Audacity: Latenz von Lautsprecher messen

Für ASIO-Umgebungen wurde zum messen bereits vor langer Zeit das Tool CEntrance ASIO Latency Test Utility vorgestellt. Offenbar ist dieses nicht mehr verfügbar und es gibt andere Mittel und Wege die Latenz zu bestimmen. Relativ einfach lässt sich die Verzögerung mit dem Audio-Editor Audacity messen.

Benötigt wird neben dem zu messenden Lautsprecher, der idealerweise mittels Line (Kopfhörer-/Lautsprecherausgang, o.ä.) angeschlossen ist ein Mikrofon. Da es hier nicht um High End-Studioaufnahmen geht, reicht irgendwas günstiges aus. Wichtig ist das es direkt mit dem Mikrofon-Eingang der Soundkarte verbunden ist, es sollte also beispielsweise kein USB-Headset verwendet werden. Vor der eigentlichen Messung sollten die Pegel eingestellt werden, d.h. keine Übersteuerung und allzu laut muss es auch nicht sein.

  • Nun startet man Audacity, wählt ggf. die Ausgabe- und Aufnahmegeräte aus.
  • Man läd zunächst ein Soundschnipsel oder Musikstück in eine Spur. Idealerweise startet dieses direkt am Anfang ohne irgendeinen Vorspann, so ist es später einfacher die Verzögerungszeit zu bestimmen.
  • Fügt eine zweite Spur hinzu („Spur – Neu hinzufügen – Stereo-Spur“).
  • Hält das Mikrofon an den Lautsprecher und startet die Aufnahme.

Eine kurze Aufnahme von wenigen Sekunden reicht völlig aus. Zum bestimmen der Verzögerung setzt man in der „Auswahl Werkzeugleiste“  (oder auch Fuss- bzw. Statuszeile genannt) bei „Audioposition“ diese noch auf „hh:mm:ss + Millisekunden“:

Nun positioniert man die Wiedergabemarke auf den Beginn der Aufnahme. Die bei „Audioposition“ angezeigte Zeit stellt den Wert der Latenz dar.

Für den Test kamen bisher folgende Geräte zum Einsatz:

Mit USB-Soundkarte gemessen:

Mit Onboard-Soundkarte gemessen:

Unbedingt das Update vom 11.05.2020 hierzu beachten!

Daher der Aufbau <Gemessener Wert> / <Errechneter Wert zum Vergleich mit Oben) / <ggf. sofern vorhanden via USB-Soundkarte nachgemessener Wert>:

  • SOL-EXPERT – Aktivbox für Smartphones und MP3 (Bausatz): 52 ms / 14 ms / 14 ms
  • BT Speaker BT-1843: 52 ms / 14 ms / n.a.
  • auna Bazzter: 62 ms / 24 ms / n.a.
  • reloop Groove Blaster BT: 79 ms / 41 ms / n.a.
  • Raveland XCA 200: 52 ms / 14 ms / n.a.
  • (Sure) Wondom TDA250E: 54 ms / 16 ms / 10 ms
  • (Sure) Wondom TPA250: 56 ms / 18 ms / 13 ms
  • Sony TA-FB730R: 62 ms / 24 ms / 10 ms
  • Swissonic MM-3: 49 ms / 11 ms / 10 ms

Wie man sieht eine bunte Mischung an Lautsprechern, vom Bausatz (SOL-Expert), über einen Instrumentenverstärker (Behringer), eine Bluetooth-Röhre (Caliber), einen PC-Lautsprecher (Creative) bis hin zum portablen Bluetooth-Lautsprecher (Mackie) alles dabei. Speziell zu den Bluetooth-Geräten sei angemerkt, das diese wie alle anderen auch via Line verbunden waren. Über Bluetooth selbst gibt es weitere zusätzliche Latenzen, da macht die Messung (imho) keinen wirklichen Sinn. Ebenfalls beachten sollte man, das die erfassten Zeiten nur ungeführ sind. Bedenken sollte man zudem, das die Umwandlung von Digital-zu-Analog bei der Wiedergabe, sowie die umgekehrte Richtung, also Analog-zu-Digital für die Aufnahme ebenfalls etwas Zeit benötigt.

