Inkl. Dante, AES-256-Verschlüsselung und PoE-Versorgung
Digitales Wireless-Mikrofon Sennheiser EW-DX im Test
von Anselm Goertz,
Mit den EW-DX Komponenten erweitert Sennheiser seine Produktpalette der digitalen UHF-Sendesysteme in der Serie Evolution Wireless Digital.
EW-DX Combo Set bestehend aus Zweikanal-Empfänger, Handsender mit Mikrofonmodul und Taschensender mit Lavaliermikrofon; zwei Akkupacks sind im Lieferumfang enthalten (Bild: Anselm Goertz)
Möchte man ein Ranking der digitalen Sendestrecken aus dem Hause Sennheiser aufstellen, nimmt Evolution Wireless Digital eine Position zwischen der Speech Line Digital Wireless und den Spitzprodukten der 6000er und 9000er Serie ein. Als typische Anwendungen werden auf der Homepage Hörsäle, Konferenzräume und Anwendungen auf der Bühne genannt. Speziell für letzteres seien der mit dem proprietären Sennheiser Performance Audio Codec (SePac) erreichbare Dynamikumfang von 134 dB und die sehr kurze Latenz von nur 1,9 ms wichtige Aspekte.
Auf der HF-Seite gibt es ebenfalls eine Reihe interessanter Features, die die Arbeit erleichtern und EW-DX zukunftssicher machen: Mit Auto-Scan weist der Empfänger automatisch Kanäle zu, die dann per Tastendruck mit den Sendern synchronisiert werden. Die Switching-Diversity-Technik ermöglicht die störungsfreie Umschaltung der Antennen zwischen Audio-Frames, ein äquidistantes Frequenzraster erlaubt eine hohe Kanalzahl auch in einem beengten Frequenzspektrum, die Übertragung erfolgt mit AES256 Verschlüsselung und noch vieles mehr.
Schwerpunkt dieses Testberichtes sollen jedoch primär die audiotechnischen Qualitäten der EW-DX sein, so dass wir uns bei den HF Specs auf eine reine Beschreibung der Eigenschaften beschränken.
Zur EW-DX Serie gehören drei Typen Sender als Handsender, als Taschensender oder im Tischsockel, zwei Empfängermodelle mit zwei oder vier Kanälen, ein Ladegerät, zwei Programme zur Konfiguration und Überwachung der Sendestrecken, eine App sowie diverse Mikrofonköpfe, Lavalier-Mikrofone und Headsets aus dem bekannten Sennheiser-Programm. Das zum Test gestellte Combo Set bestand aus dem zweikanaligen Empfänger EW-DX EM2, dem Taschensender mit Lavalier-Mikrofon und dem Handsender mit dynamischer Nierenkapsel sowie zwei Akkupaketen.
Das Lavalier-Mikrofon MKE2 ist mit seiner Kugelcharakteristik universell einsetzbar und kann mit dem mitgelieferten Clip leicht befestigt werden. Unter akustisch schwierigen Verhältnissen mit der Gefahr zum Feedback kann alternativ auch ein Lavalier MKE40 mit Nierencharakteristik eingesetzt werden. Der Handsender ist mit einer dynamischen Kapsel MMD835 mit Nierencharakteristik ausgestattet, die als robustes Universalwerkzeug bekannt ist. Interessante Alternative dazu sind die dynamische MMD42 mit Kugelcharakteristik für Außenaufnahmen oder die Echtkondensatorkapsel MMK965 mit umschaltbarer Niere/Supernierencharakteristik.
Bei dem peripheren Equipment wäre noch die universelle Ladestation CHG 70N hervorzuheben, die über PoE oder ein externes Netzteil versorgt werden kann und über zwei Schächte verfügt, in denen der Taschensender, der Handsender oder der BA70 Akku direkt eingesetzt werden können. Ist die Ladestation mit dem Netzwerk verbunden, dann kann der Ladevorgang auch über die Control Cockpit Software gesteuert und überwacht werden.
