Line-Array-Test: JBL VTX A8 und B18

Das 3-Wege Line-Array JBL VTX A8 für den Biamp-Betrieb mit optionalen, flugfähigen Subwoofern B18 zeigt sich in unserem Test als sehr gut durchentwickelt

Tour Sound – in dieser Kategorie findet man bei JBL aktuell zwei Line-Arrays in der VTX-Klasse: die V-Serie und die A- Serie. Die jüngere A-Serie bekam mit dem Line-Array VTX A8 und dem Subwoofer B18 Zuwachs. Aufgebaut ist das A8 – ähnlich dem größeren A12 – als 3-Wege-System. Die Typenbezeichnung bezieht sich dabei jeweils auf die Größe der Tieftöner: Bei der A8 sind dies zwei 8″-Treiber und bei der A12 zwei 12″-Treiber. Als Mitteltöner kommen im A8 vier 31⁄2″- Treiber zum Einsatz, im A12 sind es 5 1⁄2″-Modelle. Hochtöner und deren Waveguides sind in beiden Systemen identisch, so dass der Unterschied entsprechend der Gehäusehöhe nur durch die Anzahl der Hochtöner entsteht: zwei in der A8 und drei in der A12.

Als typische Anwendungen für das A8 werden bei JBL klei- nere und mittlere Events genannt. Das A8 kann je nach Art der Veranstaltung fullrange eingesetzt oder auch mit einem Subwoofer ergänzt werden. Hier gibt es mit dem B18 eben- falls ein neues Produkt, das als Direktstrahler mit einem 18″- Treiber konstruiert ist und sich in das Flugsystem des A8 einfügen lässt. Der horizontale Abstrahlwinkel des A8 wird mit relativ breiten 110° angegeben, die das System auch für kürzere Distanzen prädestinieren. In Kombination mit dem größeren A12 (siehe auch Production Partner Ausgabe 7+8/2017) bietet sich das A8 also auch als voll kompatibles Fill-System an. Beim Amping und den Controllern setzt JBL bei der VTX A-Serie für alle Modelle konsequent auf die Crown-Endstufen I-Tech HD mit integriertem BSS-Processing OmnidriveHD.

Drei Wege mit einer aktiven und einer passiven Trennung

Um das A8 kostengünstig betreiben zu können, wurde das 3-Wege-System zwischen Mittel- und Hochtöner passiv getrennt, so dass von außen betrachtet nur zwei Wege aktiv zu versorgen sind. Beide Wege sind nominelle 8-Ω-Systeme, so dass an den empfohlenen Crown-Endstufen je drei Einheiten der A8 optimal parallel betrieben werden können. Mit einer I-Tech 4x3500HD lassen sich so sechs A8 bei voller Auslastung versorgen. Das passive Filternetzwerk kann mit vertret- barem Aufwand realisiert werden, da es nur für die Trennung der beiden Wege verantwortlich ist und keine weitere Ent- zerrung vorgenommen wird. Diese erfolgt auf der aktiven Seite mit Hilfe der Filter in der Endstufe. Das Omnidrive-Processing stellt dazu diverse IIR- und für die X-Over-Funktionen auch linearphasige FIR-Filter bereit.

Schaut man sich die A8 ohne ihr Frontgitter an, dann erkennt man sofort die Verwandtschaft zu den anderen VTX-Modellen (und auch zum ursprünglichen Vertec): Die Front ist symmetrisch um den Hochtöner aufgebaut, wobei sich die Mitteltöner hinter den Hornflächen des Hochtöners befinden und den Schall über Schlitze auf der Fläche abstrahlen. Für den Hochtöner bringt das den großen Vorteil einer weitgehend ungestörten planen Oberfläche für die horizontale Hornfunktion mit sich. Für die Mitteltöner entsteht eine Bandpasskammer, die einerseits die Sensitivity steigert, aber auch zu Kompressionseffekten an den schmalen Schlitzen führen kann. Neu gegenüber den bisherigen Line-Arrays ist bei den Modellen der A-Serie die komplett auch über die Tieftöner gezogene Abdeckung. Die Schallabstrahlung erfolgt hier oberhalb und unterhalb der Abdeckung. Der Vorteil einer planen Fläche setzt sich damit fast auf der gesamten Gehäusefront fort, sodass Mittel- und Hochtöner günstige Voraussetzungen für eine gleichmäßige Abstrahlung vorfinden. Mit aufgesetztem Gitter ist die gesamte Front optisch homogen und dezent im Aussehen. Das mit Schaumstoff hinterlegte Gitter legt sich zudem weit um die obere und untere Gehäusekante und bietet somit einen guten Schutz gegen Staub und Feuchtigkeit. JBL gibt für die A8 einen Schutzgrad von IP55 an, was bedeutet, dass der Lautsprecher gegen feinen Staub und Strahlwasser geschützt ist.

