zwangssymmetrierten als auch an unsymmetrischen Quellen angeschlossen werden.
Bei diesen Eingängen ist es überflüssig eine externe Umwandlung unsymmetrischer Signale in symmetrische Signale vorzunehmen. Die Eingänge können daher auch die Funktion einer DI-Box übernehmen.

Bei Mikrofoneingängen erzeugt jede vorgeschaltete Elektronik (passive Spliter, aktive Splitverstärker, passive DI-Boxen und aktive DI-Boxen) starke Verschlechterungen in einzelnen Parametern der Übertragungskette. Das betrifft zum Beispiel Klirrverzerrungen, Rauschen und Brummstörungen. Es gibt aktive DI-Boxen, die so viel Strom aus der Phantomspeisung ziehen, bis die zusammenbrechende Phantomspeisung der Batteriespannung der DI-Box entspricht. Das kann zum Auslösen der Überstromsicherung der Phantomspannungs-Speisung führen.

Stage Tec rät davon ab, den Mikrofoneingängen externe DI-Boxen vorzuschalten. Dadurch könnte das Signal verzerrt oder sogar unbrauchbar gemacht werden. Erfahrungsgemäß ist der Klang ohne DI-Box erheblich besser als unter Verwendung einer externen DI-Box. In den Stage Tec Eingängen ist die Funktion einer DI-Box bereits enthalten.

Eine Pegelanpassung ist nicht erforderlich, da die XMIC+ Eingänge bis 24 dBu (ca. 12 V eff) ausgesteuert werden können.
Ein einfacher Adapter von Klinke auf XLR ist völlig ausreichend. Auf Wunsch können alle XLR-Eingänge mit der Kombibuchse, die sowohl XLR-Stecker als auch Klinkenstecker zulässt, bei der Bestellung der Anlagen ausgestattet werden.

Anschlussschema

Klinke XLR
Spitze Pin 2
Schirm Pin 3

Empfohlen wird, bei gewünschtem Groundlift Pin 1 freizulassen.
Sollte eine Masseverbindung benötigt werden, ist zusätzlich der Schirm der Klinke mit Pin1 am XLR-Verbinder anzuschließen. (Gefahr einer Erdschleife!)

Versionen

XMICplus-X XLR-Steckverbinder, 3-polig, female (2 Frontplatten á 8 TE)
XMICplus-R zwei RJ45-Buchsen für alle Kanäle gemeinsam
(1 Frontplatte 4 TE)
XMICplus-D mit einer 25poligen Sub-D-Buchse
(1 Frontplatte 4 TE)

Bei der Variante mit XLR-Steckverbindern sind nur die Buchsen für die Kanäle 1...4 auf der Frontplatte vorhanden. Die Kanäle 5...8 werden über eine zusätzliche 8-TE-Frontplatte mit einem RJ45-Kabel im Geräteinneren verbunden.

Spezifikationen XMIC+

Alle Angaben beziehen sich – soweit nicht anders angegeben – auf folgende Bedingungen: Alle Messungen entsprechen IRT Pflichtenheft 3/2 Ausgabe Juli 1982, 3/5 Ausgabe Oktober 1990 oder AES-17 (1998), Bezugsfrequenz: 1 kHz, Abtastfrequenz: 48 kHz, Fullscale: 0 dBFS = 24 dBu
Eingänge 8 Kanäle pro Karte, symmetrisch, erdfrei trafoisoliert
XLR-3 (female), vergoldete Kontakte; alternativ: RJ45-Steckverbinder beschaltet nach Norm EN 50173, empfohlen S/STP-Leitung (CAT5)
Ausstattung je Kanal
einstellbare digitale Nachverstärkung, 48-V-Phantomspeisung, Trittschallfilter, Pegeltonaufschaltung, Phasentausch, Limiter (Limiter ab XCPU08 und NEXUS-Matrix Softwareversion 5)
Limiter Threshold: –0,06 dBFS
Attack Time: 0 Samples
Hold Time: 10 ms
Release Time: 0,5s
Eingangspegel
max. 24 dBu symmetrisch, bei ausgeschalteter Phantomspeisung auch unsymmetrische Quelle zulässig bis 24 dBu
Spannungsfestigkeit < ±200 V Gleichtaktsignal (bei ausgeschalteter Phantomspeisung)
Amplitudengang
20…20.000 Hz: < 0,05 dB (typ. < ±0,1 dB)
bei 20 Hz: typ. -3 dB (Hochpass, darunter Abfall mit 18 dB/Okt., entsprechend IRT-Pflichtenheft)
Trittschallfilter 20 Hz; 40 Hz; 60 Hz; 80 Hz
Eingangsimpedanz
12,5 kOhm bei ausgeschalteter Phantomspeisung
6,4 kOhm bei eingeschalteter Phantomspeisung
Unsymmetriedämpfung der Eingangsimpedanz typ. 125 dB bei 50 Hz
typ. 105 dB bei 1 kHz
typ. 80 dB bei 20 kHz
Verstärkung digital bis 70 dB, durchgängig in 1-dB-Schritten knackfrei einstellbar
Klirrfaktor (THD+N) typ. 0,003% bei 24 dBu, garantiert < 0,004%
typ. 0,003% im Bereich –50…0 dBFS, garantiert < 0,004%
Dynamik (Verstärkung = 0 dB,
0 dBFS = 24 dBu)
> 144 dB(rms) begrenzt durch 24 Bit Datenformat am Ausgang
> 147 dB(A) begrenzt durch 24 Bit Datenformat am Ausgang
Leerkanalrauschen typ. 155,5 dBFS CCIR-RMS bei 0 Ohm Quellimpedanz
Äquivalenter Rauschpegel am Eingang (am 28-Bit-Ausgang)
< -129,5 dBu(A), bei 200 Ohm Quellimpedanz
< -126 dBu (RMS), bei 200 Ohm Quellimpedanz
< -115 dBqp CCIR1K, bei 200 Ohm Quellimpedanz
Übersprechdämpfung > 140 dB (20…20.000 Hz)
typ. > 170 dB bei 1 kHz
typ. > 150 dB bei 20 kHz
Phantomspeisung P48 entsprechend (DIN EN 61938, IEC 1938, DIN 45596 [veraltet])
max. Phantomspeisestrom 10 mA (bei Überschreitung des max. Speisestroms bzw. bei Kurzschluss einer Tonader gegen Masse wird die Phantomspeisung unterbrochen)
HF-Festigkeit HF-demodulationsfest gemäß IRT-Pflichtenheft 3/5 und Europanorm
A/D-Wandlung
Stage Tec TrueMatch Delta-Sigma-Wandler
Auflösung: 32 Bit, 128-fach Oversampling
Abtastfrequenz: 44,1 kHz, 48 kHz, 88,2 kHz und 96 kHz, systemabhängig
Signallaufzeit 395 µs (bei 48 kHz Sample Rate)

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