Richtig entschäuschend ist Mackie’s FreePlay Home in Sachen Verzögerungszeit. Hier zeigte sich mit deutlichem Abstand eine hohe Latenz vom Line In bis zur hörbaren Wiedergabe von 112 ms. Kurzum: Für Echtzeit (< 25 ms) viel zu lange. Schade. Für ein Gerät das gut 200 € kostet und noch dazu von einem Musikgeräte-Hersteller stammt erstaunlich ungut.

Zum direkten Vergleich anbei ein Screenshot mit allen Spuren der getesteten Geräte:

Update 05.09.2019

Auf der Suche nach einem Geburtstagsgeschenk für einen meiner Neffen fiel uns ein BT Speaker BT-1843, das ist so ein No-Name-Bluetooth-Lautsprecherteil, in die Hände. Der eigentliche Plan war diesen zusammen mit einem optionalen Mikrofon als Quasi-Karaoke-System zu verwenden, aber das Ding hat viel zu viele Unzulänglichkeiten, die da wären:

  • Beim Einschalten und Wechseln des Modus brüllt einem eine Frauenstimme entgegen, deren Lautstärke ist nicht regelbar.
  • Keine Regelung der Mikrofonlautstärke.
  • Anscheinend hat der 6.3 mm Mikrofon-Klinkeneingang ein Problem, da man den Stecker etwas herausgezogen lassen und dabei noch festhalten muss, damit das Mikrofon funktioniert. Das Ganze scheint stark vom verwendeten 6.3 mm Klinkenstecker abhängig zu sein bzw. genauer ausgedrückt wie groß der Isolierring zwischen Signal und Masse ist, denn mit einem anderem Kabel/Mikro funktioniert es.
  • Vom Klang usw. fang ich gar nicht erst an, für das Geld ist dabei auch nicht viel zu erwarten.

Jedenfalls hat das Teil einen Aux-In, das war dann quasi die Einladung für mich zum Testen. Ca. 52 ms Latenz, gibt besseres, gibt schlechteres. Die Liste oben wurde entsprechend aktualisiert. Aber irgendwie schon krass, das ein weiterer günstiger Hersteller besser ist als zumindest ein teurerer Markenhersteller.

Apropos Marke: Zwischenzeitlich hatte ich mit einem weiteren (deutschen) Hersteller Kontakt, den Namen darf ich nicht nennen, da es sich nicht um keine offizielle Aussage handelt. Jedenfalls spielt bei diesem die Latenz keine Rolle, da dies lediglich nur eine sehr spezielle Anwendergruppe betreffen würde. Werte konnten keine genannt werden, ein Mitarbeiter der Presseabteilung lies mich nach einem selbst durchgeführten Test wissen, das er eine Verzögerung wahrnimmt.

Update 20.04.2020

auna Bazzter ergänzt.

Update 27.04.2020

reloop Groove Blaster BT ergänzt.

Update 11.05.2020

Folgende Geräte ergänzt:

  • Raveland XCA 200
  • (Sure) Wondom TDA250E
  • (Sure) Wondom TPA250
  • Sony TA-FB730R
  • Swissonic MM-3

Ein Beitrag dazu soll noch folgen (ist in Arbeit). Was mich sehr stark gewundert hat ist das Ergebnis des Sony TA-FB730R, mein (alter) HiFi-Verstärker, handelt es sich doch wirklich im klassische analoge Technik mit MOSFET usw. Bei der Raveland bilde ich mir ein die Verzögerung noch gespürt zu haben. Bei den Sure/Wondom ist mir zumindest gefühlt bis dato nichts aufgefallen.

Den Sony habe ich früher zum Auflegen, noch ganz old school mit Technics SL-1210MK2, Mischpult und Vinyl (nix Timecode, etc.) benutzt. Ich meine mir wäre seinerzeit nichts negatives aufgefallen. Die Swissonic MM-3 habe ich erst seit ein paar Monaten, bis dato auch nichts auffälliges.