Unsere Messwerte der A8 zeigen zunächst die beiden nach außen geführten Wege direkt ohne Controller. Die Impedanzkurven für den LF- und MF+HF-Zweig aus Abb. 1 bestätigen die 8-Ohm-Nennimpedanzen mit unkritischen Minima, sodass die Parallelschaltung von drei Einheiten unbedenklich erfolgen kann. Die Abstimmfrequenz des Bassreflexresonators für die beiden 8″-Treiber liegt bei 62 Hz, womit ein Fullrange-Betrieb gut möglich ist. Die Grundresonanz der 31⁄2″-Mitteltöner ist bei der Resonanzspitze knapp unter 250 Hz auszumachen.

Die Frequenzgänge der beiden herausgeführten Wege finden sich in Abb. 2. Ohne jegliche Entzerrung sind die Kurven zunächst noch sehr unruhig im Verlauf. Im Tieftonweg mit den beiden 8″-Treibern macht sich oberhalb von 500 Hz die vorgelagerte Bandpasskammer durch eine Steigerung der Sensitivity bis auf 102 dB bemerkbar. Die Mittelhochtoneinheit erreicht im Arbeitsbereich der 31⁄2″-Treiber eine Sensitivity von ca. 95 dB, die sich dann, wenn der Übergang zu den Hochtönern erfolgt, auf 110 dB steigert. Der große Unterscheid in der Sensitivity kompensiert sich jedoch insofern wieder, da die Mitteltonsektion höher belastbar ist. Wie die beiden Wege mit Hilfe der internen passiven Weiche zusammenkommen, veranschaulichen die Kurven in Abb. 3. Dargestellt sind die Frequenzgänge der beiden Wege MF und HF ohne Filter und die Übertragungsfunktionen der passiven Weiche mit einer Trennfrequenz von ca. 2,5 kHz. Die leichten Welligkeiten im Verlauf der Hoch- und Tiefpassfunktionen entstehen durch die bei passiven Filtern unvermeidliche Impedanzrückwirkung der Treiber auf die Weiche. In der Summe entsteht aus beiden Wegen eine ab 300 Hz aufwärts gut einsetzbare und recht kräftige Mit- tel-/Hochtoneinheit. Eine Schwachstelle gibt es jedoch, die sich im Einbruch der Kurve knapp über 1 kHz zeigt.

Werfen wir noch einen kurzen Blick auf die in der A8 eingesetzten Treiber, die – wie immer bei JBL – allesamt echte Leckerbissen aus der hauseigenen Entwicklung sind. Für alle drei Modelle kommen Neodymantriebe zum Einsatz, was die A8 trotz der insgesamt acht verbauten Treiber mit nur 29,5 kg angenehm leicht macht. Konkret sind das pro Box zwei 8″-Tieftöner des Typs 258J, vier Mitteltöner 2163H und zwei Hochtontreiber 2423K. Der Hochtöner enthält in einer Einheit den Phaseplug und das Waveguide für die ebene Wellenfront, womit er direkt an die eigentliche Hornfläche in der Front angesetzt werden kann. Es sind zwei Hochtöner übereinander angeordnet, die elektrisch parallel betrieben werden. Die für einen Hochtöner hohe Belastbarkeit pro Treiber liegt bei 50 W im 100-Stunden-Test. Der Spulendurchmesser beträgt ebenso wie bei den Mitteltönern 2″.

Differential-Drive-Antrieb

Die 8″-Tieftöner verfügen über den für JBL typischen Differential-Drive-Antrieb. Die Treiber sind dazu mit zwei Schwingspulen und zwei Neodym-Magneten ausgestattet. Die Neodym-Magnete, mit wesentlich geringerem Gewicht und Volumen als herkömmliche Ferritmagnete, befinden sich innerhalb der Schwingspule, wo bei herkömmlichen Ferrit-Antrieben der Polkern zu finden ist. Vergleichbar einer vorderen und einer rückwärtigen Polplatte wird das Magnetfeld über zwei ringförmige Stahlplatten den beiden Schwingspulen zugeführt und schließt sich über einen außerhalb der Spulen liegenden Stahlring. Anschaulich kann man sich diesen Antrieb wie den eines herkömmlichen Lautsprechers vorstellen, nur dass die Magnete innerhalb der Spule liegen und der Luftspalt durch die Polplatte fortgesetzt wird und sich hier eine zweite hintere Spule auf dem Spulenträger befindet. Durch diese Art der Anordnung kann das magnetische Streufeld außerhalb des Treibers reduziert und somit die effektive Nutzung der Magneten verbessert werden. Neben der deutlichen Gewichtersparnis durch das Neodym-Material ist der eigentliche Vorzug dieses Konzeptes in der durch zwei Schwingspulen verdoppelten Spulenoberfläche zu sehen. Da das zentrale Problem eines jeden Treibers für hohe Leistung ganz schlicht darin besteht, die hohen thermischen Verluste abzuführen und sich nicht zu überhitzen, liegt der Vorteil des verbesserten Wärmeübergangs auf die umgebenden Metallteile auf der Hand. Diese stehen alle in direkter Verbindung mit dem massiven Druckgusskorb des Treibers, der die Verlustwärme effektiv abführen kann. Durch den Aufbau des Antriebes ist das Magnetfeld für die Kombination beider Antriebsspulen absolut symmetrisch, womit sich die durch Unsymmetrien des Antriebes verursachten Verzerrungen deutlich reduzieren sollen. JBL nennt diesen patentierte Aufbau „Differential Drive Technologie“. Äußerlich sind die Differential-Drive-Treiber an den auffällig tiefen und topfförmigen An- triebseinheiten zu erkennen. Im Datenblatt werden die Tief- töner 258J mit 300 W Belastbarkeit im 100-Stunden-Test angegeben.

