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Audio-Verzögerungs- und Echo-Zeit-Rechner

Berechnet musikalisch synchronisierte Verzögerungszeiten aus BPM und Notenwert sowie akustische Ausbreitungsverzögerung aus der Lautsprecherentfernung.

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Formel

t_beat = 60000/BPM ms, t_prop = d/c × 1000

BPM— Beats per minute (bpm)
c— Speed of sound (m/s)

Wie es funktioniert

Die Verzögerungszeit im Audio hat zwei unterschiedliche Anwendungen. (1) Rhythmische Verzögerung für Musikeffekte: Die Verzögerungszeit wird mit dem Tempo (BPM) der Musik synchronisiert. Eine Verzögerung um eine Viertelnote bei 120 BPM hat t = 60000/BPM = 500 ms. Unterteilungen skalieren dies: Eine Verzögerung durch eine punktierte Achtelnote = 750 ms, eine Sechzehntelnote = 125 ms. Temposynchrone Verzögerungen erzeugen rhythmische Echoeffekte, die „im Takt“ zur Musik sitzen. (2) Akustische Ausbreitungsverzögerung: Der Schall bewegt sich bei 20 °C mit etwa 343 m/s. Ein Lautsprecher in 10 m Entfernung hat eine Laufzeitverzögerung von t = d/c = 10/343 = 29,2 ms. Bei der Live-Beschallung müssen Delay-Lautsprecher (Front-Fills, Delays, verteilte Systeme) um die Laufzeit vom Hauptsystem zu ihrer Position verzögert werden, zuzüglich einer zusätzlichen Verzögerung, die der Laufzeit von den Hauptlautsprechern zur Delay-Lautsprecherposition entspricht, um sicherzustellen, dass der verzögerte Lautsprecher das Hauptsystem verstärkt und nicht verwirrt. Verzögerungen unter ~50 ms verursachen den Haas-Effekt (frühe Reflexion wird als Richtung wahrgenommen); Verzögerungen über ~50 ms werden als diskrete Echos wahrgenommen.

Bearbeitetes Beispiel

Tempo: 120 BPM. Noteneinteilung: Viertelnote (4). Abstand des Lautsprechers: 10 m. Verzögerung beim Takt (Viertelnote): t_beat = 60000/120 = 500 ms Mit Viertelnotenteilung (NoteValue = 4): t_note = t_beat × (4/4) = 500 ms Verzögerung bei der achten Note: t_note = 500 × (4/8) = 250 ms Verzögerung bei der Sechzehntelnote: t_note = 500 × (4/16) = 125 ms Gepunktetes Achtel (1,5 × Achtel): t_note = 375 ms Akustische Ausbreitungsverzögerung bei 10 m: t_prop = 10/343 × 1000 = 29,2 ms Für einen Live-PA-Delay-Lautsprecher, der 30 m vom Hauptsystem entfernt ist: t_delay_setting = (30 m/343 m/s) × 1000 = 87,5 ms Hinzu kommt eine zusätzliche Verzögerung von 10—20 ms, um den Vorrang vor dem Hauptsystem sicherzustellen.

Praktische Tipps

  • ✓Bei Studio-Delay-Effekten gelten die üblichen Verzögerungszeiten für verschiedene Notenwerte bei 120 BPM: ganze Note = 2000 ms, Hälfte = 1000 ms, Viertel = 500 ms, gepunktetes Viertel = 750 ms, Achtel = 250 ms, gepunktete Achtel = 375 ms, sechzehnte = 125 ms. Punktierte Achtel ist die klassische 'U2 Edge'-Verzögerungszeit.
  • ✓Verwenden Sie bei Live-PA RTA (Echtzeitanalyse) oder Messsoftware (Rational Acoustics Smaart, SysTune), um die zeitliche Ausrichtung zwischen Haupt- und Verzögerungslautsprechern zu überprüfen, indem Sie die Impulsantwort an Sitzen in der Überlappungszone messen.
  • ✓Bei verteilten Systemen mit mehreren Lautsprechern (Hallen, Flughäfen) muss jede Lautsprecherzone relativ zum am weitesten vorgeschalteten Lautsprecher verzögert werden. Die gesamte Verzögerungskette wird als Summe der Laufzeiten zwischen den einzelnen Lautsprecherpositionen nacheinander berechnet.

Häufige Fehler

  • ✗Das Timing der Delay-Lautsprecher wird exakt an die Übertragungszeit angepasst — bei Live-Sound werden Delay-Lautsprecher in der Regel um 10—20 ms hinter der für die Übertragung korrekten Zeit eingestellt (zusätzliche Verzögerung wird hinzugefügt). Dabei wird der Haas-Effekt genutzt: Das Publikum hört zuerst das Hauptsystem und nimmt dessen Richtung als primäre Schallquelle wahr, wodurch verhindert wird, dass der Delay-Lautsprecher an einer anderen Stelle zu stehen scheint.
  • ✗Vergessen wir die Temperaturkorrektur — die Schallgeschwindigkeit variiert mit der Temperatur: c ≈ 331 + 0,6 × T (°C) m/s. Bei 30 °C c ≈ 349 m/s (2% schneller als 20 °C). Korrigieren Sie die Berechnung der Ausbreitungsverzögerung, um eine genaue Zeitausrichtung an Orten im Freien mit unterschiedlichen Temperaturen zu erzielen.
  • ✗Verwirrendes Millisekunden-Delay mit BPM für Tap-Tempo-Effekte — Tap-Tempopedale berechnen die Delay-Zeit direkt aus dem Tap-Intervall (t_ms = 60000/BPM). Wenn das Pedal über Einstellungen für die Notenteilung verfügt, unterscheiden sich das angezeigte Tempo und die tatsächliche Verzögerungszeit — überprüfen Sie die Ausgangswellenform anhand einer Uhr.

Häufig gestellte Fragen

t = 60000/140 = 428,6 ms. Für die punktierte Achtel (die größte musikalische Verzögerungszeit für dieses Genre): 428,6 × 0,75 = 321,4 ms. Für eine sechzehnte Note: 428,6/4 = 107,1 ms.
Der Haas-Effekt (Präzedenzeffekt): Geräusche, die innerhalb von ~1—30 ms nach dem ersten Ton ankommen, werden mit diesem verschmolzen und als ein Ereignis wahrgenommen. Ab ~30—50 ms ist ein „Farb-“ oder „räumlicher“ Effekt zu hören. Oberhalb von ~50 ms wird ein diskretes Echo wahrgenommen, das vom Originalton getrennt ist. In Räumen mit Nachhall kann dieser Schwellenwert niedriger sein.
Ausbreitungsverzögerung = 25/343 × 1000 ≈ 72,9 ms. Stellen Sie den Delay-Prozessor des Delay-Lautsprechers auf diesen Wert ein, um ihn an die Wellenfront des Hauptsystems anzupassen. Fügen Sie weitere 10—20 ms hinzu (insgesamt ~83—93 ms), um sicherzustellen, dass die Haupt-PA in der Überlappungszone zwischen Haupt- und Delay-Lautsprechern Vorrang hat.

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