6. What is Latency?

Die Übertragung der Daten über den Bus braucht eine gewisse Zeit, es gibt eine Verzögerung zwischen dem Moment, an dem die Soundkarte einen Samplewert bereitstellt und an dem dieser Wert im Programm eintrifft (vermittelt durch den Treiber) oder umgekehrt. Diese Verzögerung bezeichnet man als Latenz.

Verkompliziert wird die Sache dadurch, dass streng geregelt sein muss, wer wann was über den Bus schicken darf, damit nichts verloren oder durcheinander geht. Das schluckt etwas Rechenleistung. Zudem muss für die serielle Übertragung von FireWire und USB eine Sicherheitsreserve eingebaut werden, die das Abreißen des Datenstroms in gewissen Grenzen abfangen kann. Dafür werden so genannte Samplepuffer zwischengeschaltet, die immer eine gewisse Menge des Datenstroms vorrätig halten, um eine Lücke zu verhindern. Diese Puffer erhöhen die Latenz (übliche Werte sind hier im Bereich von 64 bis 512 Samples angesiedelt). Vorteil PCI: Dank paralleler Übertragung und hoher Datentransferrate kann der Puffer hier i.d.R. kleiner eingestellt werden als bei USB- oder Firewireinterfaces, wodurch die Latenz verringert wird.

Doch nicht nur die Datenübertragung ist latenzbehaftet, auch die ADC- und DAC-Bausteine benötigen für die Wandlung eine gewisse Zeit, was sich um ca. 1ms bis 1,5ms bewegt – wahrlich nicht viel, aber Kleinvieh macht bekanntlich auch Mist. Der Letzte im problematischen Bund der Latenzen ist die Audiosoftware bzw. der Prozessor des Computers: Der muss so schnell rechnen können, dass innerhalb der Pufferzeit des gesamten Systems der nächste Wert zur Wandlung bei der Soundkarte eintrifft bzw. beim Aufnehmen von der Karte abgeholt werden kann. Kommt es hier zur Lücke, fehlt den Wandlern die Information, bzw. es wird das anstehende Sample der Aufnahme nicht gespeichert, was in beiden Fällen zum gleichen Ergebnis führt: Es knackst.

Zusätzliche Latenz kann durch Plug-ins im Audioprogramm entstehen. Längst nicht alle Plug-ins erzeugen wahrnehmbare Latenz. Ein Look-Ahead-Kompressor muss aber z.B. erst Pegel messen, bevor er weiß, ob er regeln muss. An solchen Latenzen kann auch der flotteste Soundkartentreiber nichts ändern.

Latenz
Latenz

Wann und wen stört die Latenz?

Dass es zu diesen Verzögerungen kommt, muss nicht zwingend in jeder Situation ein Nachteil sein. Solange das Ohr keinen Vergleich zum latenzunbehafteten (Direkt-)Signal hat, spielt die Verzögerung überhaupt keine Rolle. Das ist z.B. beim rechnerinternen Abmischen der Fall, wenn nur noch Spuren wiedergegeben werden – ob nach dem Drücken auf Play eine Verzögerung von 23 ms auftritt oder nicht, spielt keine Rolle. Man kann sogar die Latenz gezielt hochschrauben, um mehr Rechenleistung zur Verfügung zu haben (der Prozessor hat dann mehr Zeit, bis das nächste Sample zur Soundkarte geschickt werden muss).

Störend wird die Latenz, sobald ein Bezug zwischen Eingabe und Ausgabe besteht. Spielt man einen virtuellen Synthesizer, der auf dem Computer berechnet wird, spürt man jede größere Verzögerung, die zwischen dem Tastendruck auf dem Keyboard und dem ausgelösten Klang auftritt. Auch ein Sänger, der sich im eigenen Kopfhörer mit einer leichten Verzögerung hört, wird sich nicht wohl fühlen, da sich das Direktsignal, dass er u.a. über seine Schädelknochen hört mit dem zeitversetzten Signal auf dem Kopfhörer überlagert. In diesem Fall kann aber leicht mittels Direct Monitoring Abhilfe geschaffen werden. Der Sänger bekommt einfach ein analog oder direkt hinter dem Wandler abgegriffenes Signal, und hört sich somit nahezu verzögerungsfrei. Dieses sogenannte Direct Monitoring gehört mittlerweile zu Standardausstattung von Audiointerfaces.

Extrem kleine Latenzen (unter ca. 10ms) braucht man also nur beim Einspielen von virtuellen Klangerzeugern oder, wenn Direct Monitoring nicht möglich ist. Bei Verwendung von Ampmodelingsoftware zum Einspielen von Gitarren ist die Latenz z.B. auch nicht so kritisch. Die Latenz von 10ms entspricht bei einer Schallgeschwindigkeit von 343 m/s etwa einer Strecke von 3,5m. Also eine Verzögerung, die für bühnenerfahrene Gitarristen kein Problem darstellen sollte.

Die Latenz lässt sich über die Puffergröße regeln, da sie mit dieser direkt zusammenhängt.

Symmetrisch, unsymmetrisch, servo-symmetrisch?