Fliegen, Stellen, Transportieren …

Neben den akustischen Fähigkeiten zählen bei einem Touring-System und hier insbesondere für Line-Arrays die mechanischen Eigenschaften. Das bedeutet: wie robust ist das System im Alltag und wie gut gelingt die Handhabung? Die Flugmechanik sollte dazu leichtgängig und intuitiv zu bedienen sein, sich aber gleichzeitig auch möglichst unauffällig im Gehäuse integrieren, sodass das Array von außen betrachtet homogen und smart erscheint.

Für das A8 erfolgt die Verbindung von Box zu Box, ebenso wie bei der größeren A12, in Vierpunkttechnik. Der Winkel wird seitlich in einem Steckfeld mit Kugelsperrbolzen ausgewählt. Beim Aufhängen des Arrays sind die roten Verriegelungshebel auf der Rückseite geschlossen. Sobald das Array angehoben wird, rastet die Mechanik beim vorab gesteckten Winkel automatisch ein. Zum Abbau wird mit Hilfe der Drückknöpfe unterhalb der roten Verriegelungshebel die Mechanik entriegelt, sodass das Array wieder auf die Storage-Position zurückgefahren werden kann. Die Stahlrahmen und alle mechanischen Bauteile sind soweit möglich von außen unsichtbar im Gehäuse integriert. Für die Handhabung während des Riggings gibt es seitlich und auf der Rückwand Griffmulden. Der Flugrahmen für die A8 besteht aus dem eigentlich Frame und je nach Sicherheitsfaktor einem oder zwei Extension Bars. Die Tragfähigkeit beträgt 24 der A8 oder zwölf Subwoofer B18. Für kleinere Arrays mit bis zu acht A8 oder drei B18 kann auch ein Miniframe eingesetzt werden. Eine Berechnung der mechanischen Lasten erfolgt mit Hilfe des Line-Array Calculators (LAC), der jetzt in der Version 3.2.1 auch die neuen Komponenten A8 und B18 enthält.

Für den Transport der A8 gibt es den Dolly VTX A8 VT, bestehend aus einem Stahlrahmen mit Rädern und einer Deckplatte. Der Dolly kann vier Boxen aufnehmen, die mit je 10° zueinander gecurvt sind. Die obere Deckplatte schließt den Viererblock nach oben eben ab. Für einen zusätzlichen Schutz kann das Array noch mit einem Softcover für vier Lautsprecher umhüllt werden.

Subwoofer JBL B18

Die Mechanik des Subwoofers B18 ist beim Flugsystem voll kompatibel zur A8. Die Gehäusebreite beträgt ebenfalls 761 mm, mit 546 mm Höhe und 736 mm Tiefe ist der B18 jedoch deutlich größer als eine A8. Um trotzdem den Flugrahmen des A8 nutzen zu können und in gemischten Arrays die unterhalb hängenden A8 ohne Zwischenrahmen zu verbinden, gibt es am B18 zusätzlich zu den vier Flugpunkten an den vorderen und hinteren Ecken des Gehäuses auch noch mittig gelegen Flugpunkte, die zusammen mit den vorderen die Verbindung zum A8-System herstellen.
Für eine Cardioid-Anordnung kann in einem 3er-Array die mittlere Box einfach gedreht in das Array eingesetzt werden. Die passenden Anschlüsse mit zwei zusätzlichen Speakonbuchsen auf der Frontseite sind dafür schon vorhanden. Als äußerst praktisch erweist sich dazu der Schalter am rückwärtigen Anschlussfeld der B18, mit dem ausgewählt werden kann, ob die Box das Signal von den 1er- oder 2er-Pins der Speakon- Anschlüsse abgreift.