Sofern möglich führe ich mal eine erneute Messung von bereits getesteten Geräten durch, nur befindet sich davon so einiges nicht mehr in meiner Reichweite. Auf diese Weise soll festgestellt werden, ob sich die Ergebnisse jenseits von Toleranzen unterscheiden. Nicht das durch Windows- oder Audacity-Updates sich etwas hinsichtlich der Latenz verändert hat.

Die gemessenen Werte ändern allerdings nicht wirklich etwas an sehr deutlichen Verzögerungen wie man sie bei Mackie oder der Dockin (nicht gemessen) wahrgenommen hat. Oder um es zu Verdeutlichen:

Stell dir vor, du schlägst an der Gitarre eine Saite oder am Klavier bzw. Keyboard eine Taste an und der Ton ist erst dann zu hören, wenn die Finger schon längst wieder weg vom Instrument sind.

Ein anderes Gleichnis wäre:

Man schaut einen Film und der Dialog eines Darstellers ist erst dann zu hören, wenn er/sie bereits den Mund wieder geschlossen hat.

Das mögen jetzt Extrem-Beispiele sein, diese zeigen allerdings das Problem gut auf. Ein geringerer Versatz wirkt ebenfalls unnatürlich.

So, noch während ich dieses Update schrieb kam die „Referenzmessung“. Dafür herhalten musste der SOL-Expert-Bausatz, der seinerzeit am besten abgeschnitten hat:

Das habe ich nun wirklich nicht erwartet, eine Differenz von 38 ms und wenn überhaupt dann eher umgekehrt vermutet.

„Wer misst, misst Mist!“ + mein Fehler war das ich unterschiedliche Soundkarten (Zu Beginn des Beitrags die genannte USB-Soundkarte, später Onbord) verwendet habe. Sch…., Fu… und ein paar Zahnabdrücke mehr in der Tischplatte.

By the way: Die Auswahl in Audacity ob man MS Soundmapper oder das jeweilige Gerät verwendet macht ebenfalls einen Unterschied. Ferner spielt es eine Rolle ob irgendwelche „Verbesserungen“ bei den Aus- und Eingabegeräten aktiv sind (Ist meist standardmässig der Fall). Nochmals sollten sich Unterschiede ergeben, wenn man mit ASIO-kompatibler Hard- und Software misst, aber das ist ein anderes Thema.

Ebenfalls „interessant“: Bei drei aufeinander folgenden Messungen des gleichen Aufbaus gibt es drei unterschiedliche Werte. Ein Beispiel: 10 ms / 22 ms / 15 ms (1., 2., 3. Messung).

Um die bisher durchgeführten Ergebnisse zumindest näherungsweise Vergleichen zu können wurde in der obigen Aufzählung entsprechende Änderungen vorgenommen oder anders ausgedrückt: Die Differenz von 38 ms abgezogen. Dass das in etwa hinhaut zeigen die Messungen des SOL-Expert, der beiden Wondoms und der Swissonic. Der Sony schlägt dabei aus der Art, wobei das evtl. auf (weitere) Mess- und Methodik-Fehler zurückzuführen ist. Die zuletzt mehrfach nachgemessenen 10 ms erscheinen mir durchaus realistisch.

Damit ist dann wohl geklärt, warum man nicht überall eine Verzögerung wahrnimmt oder warum es sich teilweise anders anfühlt.

Bei zukünftigen Messungen werde ich auf den gleichen Aufbau sowie die gleichen Einstellungen achten bzw. diese explizit nochmals Überprüfen. Unklar bleibt, warum es Schwankungen in den Messungen gibt, diesen dürfte evtl. schwer beizukommen sein. Das Mitteln bei solchen Sprüngen hilft womöglich wenig, je nachdem wie ausgeprägt die Differenz ist.

Zum vorläufigen Ende dann noch ein sorry für die Fehler.

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