Digitaltechnik - Latenz?

von thomas.h, 12.04.05.

  1. thomas.h

    thomas.h Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 12.04.05   #1
    Dass es bei digitaler Nachbildung von Amps, Effekten, was auch immer, Latenzzeiten gibt, liegt in der Natur der Sache, nur: wie weit ist diese hörbar? Ich höre diese am POD zB beim besten Willen nicht. Meine Frage ist also: Wie groß sind diese Latenzzeiten? Und gibt es bei analogem Gerätwerk auch eine Verzögerung, die über die Lichtgeschwindigkeit des Stromes im Gerät hinausgeht (abgesehen jetzt von der Latenz bedingt durch die Schallgeschwindigkeit - Abstand des Standpunktes von der Box)?

    Danke
    PS: (ich schaue in Richtung Ulf:D )
     
  2. LennyNero

    LennyNero HCA Gitarre: Racks & MIDI Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 12.04.05   #2
    Ich habe da keine aktuellen Werte im Kopf, es ist wohl aber so, das du mittlerweile durchaus mit der Bewegung auf der Buehne eine groessere Latenz durch den Abstand zum Speaker (resultierend aus der Schallgeschwindigkeit) denn innerhalb der digitalen Geraete hast (zumindest bei den Hochwertigen).... aber das beantworet deine Frage ja nicht wirklich. :(
     
  3. thomas.h

    thomas.h Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 12.04.05   #3
    Doch, im Grunde schon. :great:
     
  4. Angus

    Angus Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 12.04.05   #4
    Mal was allgemeines: Elektronen bewegen sich nicht mit Lichtgeschwindigkeit fort, sonst würd dir beim ersten Saitenanschlag das Kabel wegschmelzen :D
     
  5. LoneLobo

    LoneLobo Mod Emeritus Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 12.04.05   #5
    [e]Naja...zuviel Klugscheissen muss auch net sein.
     
  6. LennyNero

    LennyNero HCA Gitarre: Racks & MIDI Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 12.04.05   #6
    Kannst du das beweisen????? :eek: :eek: ;)
     
  7. Angus

    Angus Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 12.04.05   #7
    Ja, natürlich kann ich das.

    Ne, aber Spaß beiseite. Es geht ja eigentlich darum, dass sich Elektronen nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.
    Das mit dem Kabel war so ein Beispiel, damit sich der Text anschaulicher liest. Ich sehe das also nicht als Klugscheißen an sondern wollte den Beitrag etwas lockerer gestalten. Klugscheißer sind für mich diejenigen, die hier im Forum ständig auf den Rechtschreibfehlern anderer rumhacken, nur weil sich jemand vertippt hat und so aus nem "Marshall" ein "Marsall" wurde...
    Aber wenn ich auf das vertraue, was ich im Leistungskurs E-Technik und in meiner Ausbildung gelernt habe (und ich denke, das kann ich), dann würde das Kabel auf jeden Fall kaputt gehen.
     
  8. LoneLobo

    LoneLobo Mod Emeritus Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 12.04.05   #8
    Angenommen, es würde wirklich mit Lichtgeschwindigkeit rennen, würd da wahrscheinlich wirklich das Kabel durchschmoren.
    Hab jetzt nicht wirklich Lust, die Menge an e- auszurechnen, aber viele sinds auf jeden Fall in dem Kabelstück ;)

    Und wenn man Einstein und den Teilchenbeschleunigern dieser Erde glaubt, ist n Teilchen was Masse hat und sich mit Lichtgeschwindigkeit vorbewegt

    1. Sauschwer
    2. Saumäßig Energiegeladen
    3. Unmöglich :D

    Von daher würde das Kabel wohl wirklich nicht lange standhalten ;)
     
  9. Slaughthammer

    Slaughthammer Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 12.04.05   #9
    die elektronen bewegen sich wirklich nicht mit lichtgeschwindigkeit. aber das ist in diesem fall sowieso egal, da wir es nicht mit gleichstrom zu tun haben, sondern mit unser aller freund, den schwingungen. und die ausbreitungsgeschwindigkeit eines elektrischen signals, was nicht weniger oder mehr as eine elektrische schwingung ist, ist meines wissens die lichtgeschwindigkeit (so haben wir da im physikunterricht immer gerechnet [LK]). man darf nur nicht den fehler machen und die teilchenschelle "u" und die ausbreitubngsgeschwindigkeit "c" zu verwechseln.
     
  10. LennyNero

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    Erstellt: 12.04.05   #10

    Vorausgesetzt unser Universum (oder der Teil in dem wir leben) funktioniert so, wie sich unsere Physiker das vorstellen ;)


    Aber da wir ja jemanden vom Fach da haben... die eigentliche Frage (ob bei analogen Signalwegen auch (messbare ?) Latenzen auftreten) ist immer noch unbeantwortet.
     