Für den Transport der B18 gibt
 es ebenfalls einen Dolly für zwei oder drei Boxen und auch
 ein passendes Cover. Alternativ kann auch ein optionales „Front Face Dolly“ eingesetzt werden. Für die B18 wird ebenfalls die Schutzart IP55 angegeben. Das Gewicht beträgt 68 kg, die dank der insgesamt sechs großen Griffschalen seitlich und hinten noch gut zu handhaben sind.
Entfernt man das Frontgitter von der B18, dann kommt der mächtige JBL 2288H zum Vorschein. Der 18″-Treiber arbeitet selbstverständlich auch mit einem Differential-Drive-Antrieb mit zwei 4″-Spulen und verfügt über eine entsprechend hohe 100-Stunden-Belastbarkeit von 1300 W. Auffällig sind zudem die großen stark gerundeten Bassreflexports in allen vier Ecken der Front. Ähnlich sieht es auch im Innern der Box aus, wo die Tunnel ebenfalls mit gerundeten Verläufen in das Gehäusevolumen münden. Damit werden Strömungsgeräusche und Kompressionseffekte verringert. Die Impedanzmessung der B18 aus Abb. 4 lässt eine tiefe Abstimmung des Gehäuses auf 32 Hz erkennen. Der Frequenzgang des B18 beginnt entsprechend auch erst unterhalb von 30 Hz in die fallende Flanke überzugehen. Bei 30 Hz wird eine Sensitivity im Vollraum von 88 dB 2,83 V/1 m erreicht, die dann bis 100 Hz auf knappe 95 dB ansteigt.

Controller und Amping

Alle VTX-Systeme werden exklusiv mit Crown-Endstufen I-Tech HD angetrieben. Zur Auswahl stehen die zweikanaligen Modelle IT500HD, IT9000HD und IT12000HD sowie die vierkanalige Variante IT43500HD. Das interne Processing basiert auf dem BSS Audio Omnidrive HD-Controller. Die Presets der VTX-Lautsprecher sind für beide Endstufenmodelle erhältlich. Für den Test wurde die Kombination mit einer 4x3500HD eingesetzt, die für eine optimale Auslastung drei A8 mit je zwei Kanälen antreiben kann. Für die A8 gibt es aktuell vier Presets auf der Endstufe. Es wird unterschieden zwischen Standard- und FL-Presets. Die FL-Variante (Fill) liefert einen geraden Frequenzgang für eine einzelne oder zwei A8, wie sie z. B. als Sidefill auf einer großen Bühne verwendet werden könnten. Das Standard-Setup beinhaltet bereits eine Array-Kompensation mit einer Höhenanhebung. Diese ist dann je nach Situation noch individuell anzupassen. Beide Versionen Standard und Fill sind zudem noch in einer 80-Hz-Hochpass-Version verfügbar, wenn eine Kombination mit Subwoofern beabsichtigt ist.

Für das X-Over-Filter zwischen LF und MF+HF wurden linearphasige FIR-Filter eingesetzt. Lediglich für den Hochpass 4. Ordnung am unteren Ende des Übertragungsbereiches musste mit Rücksicht auf die Filterlatenz bei linearphasigen Filtern ein IIR-Filter eingesetzt werden. Die Gesamtlatenz inklusive AD- und DA-Umsetzer in der Endstufe liegt für die A8-Filtersetups mit FIR-Filtern bei 6,3 ms.

JBL VTX A8: über alles betrachtet

Wie sich die A8 im Fullrange-Modus und in Kombination mit einem Subwoofer B18 zusammen mit der Endstufe 4x3500HD verhält, zeigen die Messungen 7 – 9. Es wurde jeweils das Fill-Preset verwendet. In Abbildung 7 ist gut zu erkennen, wie der LF- und der MF/HF-Weg der A8 nicht einfach nach Lehrbuch mit einem Standard X-Over getrennt werden, sondern ein gewisser Überlappungsbereich mit der Breite einer Oktave von 400 bis 800 Hz erzeugt wird. Mit dieser Abstimmung kann sehr wirksam die Directivity in diesem Bereich beeinflusst werden. Die beiden weit außen liegenden Tieftöner bündeln in diesem Frequenzbereich bereits recht ausgeprägt, wogegen die Mittelhochtoneinheit eher noch zu breit für die angestrebten 110° abstrahlt. Über eine geschickte Einstellung der Pegelverhältnisse dieser beiden Strahler lässt sich jetzt das Verhalten der Box als Ganzes einstellen. Wie gut das bei der A8 gelungen ist, beweisen die horizontalen Isobaren aus Abb. 10. Die angestrebten 110° als Öffnungswinkel bei −6 dB werden schon ab 300 Hz erreicht und bleiben schön gleichmäßig bis 20 kHz erhalten. Tendenziell ist der Abstrahlwinkel dabei oberhalb von 2 kHz etwas breiter als unterhalb.