Im Mittelpunkt des EW-DX stehen die zwei Empfänger: Der zweikanalige EW-DX EM2, den es optional auch mit Dante-Interface gibt und der vierkanalige EW-DX EM4. Das vierkanalige Modell ist immer mit einem Dante-Interface ausgestattet und verfügt über einen integrierten Antennensplitter und Antennenspeisung. Anlagen mit bis zu 16 Kanälen lassen sich somit ohne großen Zusatzaufwand aufbauen.
Nicht minder interessant ist das zweikanalige Modell mit PoE-Stromversorgung und Dante-Schnittstelle, bei dem ein einfaches Netzwerkkabel ausreicht, um den Empfänger auch an schwer zugänglichen Stellen zu installieren. Die Stromversorgung und die digitale Übertragung des Audiosignals erfolgen dann über die Netzwerkverbindung. Alternativ kann der EM2 auch über ein Steckernetzteil mit Strom versorgt werden. Der EM4 verfügt über ein integriertes Netzteil, da hier von einer Rackmontage mit Stromversorgung ausgegangen wird.
EW-DX EM2 mit Analogausgängen und Netzwerkanschluss: Die Stromversorgung kann entweder über ein externes Netzteil oder über das Netzwerk mit PoE erfolgen. Das Testmodell verfügte noch nicht über eine Dante-Schnittstelle. (Bild: Anselm Goertz)
Die grundsätzliche Einrichtung des EW-DX kann schnell und sicher über Scan & Auto Setup oder auch über eine händische Einstellung der Frequenzen erfolgen. Im Anschluss daran ist dann nur noch der zugehörige Sender über einen Tastendruck am Empfänger und danach am Sender zu synchronisieren. Im gut ablesbaren Display des Empfängers gibt es für jeden Kanal drei Bargraph-Anzeigen für den HF-Pegel (RF), für den Pegel des Audiosignals (AF) und für die Verbindungsqualität (Link Quality). Ebenfalls in der Anzeige sind der Akkustand und die Sendefrequenz. Wählt man einen Kanal explizit aus, dann können Gain, AF-Out, Low-Cut und Trim hier eingestellt werden. Als weitere Informationen werden der Typ des Senders und bei den Handsender auch die Bezeichnung der Kapsel angezeigt. Über den Kopfhöreranschluss auf der Front kann in die einzelnen Kanäle hineingehört werden. Wendet man sich noch kurz der Rückseite zu, dann finden sich hier die beiden Antennenanschlüsse, eine Buchse für ein 12V-Netzteil und Audioausgänge mit Klinken- und XLR-Anschlüssen für Ausgangpegel bis maximal +18 dBu. Empfänger ohne Dante-Interface haben eine RJ45-Netzwerkbuchse für die Fernsteuerung und Überwachung sowie PoE-Speisung. Mit Dante-Interface kommen zwei weitere Netzwerkbuchsen für das primäre und sekundäre Dante-Netz hinzu.
Die Sendern verfügen über ein E-Ink-Display, das auch bei abgeschaltetem Gerät und auch ohne eigelegten Akku gut lesbar bleibt. Die Bezeichnung des Senders und die eingestellte Frequenz sind damit immer verfügbar. Neben der On/Off- und Sync-Taste können über vier weitere Taster direkt am Sender direkt auch die Frequenz, ein Low-Cut-Filter, ein Pegel-Trimm und einige weitere Parameter eingestellt werden. Die vier Taster befinden sich gut geschützt vor versehentlicher Betätigung beim Taschensender hinter der Klappe und beim Handsender unterhalb der Abdeckung zum Batteriefach. Zur Stromversorgung der Sender können neben den zugehörigen BA70 Li-Ionen Akku-Packs auch herkömmliche AA-Batterien oder Akkus im AA-Format genutzt werden. Sennheiser gibt die maximale Laufzeit für den Akku BA70 mit zwölf Stunden an. Die Ladedauer beträgt drei Stunden.
