Audio

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— Schläge pro Minute (bpm)

c— Geschwindigkeit des Schalls (m/s)

Wie es funktioniert

Dieser Rechner berechnet die Audioverzögerungszeit für temposynchronisierte Effekte und die Ausrichtung der akustischen Ausbreitung. Musikproduzenten, Live-Tontechniker und Studiotechniker verwenden ihn, um Delay-Effekte mit dem Songtempo zu synchronisieren und Lautsprechersysteme so auszurichten, dass ein kohärenter Klang entsteht. Bei temposynchronisierten Verzögerungen entspricht die Zeit 60000/BPM Millisekunden pro Beat, wobei die Unterteilungen proportional skaliert werden: Viertelnote = 60000/BPM, Achtelnote = 30000/BPM, Sechzehntel = 15000/BPM. Bei der Schallausbreitung bewegt sich der Schall mit 343 m/s (bei 20 °C gemäß ISO 9613-1), was zu einer Verzögerung von 2,92 ms pro Meter führt. Untersuchungen zum Haas-Effekt (1951) zufolge verschmelzen Verzögerungen unter 30 ms wahrnehmungsmäßig mit dem Originalschall; 30-50 ms bewirken eine räumliche Erweiterung; über 50 ms erzeugen deutliche Echos. Live-Soundsysteme, die Delay-Lautsprecher verwenden, benötigen über die Laufzeit hinaus eine zusätzliche „Prioritätsverzögerung“ von 10—20 ms, um die Lokalisation auf die Haupt-PA gemäß den Richtlinien von Meyer Sound und d&b audiotechnik aufrechtzuerhalten.

Bearbeitetes Beispiel

Problem: Berechne die Delay-Einstellungen für eine Live-PA mit Delay-Lautsprechern in 25 m Entfernung zum Hauptsystem und einem temposynchronisierten Delay-Effekt bei 132 BPM.

Lösung — Akustische Verzögerung bei der Lautsprecherausrichtung:

Ausbreitungsdistanz: 25 m
Schallgeschwindigkeit bei 20 °C: 343 m/s (gemäß ISO 9613-1)
Laufzeit: t = 25/343 * 1000 = 72,9 ms
Prioritätsverzögerung hinzufügen: +15 ms (Haas-Effekt — sorgt dafür, dass die Haupt-PA als primäre Quelle wahrgenommen wird)
Endgültige Verzögerungseinstellung: 72,9 + 15 = 87,9 ms

Temperaturkorrektur für Veranstaltungen im Freien bei 30 °C:

c = 331,3 + 0,606 * 30 = 349,5 m/s
Laufzeit: 25/349,5 * 1000 = 71,5 ms
1,4 ms schneller als bei einer 20C-Berechnung — signifikant für die Zeitausrichtung

Lösung — Temposynchronisierter Verzögerungseffekt bei 132 BPM:

Verzögerung bei Viertelnoten: t = 60000/132 = 454,5 ms
Achte Note: 454,5/2 = 227,3 ms
Punktierte Achtel (klassische U2-Edge-Verzögerung): 454,5 * 0,75 = 340,9 ms
Sechzehnte Note: 454,5/4 = 113,6 ms
Triplett-Achtel: 454,5/3 = 151,5 ms

Häufige Beziehungen zu musikalischen Verzögerungen:

Gepunktete Werte addieren 50% (Achtel* 1,5 = gepunktetes Achtel)
Tripletts teilen sich durch 3 statt 2
Halbe Note = 909,1 ms, ganze Note = 1818,2 ms bei 132 Schlägen pro Minute

Praktische Tipps

✓Referenzdiagramm mit Temposynchronisierung bei 120 BPM: ganz = 2000 ms, halb = 1000 ms, viertel = 500 ms, viertel = 750 ms, achtes = 250 ms, achtes = 250 ms, gepunktetes Achtel = 375 ms (die 'Edge'-Verzögerung), sechzehntel = 125 ms. Linear skalieren: Bei 140 BPM multiplizieren Sie alles mit 120/140 = 0,857 (aus einem gepunkteten Achtel werden 321 ms).
✓Verwenden Sie bei Live-PA eine Messsoftware (Rational Acoustics Smaart, SysTune, AFMG SysTune), um die Zeitausrichtung durch Messung der Impulsantwort zu überprüfen. Positionieren Sie das Messmikrofon in der Überlappungszone zwischen Haupt- und Verzögerungsbereich. Zielausrichtung innerhalb von +/-0,5 ms für Frequenzen über 1 kHz gemäß den Richtlinien von Meyer Sound.
✓Bei verteilten Lautsprechersystemen (Kongresshallen, Flughäfen, Gotteshäuser) verschieben Sie jede Zone relativ zum Lautsprecher, der am weitesten stromaufwärts liegt. Berechnen Sie die kumulative Verzögerung: Zone 1 bei 0 ms, Zone 2 bei D12/343 + 15 ms, Zone 3 bei (D12+D23) /343 + 15 ms usw. Fehlt eine Zone in der Kette, sinkt die Sprachverständlichkeit pro RASTI-Messung um 20-40%.
✓Faustregel für Temperaturkompensation: Die Schallgeschwindigkeit ändert sich um 0,18% pro Grad Celsius. Bei einem Lautsprecher mit einer Verzögerung von 30 m verschiebt sich bei jeder Temperaturänderung von 5 °C die Ausrichtung um 0,8 ms. Programmieren Sie die Verzögerungssysteme so, dass sie sich automatisch anpassen oder prüfen/neu kalibrieren, wenn die Temperatur um mehr als 10 °C gegenüber der ursprünglichen Konfiguration abweicht.