Der zugehörige Phasengang aus Abb. 8 zeigt einen dank der FIR-Filterung oberhalb von 300 Hz weitgehend linearphasigen Verlauf. Die Phasendrehungen am unteren Ende des Frequenzbereiches entstehen durch das elektrische Hochpassfilter und durch das akustische Hochpassverhalten des Lautsprechers selber. Theoretisch wäre auch hier eine linearphasige Filterung und eine Kompensation des Lautsprecherphasenganges möglich, was dann aber unweigerlich mit sehr viel größeren Latenzen einhergehen würde, die im Live-Einsatz nicht mehr akzeptabel wären. Mit Subwoofer B18 (rote Kurve) kommen durch die weitere X-Over-Funktion bei 80 Hz noch zusätzliche 360° Phasendrehung hinzu.

Das Spektrogramm der A8 in Abb. 9 weist bis auf eine kleine Resonanz bei 750 Hz ein insgesamt gleichmäßiges und resonanzarmes Ausschwingverhalten auf. Dies überrascht umso mehr, als die A8 mit ihrem komplexen Aufbau mit Bandpass kammern und Schallführungen einige potentiell kritische Stellen aufweist, wo es zu Resonanzen hätte kommen können.

JBL VTX A8 Directivity

Beim der Directivity sind bei einem Line-Array einige besondere Aspekte zu beachten. Zunächst einmal gibt es das horizontale und vertikale Abstrahlverhalten, wie man es auch von normalen Pointsource-Lautsprechern kennt. Für die horizontale Ebene gelten die üblichen Anforderungen für ein möglichst gleichmäßiges und über einen weiten Frequenzbereich definiertes Abstrahlverhalten, dessen Öffnungswinkel sich an der Anwendung orientiert. Üblich sind Werte von 60° bis 120°, wobei ein enges Abstrahlverhalten und damit ein kleiner Winkel meist bei großen und weit reichenden Systemen zu finden ist. Die nominellen 110° des A8 passen somit gut für die typischen Anwendungen eines kompakten Line-Arrays auf kurzen und mittleren Distanzen. Herausragend ist jedoch die Eigenschaft, die 110° schon ab 300 Hz aufwärts konsequent einzuhalten, was den meisten Line-Arrays in dieser Größenklasse nicht gelingt. Erreicht wird das beim A8 durch die relativ breite Schallwand mit weit außen liegenden Tieftönern sowie die große horizontale Hornfläche für Mittel- und Hochtöner in Kombination mit der speziellen überlappenden Filterfunktion zwischen den Tieftönern und der Mittel-/Hochtoneinheit.

Anschließend wurde eine einzelne A8 noch in der Vertikalen gemessen. Das Ideal eines Line-Array-Elementes würde einem Isobarenverlauf entsprechen, der sich mit der Frequenz kontinuierlich einschnürt. Zusätzlich bilden sich jedoch ab einer Frequenz, deren Wellenlänge der Länge der Quelle entspricht, bei ±90° noch Nebenmaxima mit Pegeln von bis zu −13 dB relativ zum Hauptmaximum aus. Mit weiter steigender Frequenz wandern diese dann auf das Hauptmaximum zu. Dieser Effekt entsteht durch die räumliche Rechteckfensterung der Quelle und tritt bei jeder Linienquelle begrenzter Länge auf. Abb. 11 zeigt dazu die gemessenen Isobaren, deren mittleres Hauptmaximum sich wie erwartet verhält und wo die seitlichen Nebenmaxima bei ca. 2 kHz beginnend auf das Hauptmaximum bei 0° zulaufen.

JBL VTX A8 Directivity im Array

Vergrößert man die Anordnung und damit die Länge der Linienquelle, dann verschiebt sich der Beginn der seitlichen Nebenmaxima entsprechend zu tieferen Frequenzen hin und das Hauptmaximum wird schmaler. Die obere Isobarengrafik aus Abb. 12 für ein annähernd gerades Array aus drei A8 zeigt genau diesen Effekte. Um ein Line-Array sinnvoll einsetzen zu können, muss es aber nicht nur eine möglichst perfekte gerade Liniequelle, sondern auch eine gekrümmte Linie abbilden können. Über die Krümmung des Arrays wird das sogenannte „Intensity Shading“ erreicht, bei dem für große Reichweiten viele Einheiten auf einen kleinen Raumwinkel arbeiten und für kürzere Distanzen durch das Curving der Raumwinkel vergrößert und damit die Intensität reduziert wird. Um damit eine Hörerfläche möglichst gleichmäßig zu beschallen, müssen die einzelnen Elemente auch in gekrümmter Form weiterhin als eine Liniequelle agieren. Das bedeutet, die Linie darf nicht aufreißen und in einzelne Quellen zerfallen, was insbesondere bei hohen Frequenzen schwierig zu erreichen ist. Dabei gilt der Zusammenhang: je kleiner die Einzelquelle ist, umso stärker darf die Krümmung sein. Line-Array-Elemente mit einer großen Bauhöhe können daher weniger stark untereinander gewinkelt werden als kleine flache Elemente. Für das A8 beträgt der maximale Box zu Box Winkel 10°. Wie sich das 3er-Array der A8 mit Winkeln von 2°, 6° und 10° verhält, zeigen die drei Isobarengrafiken aus Abb. 12. Erst beim maximalen Curving mit 10°-Winkeln von Box zu Box treten erste kleine Lücken in den Isobaren oberhalb von 15 kHz auf. Das A8 kann somit völlig unbedenklich in allen möglichen Winkeleinstellungen genutzt werden.