Für die Bedienung und Überwachung der Sendestrecken gibt es mehrere Software Tools. Der Wireless System Manager (WSM) und das Sennheiser Control Cockpit arbeiten netzwerkbasiert, wobei der WSM als eigenständige Software daherkommt und das Control Cockpit Browser basiert arbeitet. Der Funktionsumfang der beiden Tools ist weitgehend identisch. Beide ermöglichen auch Updates der Firmware von Empfänger und Sender auf den jeweils aktuellen Stand über den Update-Server. Welches der beiden Tools man verwendet, ist sicherlich auch ein wenig Geschmacksache. WSM wird vermutlich bei größeren Systemen auf der Bühne den Vorzug finden, da hier auch ein professioneller Frequenzmanager integriert und die Steuerung über Szenen möglich ist. Neben diesen beiden Software Tools gibt es auch noch die Smart Assist App für Android und iOS, die man schon von den EW-D-Sendestrecken kennt und deren Erscheinen in einer Version für die EW-DX für Ende 2023 angekündigt ist. Smart Assist arbeitet mit Hilfe einer Bluetooth-Verbindung zum Empfänger und wird sich daher insbesondere für die schnelle Installation kleiner Setups mit einem Empfänger eignen, wenn kein Netzwerk oder PC zur Hand sind.
Bild: Anselm Goertz
Wireless System Manager mit den beiden Einheiten des 2-Kanal-Empfängers EW-DX in der Übersichtsdarstellung. Das größere graue Fenster zeigt die eingestellten Details für den Taschensender (Abb. 1)
Control-Cockpit Software im oberen Teil des Bildes mit einer Übersichtsdarstellung aller Geräte im Netz. Unten die Details der ausgewählten Strecke (Abb. 2)
Regieansicht in der Control-Cockpit Software für den schnellen Überblick über die wichtigsten Parameter alles Sendestrecken (Abb. 3)
Die Abbildungen 1 bis 3 zeigen die Oberflächen des WSM und der Control Cockpit Software. Angezeigt werden in beiden Fällen alle aktuellen Einstellung und Pegelverhältnisse sowohl auf der Audio- wie auch auf der HF-Seite. Bei den Einstellmöglichkeiten ist zwischen denen zu unterscheiden, die den Empfänger betreffen und die den Sender betreffen. Letztere werden erst nach einem Sync auf den Sender übertragen und aktiv. Das gilt ebenso für Einstellungen, die direkt am Empfänger vorgenommen werden und den Sender betreffen. Welche der insgesamt sechs Parameter bei einer Synchronisation vom Empfänger zum Sender übertragen werden, kann individuell ausgewählt werden. Im Gegensatz zu vielen anderen Produkten mit einer IR-Verbindung basiert die Sync-Funktion der EW-DX auf Bluetooth Low Energy mit einer entsprechend großen Reichweite, die auch in einigen Metern Entfernung und auch ohne direkten Sichtkontakt noch funktioniert.
Ohne Sync direkt umgesetzt werden die Parameter Gain und Max. Ausgangspegel, die in ihrer Funktion beide im Empfänger verortet sind. Das Control Cockpit bietet mit der standortbasierten Mute-Funktion auch eine Art des einfachen Szenenabrufs, wenn die Sender vorab über ihre Standortbezeichnung einer Mute-Gruppe zugeordnet werden.
Von den EW-D Sendestrecken kennt man das äquidistante Frequenzraster mit maximal 90 Kanälen in einem Frequenzband mit einem Abstand von 600 kHz bei einer Schaltbandbreite von 56 MHz.
Bei der EW-DX wurde der Abstand auf 300 kHz verringert und die Schaltbandbreite auf 88 MHz erweitert, womit dann 290 Kanäle zur Verfügung stehen.
Möchte man die Kanalauswahl nicht selbst übernehmen, dann hilft die Auto-Scan-Funktion, die passende Werte freier Frequenzen vorschlägt, die dann mit dem Sync via BT zu den Empfängern übertragen und übernommen werden. Alternativ können Frequenzen aus einer Standard- oder User-Liste übernommen werden. Die User-Liste dazu kann über die WSM-Software editiert werden.