Unsymmetrisch sind alle elektrischen Übertragungen, die mit nur einer Signalader und in Bezug auf Masse/Schirmung stattfinden („Monokabel“). Als symmetrisch wird eine Übertragungsart bezeichnet, die auf einer zweiten Ader das „Spiegelbild“ des eigentlichen Signals überträgt. Auf Empfängerseite wird daraus mit dem Originalsignal die Differenz gebildet und auf diese Weise Störungen eliminiert, die innerhalb der Übertragunsstrecke eingestreut wurden. Servo-symmetrisch bezeichnet Anschlüsse, die automatisch zwischen symmetrischer und unsymmetrischer Signalführung umschalten, es ist also gleich, welches Kabel und welcher Gerätetyp angeschlossen wird.

Was ist Kaskadierung?

Die Möglichkeit, mehrere Audiointerfaces zu „bündeln“ und gemeinsam als ein großes zu benutzen.

Welcher Pegel, –10dBV oder +4dBu?

Hängt letztlich einzig vom angeschlossenen Equipment ab. +4dBu ist "heißer", hat also mehr Pegel und übersteuert als Ausgang einen –10dBV-Eingang (z.B. am Verstärker). Umgekehrt ist ein –10dBV-Ausgang an einem +4dBu-Eingang "zu leise" und man verschenkt Auflösung am Wandler. Viele Interfaces lassen sich zwischen beiden Pegelbezügen umschalten und so an die jeweiligen Bedürfnisse anpassen.

Was puffert ein Puffer?

Puffer (englisch: Buffer) sind kleinste Zwischenspeicher, die vom Computer zum internen Datenaustausch benutzt werden. Hat z.B. der Sequenzer die Berechnung eines Audiosamples abgeschlossen, wird dieses in einen Puffer geschrieben, der anschließend von der Digitalwandler des Audiointerfaces ausgelesen und dann als Audiosignal ausgegeben wird. Je kleiner ein Puffer ist, desto zeitkritischer wird er, da die Abstände zum Schreiben und Lesen entsprechend kürzer werden. Die Latenz erhöht sich durch Vergrößerung der Puffer und wird niedriger durch kleinere Pufferwerte.

Phantomspeisung

Die Phantomspeisung (üblicherweise 48V) stellt Kondensatormirkofonen die nötige Betriebsspannung zur Verfügung. Da sie im Audiosignal nicht auftaucht, obwohl sie über dasselbe Kabel läuft, wird sie als Phantomspeisung bezeichnet.

Koaxial und/oder optisch?

Koaxialkabel sind auf Hochfrequenz hin optimierte Kabel, deren Signalader in der Mitte eines Trägermaterials verläuft (Antennenkabel sind z.B. koaxial). Optische Kabel benutzen zur Übertragung Licht, das in einer Glasfaser transportiert wird. Beide Kabeltypen werden für digitale Signalübertragungen benutzt. Optische Kabel sind i.d.R. weniger störanfällig, da sie nicht von äußeren elektrischen Feldern beeinflusst werden können.

Klingt es mit 96kHz immer besser?

Jein. Ein guter Wandler bei 44,1kHz klingt besser als ein mittelmäßiger mit 96kHz. Oft übersehen wird auch, dass bei 96kHz wesentlich mehr Daten anfallen – ein Computer, der bei 44,1kHz noch alles meisterte, ist dann schnell vor die Wand gefahren.

Wie wichtig ist die Qualität der Wandler?

Wandler ist nicht gleich Wandler, die Spanne reicht von Rauschkollege bis Goldohr. Ein vollintegrierter Baustein (ein so genannter Codec) auf einer 20€-Soundkarte ist kein Vergleich zu einem hochwertigen Chip, der einzeln schon so viel kostet. Zu beachten ist allerdings, dass es nicht allein am verbauten Wandler liegt, wie gut die Audioeigenschaften einer Soundkarte sind. Sind die analogen Ein- und Ausgangsschaltkreise nicht sauber aufgebaut, sinkt auch die Leistungsfähigkeit der eigentlichen Wandlerchips. Die alleinige Aussage, welchen Wandlertyp die Karte benutzt, sagt damit nicht zwangsläufig etwas über deren tatsächliche Qualitäten aus.

Wie hoch sollte der Rauschabstand sein?

Prinzipiell natürlich so hoch wie möglich. Ein Audiointerface mit 106 dB Rauschabstand (SNR = „Signal-to-Noise Ratio“) rauscht nur halb so viel wie eins mit 100 dB Rauschabstand, und eins mit 112 sogar vier mal weniger. Aber: Der maximale Rauschabstand einer CD liegt bei „nur“ 96 dB. Absolut gesehen, ist daher 100 dB SNR immer noch sehr, sehr rauscharm. Trotzdem ist es sinnvoll, Wandler mit möglichst gutem Rauschabstand zu verwenden, denn in der Popmusik werden Signale ja oft noch stark komprimiert, sodass leises Rauschen nachträglich lauter wird. Außerdem kann man bei sehr guten Rauschwerten bei der Aufnahme getrost ordentlich Headroom lassen – man muss sich keine Gedanken über Verzerrungen machen und erhält dennoch eine super rauscharme Aufnahme. Um den vollen Rauschabstand Ihrer Karte ausnutzen zu können, müssen Sie übrigens mit 24 Bit Auflösung arbeiten, denn mit 16 Bit ist wie gesagt bei 96 dB Schluss.

Technische Werte und Klang

In der heutigen Zeit unterscheidet man beim Kauf eines Interfaces nicht mehr zwischen Homerecording und Gamer oder Streamer. Wir haben mittlerweile Interfaces im Sortiment, die speziell auf das eine abzielen, aber natürlich auch genauso gut für das andere verwendet werden können.

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