Ein weiterer Effekt lässt sich noch in Abb. 12 ansatzweise beobachten. Der über das Curving eingestellte Gesamtwinkel stellt sich oberhalb von 2 kHz wie gewünscht ein, darunter schnüren sich die Isobaren jedoch zunächst stärker als gewünscht ein, bevor sie sich zu noch tieferen Frequenzen hin wieder aufweiten. Dieser als Low-Mid-Beam bezeichnete Effekt der Einschnürung bei tieferen Frequenzen tritt abhängig von der Länge und dem Curving des Arrays mehr oder weniger stark auf. Je länger das Array ist, umso tiefer setzt der Low-Mid-Beam ein. Für ein Array aus drei A8 mit 10°-Winkeln zueinander beginnt die Einschnürung unterhalb von 3 kHz und erreicht bei 2 kHz ihre stärkste Ausprägung. Mit zehn A8 Elementen und 2,5°-Winkeln Box-zu-Box tritt der Effekt signifikant erst bei 800 Hz auf. Das Array wirkt dann in seiner gesamten Länge als eine ausgedehnte Quelle mit einer stark gebündelten Schallabstrahlung, die durch das Curving nicht mehr wie gewünscht beeinflusst werden kann. Diese und andere Auswirkungen der Länge und des Curvings eines Arrays lassen sich sehr schön mit Hilfe der EASE-GLL im GLL-Viewer darstellen. Der GLL-Viewer ist ein kostenloses Tool aus dem EASE-Paket und findet sich auf der Homepage von AFMG. Die GLL-Daten der VTX-Systeme stehen auf der JBL-Homepage zum Download bereit. Die hier beschriebenen Eigenschaften treffen so auf alle Line-Array-Systeme zu und sind nicht systemspezifisch. Möchte man den Low-Mid-Beam vermeiden, dann muss neben dem mechanischen Curving zusätzlich noch ein elektronisches Beamforming eingesetzt werden.

Maximaler SPL

Für die immer etwas kritische Bestimmung des erreichbaren Maximalpegels werden im Messlabor für die Testberichte von uns seit geraumer Zeit zwei bewährte Verfahren genutzt: Zum einen die Messung mit 185 ms langen Sinusburst-Signalen. Hier wir der Pegel mit einem Sinussignal für eine Frequenz so lange erhöht, bis ein bestimmter Verzerrungsanteil – typisch 3% oder 10% – erreicht wird. Der dabei gemessene Schalldruck als Mittlungspegel für die Dauer der Messung wird als Messwert festgehalten. Diese Messung wird über einen zu definierenden Frequenzbereich in Frequenzschritten von 1/12 Oktaven durchgeführt.

Eine zweite für die Praxis etwas aussagekräftigere Maximalpegelmessung ist die Multitonmessung. Die Basis des Multitonsignals besteht aus 60 Sinussignalen mit Zufallsphase, deren spektrale Gewichtung beliebig eingestellt werden kann. Für die in Abbildung 14 und 15 gezeigten Messungen mit einer einzelnen A8 und einem Dreier-Array wurde eine Gewichtung entsprechend eines mittleren Musiksignals (grüne Kurve) gewählt. Der Crestfaktor des so synthetisierten Messsignals, der das Verhältnis vom Spitzenwert zum Effektivwert beschreibt, liegt bei einem praxisgerechten Wert von 4 (entsprechend 12 dB).