Alle nachfolgenden Messung zu den audiotechnischen Eigenschaften der EW-DX erfolgten über den Taschensender, da hier die Möglichkeit besteht über den Eingang mit der Mini-Klinkenbuchse direkt einzuspeisen. Gemäß dem „Sennheiser-Standard“ kann ein Mikrofonsignal über den Tip des Steckers und ein Line- oder Instrument -Signal über den Ring eigespeist werden. Die Erkennung und Umschaltung erfolgt automatisch über den Strom aus der Vorspannung für den Mikrofoneingang. Am Eingang des Senders arbeitet ein gestackter A/D-Umsetzer, so dass es keiner händischen Anpassung der Eingangsempfindlichkeit bedarf. Der maximale Eingangspegel kann +12 dBu betragen. Die Einstellung des Gains von -3 bis +42 dB erfolgt auf digitaler Seite im Empfänger. Für den Line-Eingang folgt daraus in der Einstellung Gain = 0 dB eine tatsächliche Verstärkung vom analogen Eingang zum Ausgang gemessen von ca. -20 dB, entsprechend dem, was man von einer Vorstufe im Pult mit aktiviertem PAD kennt. Bei maximalem Gain beträgt der Wert dann +22 dB. Beide Werte gelten für einen eingestellten maximalen Ausgangspegel von +18 dBu. Abb. 4 zeigt dazu die Frequenzgänge gemessen über den Line-Eingang für den Gain-Bereich von 0 bis +42 dB. Für den Mikrofoneingang liegen die Werte entsprechend höher.
Gain-Werte über alles vom analogen Eingang des Taschensenders zum Ausgang des Empfängers gemessen. Am Sender wurde der Instrument-Input genutzt. Der maximale Ausgangspegel am Empfänger war auf +18 dBu eingestellt. Die Kurven zeigen die so gemessenen Frequenzgänge und die Verstärkung für Gain-Einstellung von 0 bis +42 dB in 6-dB-Stufen (Abb. 4) (Bild: Anselm Goertz)Low-Cut Hochpassfilter für Eckfrequenzen (-3 dB) von 30 Hz bis 120 Hz mit einer Flankensteilheit von 18 dB/Oct. (Abb. 5) (Bild: Anselm Goertz)
Zu Unterdrückung tieffrequenter Störgeräusche kann im Sender ein Hochpassfilter aktiviert werden. Die Eckfrequenz des Filters 3. Ordnung mit einer Steilheit von 18 dB/Oct kann dabei zwischen 30 und 120 Hz in den in Abb. 5 gezeigten Stufen eingestellt werden. Zur Anpassung des Ausgangspegels am Empfänger für das nachfolgende Gerät kann dieser Wert zwischen -24 und +18 dBu eingestellt werden.
Wird ein Line-Eingang genutzt, dann kann der maximale Ausgangspegel hoch eingestellt werden, was jedoch nicht höher sein sollte als der maximale Eingangspegel des nachfolgenden Gerätes. Liegt dieser z. B. bei +15 dBu, dann sollte auch der maximale Ausgangspegel des Empfängers maximal +15 dBu betragen. Speist der Empfänger einen empfindlichen Mikrofoneingang oder einen Instrumentenverstärker, dann sind die Werte entsprechend geringer zu wählen. Die an den analogen Ausgängen verfügbare Dynamik beträgt je nach Einstellung zwischen 114,8 und 97 dB (siehe Tab. 1). Die Werte wurden für den Sender im Mute-Modus ermittelt. Ohne Mute und bei maximalem Gain von +42 dB (+22dB für den Line-Eingang) verschlechtert sich der Bestwert von 114,8 dB nur geringfügig um 3,2 dB auf 111,6 dB.
Der im Datenblatt angegebene Dynamikwert von 134 dB lässt sich für den Line-Eingang nicht ganz nachvollziehen, wenn man den Störpegel von -96,2 dBu am Ausgang zu Grunde legt und dann ein maximales digitales Gain von +22 dB für den Line-Input annimmt, woraus sich ein Input-Noise von -118,2 dBu ergibt. Setzt man diesen Wert dann in Relation zum maximalen Eingangspegel von +12 dBu, dann ergibt sich ein Wert von 130 dB.
Der Mikrofon-Modus des Taschensenders ließ sich zusammen mit dem Messsystem trotz etlicher Anläufe leider nicht aktivieren, so dass diese Wert nicht gemessen werden konnten. Vermutlich fallen diese noch etwas besser aus. Generell würde man sich für die AF-Seite mehr Informationen zur internen Signalverarbeitung und detailliertere technische Daten wünschen.