Häufige Fehler

✗Das Timing der Delay-Lautsprecher auf die exakte Laufzeit einstellen — dadurch werden Eingangssignale von Haupt- und Verzögerungslautsprechern mit gleicher Amplitude erzeugt, was zu einer Kammfilterung mit einer Frequenzgangwelligkeit von +/-6 dB führt. Fügen Sie gemäß den Richtlinien für den Haas-Effekt einen „Prioritätsversatz“ von 10 bis 20 ms hinzu, um sicherzustellen, dass das Hauptsystem zuerst ankommt und die Lokalisierungswahrnehmung dominiert.
✗Ignorieren von Temperatureffekten auf die Schallgeschwindigkeit - c = 331,3 + 0,606*T (Celsius) m/s gemäß ISO 9613-1. Bei 35 °C im Freien: c = 352 m/s (2,6% schneller als 20 °C). Bei einem Wurf von 50 m ändert sich dadurch die Laufzeit um 3,8 ms — genug, um eine hörbare Kammfilterung auszulösen, wenn nicht korrigiert wird. Professionelle Systeme (Meyer Galaxy, d&b ArrayCalc) verfügen über eine Temperaturkompensation.
✗Verwirrendes Tap-Tempo-Intervall mit Noteneinteilung — Tap-Tempopedale berechnen das Intervall direkt aus dem Tap-Timing. Ein Tippen von 500 ms bei einer Viertelnotenteilung zeigt 120 BPM an; dieselben 500 ms bei Achtelteilung ergeben 240 Schläge pro Minute. Prüfen Sie die Ausgangswellenform anhand eines Metronoms, wenn Sie sich nicht sicher sind, welcher Modus aktiv ist.
✗Anwendung von Haas-Effektverzögerungen bei der Überwachung im Kontrollraum — Studiotechniker fügen einem Kanal manchmal eine Verzögerung von 15-30 ms hinzu, um die Breite zu erhöhen, was zu Lokalisierungsproblemen führt, die sich schlecht auf andere Wiedergabesysteme übertragen lassen. Gemäß den AES/EBU-Richtlinien sollten Sie in echtem Stereo ohne künstliche Verzögerungen überwachen. Verwenden Sie Pan and Level für die Breite.

Häufig gestellte Fragen

Welche Verzögerungszeit ergibt ein Viertelnotenecho bei 140 Schlägen pro Minute?

t = 60000/140 = 428,6 ms pro Viertelnote. Übliche Unterteilungen bei 140 Schlägen pro Minute: Punktierte Achtel (die größte musikalische Verzögerung in modernen Genres): 428,6 * 0,75 = 321,4 ms. Achte Note: 428,6/2 = 214,3 ms. Sechzehnte Note: 428,6/4 = 107,1 ms. Achteltriplett: 428,6/3 = 142,9 ms. Bei EDM-/Pop-Produktionen sorgen punktierte Achtel- oder Sechzehntel-Delays für rhythmische Bewegung, ohne den Mix zu überladen.

Wie viel Verzögerung führt dazu, dass ein Echo als eigenständiges Geräusch wahrgenommen wird?

Per Haas/Wallach Präzedenzeffektforschung (1951): 0-10 ms — Geräusche verschmelzen vollständig, verzögertes Signal erhöht nur die Lautstärke. 10-30 ms — Verschmelzung mit räumlicher „Erweiterung“ oder „Verdickung“. 30-50 ms — Verfärbung beginnt, Kammfiltereffekte hörbar, Ort ungewiss. 50+ ms — diskretes Echo wird als separates Ereignis wahrgenommen. Der Schwellenwert variiert je nach Signaltyp: Transienten (Schlagzeug, Sprache) zeigen Echos früher (~35 ms) als anhaltende Töne (~60 ms). In Räumen mit Nachhall überdecken Reflexionen diskrete Echos und erhöhen den Schwellenwert auf 60-80 ms.

Wie richte ich einen Delay-Lautsprecher 25 m von der Haupt-PA entfernt ein?

1. Berechnen Sie die Übertragungszeit: 25 m/343 m/s * 1000 = 72,9 ms bei 20 °C. 2. Fügen Sie eine Prioritätsverzögerung hinzu: +10-20 ms (beginnen Sie mit +15 ms), um sicherzustellen, dass die Haupt-PA die Lokalisation gewinnt. 3. Stellen Sie den Delay-Prozessor auf insgesamt 87,9 ms ein. 4. Mit Messung überprüfen: Verwenden Sie Smaart oder ähnliches, um die Impulsantwort in der Überlappungszone zu messen. Der PA-Hauptimpuls sollte 10-20 ms vor dem verzögerten Lautsprecherimpuls ankommen. 5. Temperaturkorrekt: Bei 30 °C beträgt die Ausbreitung 71,5 ms (insgesamt werden 86,5 ms). Laut den Konstruktionsrichtlinien von d&b Audiotechnik liegt der Lautsprecher im Überlappungsbereich 3-6 dB unter der Hauptlautstärke.