Die Sinusburstmessung für maximal 10% Verzerrungen in Abb. 13 liefert für eine einzelne A8 Maximalpegelwerte je nach Frequenz von 120 bis 130 dB. Zum Vergleich sind in Abb. 13 auch noch die Kurven der Sensitivity eingezeichnet. Eine Verschiebung gegenüber der Messung 1 W/1 m von 30 dB nach oben entspricht einer Leistung von 1000 W, 20 dB von 100 W und 10 dB von 10 W. Zieht man noch ein wenig Powercompression ab, dann passen die gemessenen Maximalpegel gut mit der angegebenen Belastbarkeiten der einzelnen Wege zusammen. Für den LF-Zweig im A8 sind das 600 W Dauerbelastbarkeit, entsprechend +27,8 dB Pegelzuwachs, die erreicht werden können, bevor ein Limiter eingreift. Bei diesen Werten handelt es sich immer um Mittlungspegel für Sinussignale mit nur 3 dB Crestfaktor. Die Kurve darf daher nicht mit den üblichen Maximalpegelangaben als Peakwert für Rauschsignale mit 6 oder 12 dB Crestfaktor verglichen werden. Trotzdem ist die Messung mit Sinusbursts sinnvoll, da die Kurven Aufschluss über mögliche Schwachstellen eines Lautsprechers geben. Betrachtet man unter diesem Aspekt die Messungen in Abb. 13, dann spiegelt sich die etwas geringe Sensitivity beider Wege knapp oberhalb von 1 kHz so auch in der Maximalpegelkurve wider. Die rote Kurve wurde mit einem Array aus drei A8 gemessen, die parallel an zwei Kanälen einer I-Tech 4x3500HD angeschlossen waren. Der Pegelzuwachs gegenüber einer einzelnen Box beträgt ca. 9 dB. Das Array war für die Messung mit 0,25°-Winkeln von Box zu Box gerade ausgerichtet und nicht gecurvt. Mit zunehmendem Curving würde der Pegelzuwachs zu hohen Frequenzen hin zurückgehen, da sich die abgestrahlte Schallleistung dann auf einen größeren Raumwinkel verteilt. Über alles betrachtet fallen die Maximalpegelkurven gleichmäßig aus und liegen auf hohem Niveau. Echte Schwachstellen gibt es keine. Lediglich der Einbruch oberhalb von 1 kHz ist ein kleiner Schönheitsfehler.

Abb. 14 und 15 zeigen die Ergebnisse der Multitonmessung. Für den aus dieser Art der Messung abgeleiteten Verzerrungswert werden alle Spektrallinien aufaddiert, die nicht im Anregungssignal vorhanden sind, d. h. die als harmonische Verzerrungen oder als Intermodulationsverzerrungen hinzugekommen sind. In der Grafik sind das die blauen Linien und deren Summenkurve in 1/6 Oktav breiten Frequenzbändern. Auch bei dieser Art der Messung wird der Pegel so lange erhöht, bis der Gesamtverzerrungsanteil (TD = Total Distortions) einen Grenzwert von 10% erreicht. Bei den Gesamtverzerrungen werden alle harmonischen Verzerrungsanteile (THD) und auch die Intermodulationsverzerrungen (IMD) berücksichtigt. Unter diesen Bedingungen erreichte eine einzelne A8 für ein typisches Musikspektrum nach EIA-426B bezogen auf 1 m Entfernung im Freifeld unter Vollraumbedingungen einen Spitzenpegel von 133 dB und einen Mittlungspegel von 121 dB. Für das Array aus drei A8 wurden 142 dB Spitzenpegel und 130 dB als Mittlungspegel erreicht.

Vergleicht man die mit der Multitonmessung ermittelten 133 dB Peak für eine A8 mit den 139 dB aus dem Datenblatt, dann kommt unvermeidlich die Frage auf, wie die 6 dB Differenz entstehen? Die Bezugswerte sind es nicht. Beide Messungen gelten für Vollraumbedingungen und sind auf 1 m Entfernung umgerechnet. Eine Frequenzbewertung fand nicht statt und in beiden Fällen wurde ein Signal mit 12 dB Crestfaktor genutzt. Zwei Unterschiede gibt es aber dennoch: Die Messung bei JBL für das Datenblatt erfolgte mit Pinknoise, wo der Hochtöner einen größeren Anteil am Gesamtsignal hat. Entsprechend fallen bei kräftigen Hochtönern hier die Werte höher aus. Und die Messung mit Pinknoise berücksichtigt kein Verzerrungslimit, wogegen unsere Multitonmessung maximal 10% Gesamtverzerrungen zulässt, die als Grenzwert für den Maximalpegel angesetzt werden. Beides zusammen kann einen Unterschied von 6 dB ausmachen, was nicht weiter ungewöhnlich und nachvollziehbar ist.

JBL Line-Array-Calculator

JBL bietet dem VTX-Anwender zwei kostenlose Software-Tools zur Unterstützung für den Betrieb der Lautsprecher und der zugehörigen Amps an. Der Line Array Calculator (LAC) für die Planung einer Beschallung und der Performance Manager zur Konfiguration und zum Betrieb der Anlage. Man beginnt mit dem LAC und definiert dort im Schnittbild die Hörerflächen und die Positionen des Arrays. Es kann immer nur jeweils ein Array berechnet werden, wobei im Vorfeld zu unterscheiden ist, ob es sich um ein geflogenes oder im Groundstack betriebenes Array handelt. Subwoofer sind zurzeit noch separat zu betrachten und unterscheiden sich nach geflogenen Subs oder Bassarrays am Boden. Die Berechung erfolgt dann für die jeweilige Ebene. Bei den Line-Arrays ist das der Längsschnitt und für Subwoofer-Arrays am Boden die Grundfläche. 3D-Ansichten und Kombinationen verschiedener Modelle können mittels EASE angezeigt werden. Der LAC ist aktuell in der Version 3.2.1 verfügbar, wo die beiden hier vorgestellten Komponenten A8 und B18 bereits integriert sind.