Störpegel und Dynamik an den analogen Ausgängen in Abhängigkeit vom eingestellten maximalen AusgangspegelFFT-Spektren des Störpegels am Ausgang in Abhängigkeit vom eingestellten maximalen Ausgangpegel zwischen -24 und +18 dBu. Bei +18 dBu beträgt der Störpegel -93,6 dBu(A) und bei 24 dBu 121 dBu(A). In allen Fällen handelt es sich um gleichmäßig verteiltes weißes Rauschen ohne störende monofrequente Anteile (Abb. 6) (Bild: Anselm Goertz)
Abb. 7 verdeutlich mit den Kennlinien zwischen Eingangs- und Ausgangspegel die internen Zusammenhänge der Signalbearbeitung. Die rote Kurve mit einem eingestellten Gain von 0 dB, entsprechend einem über alles Gain von -20 dB, zeigt einen linearen Verlauf bis zu einem Eingangspegel von +12 dBu. Darüber hinaus beginnt die Eingangsstufe zunächst soft zu clippen und dann ab +15 dBu hart. Bei höheren Gain-Werten verschieben sich die Kurven entsprechend weiter nach oben bis zu dem Punkt, wo der Ausgangspegel auf mehr als die eingestellten +18 dBu steigen würde. Hier setzte ein Limiter ein, der das Signal unverzerrt begrenzt. Für die Einstellung mit +42 dB Gain tritt der Limiter dann ab einem Eingangspegel von -4 dBu in Aktion, wo dann bei einem realen Gain von +22 dB der maximale Ausgangspegel von +18 dBu erreicht wird.
Verhältnis vom Eingangspegel zum Ausgangspegel gemessen über den Instrument-Input am Taschensender in Abhängigkeit vom eingestellten Gain. Der maximale Ausgangspegel wird auf den eingestellten Wert von +18 dBu limitiert. Der maximale Eingangspegel beträgt +12 dBu (Abb. 7) (Bild: Anselm Goertz)
In Abb. 8 und 9 ist die Reaktion des Limiters im Zeitbereich dargestellt. Dazu wurde ein Signal mit einem Startpegel von -14 dBu eingespeist, bei dem es zwischen der ersten und fünften Sekunde zu einem Pegelsprung von +20 dB, d. h. auf +6 dBu, kommt. Mit dem eingestellten Gain von +42 dB, effektiv +22 dB, würde der auf maximale +18 dBu eingestellte Ausgang damit völlig übersteuert. Entsprechend greift der Limiter mit einer sehr kurten Attack-Zeitkonstanten ein und begrenzt das Signal sauber und unverzerrt (siehe Abb. 9). Nach dem Ende des Bursts regelt der Limiter mit einer längeren Release-Zeitkonstanten wieder auf den ursprünglichen Wert zurück.
Reaktion auf ein Sinusburstsignal mit einem +20 dB Pegelsprung auf +6dBu. Um bei einem Gain von 42 dB eine Übersteuerung des Ausgangs zu vermeiden, begrenzt ein Limiter den Ausgangspegel auf den bei AF-Out eingestellten Wert (hier +18 dBu, Abb. 8) (Bild: Anselm Goertz)Vergrößerter Ausschnitt für den Beginn des +20 dB Pegelsprungs aus Abb. 8. Der Limiter greift nach dem Pegelsprung sehr schnell ein liefert dann sofort wieder ein unverzerrtes Signal (Abb. 9) (Bild: Anselm Goertz)
Betrachtet man im Zusammenhang mit den Kennlinien aus Abb. 7 die Kurven THD+N mit den Verzerrungswerten (Abb. 10), dann verlaufen diese zunächst dominiert vom Signal to Noise kontinuierlich fallend und entsprechend des digitalen Gain in 6-dB-Stufen versetzt. Für weiter ansteigende Eingangspegel nähern sich dann aber alle Kurven in ihrem Verlauf an, um ab -5 dBu Eingangspegel exakt gleich zu verlaufen. Dieses etwas ungewöhnliche Verhalten dürfte dem für dynamische Musik- und Sprachsignale optimierten Codec geschuldet sein, der bei kontinuierlich Sinussignalen leicht erhöhte harmonische Verzerrung 2. und 3. Ordnung erzeugt. Bei +12 dBu ist die maximale Aussteuerung erreicht und die Verzerrungswerte steigen zunächst gemäßigt und dann ab +15 dBu stärker an. Für die drei markierten Positionen der Kurven finden sich in Abb. 11 die detaillierten Zusammensetzungen der harmonischen Verzerrungen (THD). Bei eher geringer Aussteuerung (-18 dBu) am Eingang liegt der k2-Anteil knapp über -80 dB, k3 unter -90 dB und alle höheren Verzerrungskomponenten unterhalb von -100 dB. Wird die Eingangsstufe des Senders höher ausgesteuert, dann steigen primär die k2- und k3-Werte an, so dass der k2 bei 0 dBu Eingangspegel bei knapp über -60 dB liegt und bei +6 dBu bei -50 dB. Im Datenblatt wird ein Wert von -60 dB bei -3 dBfs angegeben, wobei jedoch nicht ganz klar ist, wie die 3 dBfs definiert sind. Auf die Eingangsstufe mit einem maximalen Eingangspegel von +12 dBu bezogen, wäre das der Wert bei +9 dBu Eingangspegel, der hier bei -47 dB liegt.