Nach den Vorgaben für die Hörerflächen sowie Positionen und Konfiguration des Arrays berechnet der LAC zügig ein Mapping für die Schnittfläche, für das der betrachtete Frequenzbereich von 20 bis 16.000 Hz in Terzbändern ausgewählt werden kann. Wie die im Mapping angezeigten Pegelwerte zu interpretieren sind, bleibt leider offen. Wünschenswert wäre, auch breitbandig verschiedene Signaltypen wie Pinknoise, EIA-426B Noise oder ein Sprachspektrum für die Berechnung auswählen zu können. Möchte man die zu erwartenden Frequenzgänge sehen, dann können auf den Hörerflächen bis zu acht virtuelle Messmikrofone gesetzt werden, für die dann die Frequenzgänge berechnet werden. In der DSP-Funktion des Arrays können diverse Filter nach Vorgabe, z. B. zur Kompensation der Ausbreitungsdämpfung, oder auch nach Wunsch des Anwenders gesetzt werden.

Neben den akustischen Eigenschaften ermittelt der LAC auch die mechanischen Parameter. Berechnet werden die Abmessung, der Schwerpunkt und die Lastverteilung am Flugrahmen. Die Pickpoints können variiert und es kann auch ein optionaler Pull-Back-Frame eingesetzt werden. Die mechanische Konfiguration kann final als PDF ausgedruckt oder auf eine Smartphone APP via QR Code übertragen werden, so dass die Rigger beim Aufbau immer sofort alle Daten präsent haben.

Sobald die Konfiguration festgelegt und die Hardware zusammengestellt ist, geht es darum, diese vorzukonfigurieren. Jetzt kommt der Performance Manager ins Spiel, der alle Lautsprecher, Verstärker und Controller abbildet. Verstärker und Controller bedeutet in diesem Fall: Crown-Endstufen I-Tech HD mit integriertem BSS-Controller oder komplette Drive-Racks. Im Performance Manager können dann die Endstufen den Lautsprechern und deren Wege zugeordnet und anschließend die Setups aus dem LAC hochgeladen werden.

Ein Line-Array kann immer nur so gut sein, wie es konfiguriert wird. In vielen Fällen gelingt das mit etwas Erfahrung und der Hilfe einfacher Tools wie dem Line Array Calculator für das JBL VTX auch gut. Wird die Planung jedoch etwas komplexer und es kommen viele Lautsprecher zum Einsatz, dann reicht ein Tool in der Art des LAC nicht mehr aus. Man könnte dann auf EASE ausweichen, wofür bei vielen Anwendern speziell im Touring-Geschäft jedoch die Erfahrung und auch die Zeit fehlen. Wünschenswert wäre daher ein Planungstool in der Art des LAC, jedoch mit erweiterten Fähigkeiten.

Test der JBL VTX A8 und B18: Fazit

Mit dem A8 und dem Subwoofer B18 erweitert JBL die VTX-Baureihe um ein kompaktes Line-Array für mittlere und kurze Distanzen. Passend für diese Art der Anwendung ist der horizontale Öffnungswinkel mit 110° breit ausgelegt, so dass auch nahe an den Lautsprechern befindliche breite Flächen gut abgedeckt werden können. Insgesamt acht hauseigene Treiber modernster Bauart befinden sich in der A8, die als 3-Wege-System mit einer passiven Trennung zwischen Mittelund Hochtöner kostengünstig in einer Biamping-Konfiguration betrieben werden können. Die Messergebnisse können durchweg überzeugen. Die Frequenzgänge sind ausgeglichen, dank FIR-Filterung ist der Phasengang oberhalb von 300 Hz linear und die Isobarenkurven zeigen ein perfektes horizontales 110° Verhalten von 300 Hz angefangen bis 20 kHz. Alle Curving-Einstellungen mit bis zu 10° Box-zu-Box-Winkel funktionieren bestens, ohne dass die Linienquelle beginnt aufzureißen. Mit einer unteren Eckfrequenz von 50 Hz (–10 dB) kann das A8-Array in vielen Fällen auch fullrange eingesetzt werden. Für echten Tiefbass kommt dann der im A8-System flugfähige Subwoofer B18 ins Spiel, der die untere Eckfrequenz bis auf 28 Hz verschiebt. Der B18 kann zudem auch in Cardioid-Anordnungen geflogen und im Groundstack eingesetzt werden. Die A8 verwendet das schon von der A12 bekannte Flugsystem mit einer Vierpunktmechanik, die leicht zu handhaben ist und sich unauffällig in die Gehäuse integriert, so dass ein Array einen auch optisch homogenen und wenig technischen Eindruck macht. Ebenfalls über jede Kritik erhaben sind die Gehäuse der A8 und des B18: Die Verarbeitung ist auf höchstem Niveau und für beide Lautsprecher wird die Schutzart IP55 angegeben.