THD+N gemessen über den Instrument-Input am Taschensender in Abhängigkeit vom eingestellten Gain von 0 bis +42 dB. Oberhalb von -5 dBu Eingangspegel werden die Werte vom THD der Eingangsstufe und des Codecs dominiert (Abb. 10) (Bild: Anselm Goertz)
THD im Detail mit Oberwellenanteilen gemessen über den Instrument-Input am Taschensender und einer Einstellung von +18dBu AF-Out:
THD-Werte in Abhängigkeit von der Frequenz für folgende Einstellungen: rot: Gain 18 dB; Exciter: +6 dBu | blau: Gain 24 dB; Exciter: 0 dBu | grün: Gain 42 dB; Exciter: -18 dBu (Abb. 12)
Eine letzte Messung zum Thema Verzerrungen findet sich in Abb. 12, die für die drei Zustände aus Abb. 11 die THD-Werte jetzt in Abhängigkeit von der Frequenz zeigt. Die Kurven verlauf mehr oder weniger konstant, was bedeutet, dass es bei den gemessenen THD-Werten keine oder nur eine geringe Abhängigkeit von der Frequenz gibt.
Alle Preise verstehen sich als UVP inkl. MwSt. Die Lavalier-Sets mit Taschensender sind mit einem Lavalier-Ansteckmikrofon MKE2 mit Kugelcharakteristik ausgestattet. Die Handheld-Sets beinhalten eine dynamische MMD 835 mit Nierencharakteristik. Alle Sets werden mit Akkupacks BA70 und Mikrofonklammern geliefert, jedoch ohne Ladegeräte.
Mit den neuen EW-DX-Sendestrecken ist es Sennheiser gelungen, die seit langem bekannten EW-D-Modelle um einige interessante Features in allen Bereichen zu erweitern. Das äquidistante Frequenzraster wurde verdichtet und erweitert, so dass nun maximal 290 Kanäle zur Verfügung stehen.
Auf der NF-Seite gibt es nun die Option mit Dante-Interface, die Stromversorgung kann über PoE erfolgen. Die zugehörigen Sender können direkt in der netzwerkfähigen Ladestation aufgeladen werden und vieles mehr. Mit den beiden Empfängermodellen mit vier oder zwei Kanälen lässt sich ein breites Anwendungsspektrum elegant abdecken, von Mehrkanalanlagen auf der Bühne bis hin zur dezentralen Anordnung verteilter Empfänger in Hörsälen, Kirchen und vielem mehr.
Der hohe Dynamikbereich der Sender mit gestacktem A/D-Wandler erlaubt es, ohne manuelle Voreinstellung eines Verstärkungswertes zu arbeiten, was insbesondere beim Bühneneinsatz mit stark wechselnden Bedingungen sehr praktisch ist. So ließen sich noch viele weitere praktische und qualitative Details aufzählen, die eine EW-DX-Strecke für ein sehr breites Anwendungsspektrum prädestinieren. Abgerundet wird das Bild durch den Preis, der angesichts der gebotenen Leistung durchaus akzeptabel ist.