  11. LennyNero

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    Erstellt: 12.04.05   #11
    Ein Flux-Kompensator muss her, einer der von katalytischen Konvertern entwickelt wurde! :)
     
  12. Angus

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    Erstellt: 12.04.05   #12
    Wir reden hier aber von elektrischem Strom, nicht von Schwingungen.
     
  13. Slaughthammer

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    Erstellt: 12.04.05   #13
    cool. du hast ne gitarre, aus der geglätteter gleichstrom kommt? zeig mal her!
     
  14. LoneLobo

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    Erstellt: 12.04.05   #14
    Da hat er schon Recht, Schwingungen sind das nicht, was da rauskommt.

    Ich hab auch Physik LK, und wir ham zur Zeit eben elektromagnetische Schwingungen.

    Und elektronen bewegen sich nunmal nicht mit lichtgeschwindigkeit.
    Bei den Wellen kann man mal drüber reden, aber elektronen definitiv nicht.
     
  15. Angus

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    Erstellt: 12.04.05   #15
    Nö. Hab ich aber auch nie behauptet. :rolleyes:
     
  16. LennyNero

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    Erstellt: 12.04.05   #16
    So, ihr Dreisteins (was ein platter Gag), wie schaut es aus, nachdem keiner auf meinen (noch platteren) Gag mit dem Flux-Kompensator eingegangen ist (und es bei katalytischen Konvertern nicht geklingelt hat)....

     
  17. Slaughthammer

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    Erstellt: 12.04.05   #17
    ich hab ja auch nicht gesagt dass es eine elektromagnetische schwingung ist (das wäre eine transversalwelle) sondern eine normale elektrische schwingung, wie sie jede wechselspannung bildet. bei ca 50 Hz (netzstrom) bewegt sich ein einzelnes atom bei einer belastung von 16A ca 10 cm hin und her. da fließt nix. das schwingt einfach nur. und aus ner gitarre kommt im prinzip nix anderes raus. und die elektronen müssen sich nicht mit lichtgescheindigkeit bewegen, um dem signal diese geschwindigkeit zu geben, da sie eh nur wenige millimeter hin und her eiern (da die frequenzen einer gitarre doch einiges über 50 Hz liegen). alleine der tonabnehmer bildet mit dem verstärker doch einen SCHWINGkreis, udn es wird immer von resonanzen gesprochen. das wäre alles schwachsinn, wenn es keine schwingung wäre, was da als signal aus der gitarre kommt.

    Ulf, hilf mir (oder schlag mich, wenn ich doch shice erzählen sollte)

    //edit:
    bei ner schallwelle bewegen sich die einzelnen luftteilchen ja auch nicht mit schallgeschwindigkeit....
     
  18. LoneLobo

    LoneLobo Mod Emeritus Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 12.04.05   #18
    Dass die sich nicht groß bewegen müssen, ist klar.

    Aber sie bewegen sich...und das eben nicht mit Lichtgeschwindigkeit, wenn auch mit stark angenäherter =D

    Dass sie im großen und ganzen betrachtet nur hin und her sausen bestreit ich ja gar net, aber da is ja auch n Weg dabei, den sie zurücklegen müssen.

    Aber is doch eigentlich egal, beantworte mal lieber jemand pims frage :)
     
  19. DerOnkel

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    Erstellt: 13.04.05   #19
    "Strom bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit", so sagt man häufig. Physikalisch ist diese Aussage natürlich falsch, wie ja schon bemerkt wurde. Das was wir sehen oder besser gesagt wahrnehmen, ist die Wirkung. Wenn ich den Schalter umlege, so ist quasi sofort das Licht an! Das ist die Wirkung. Die Tatsache, daß sie so schnell (mit "fast" Lichtgeschwindigkeit erfolgt) ist mit dem Impuls zu begründen.

    Die Ladungsträger haben in den verschiedenen Medien unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten. Tatsächlich sind dieser relative gering (ein paar cm/sec oder so). Da die Ladungsträger jedoch dicht gepackt sind, setzt die Bewegung eines Teilchen voraus, daß ein anderes Platz macht.

    Man stelle sich in diesem Zusammenhang eine mit Kugeln gefüllte Röhre vor. Stecke ich eine weitere Kugel hinein, fällt sofort am Ende eine andere hinaus.

    Diese Betrachtungsweise läßt sich auch auf Wechselströme anwenden. Hier findet jedoch kein echter Ladungsträgertransport im Sinne einer Materialwanderung statt, vielmehr bewegen sich die Teilchen um einen Ruhepunkt, hin und her. Man kann daher für jeden Ladungsträger eine Aufenthaltswahrschweinlichkeit angeben.

    Für die Wirkung, also den Impuls spielt das jedoch keine Rolle. Er ist dann nur einen gewissen Zeitraum positiv und dann wieder negativ.

    In beiden Fällen wird durch die Bewegung der Ladungsträger Energie umgesetzt, die sich dann in Wärme äußert.

    Aber zurück zum Anfang der Diskussion.

    Jede elektronische Signalverarbeitung unterliegt gewissen zeitlichen Verzögerungen. Die frequenzabhängige Phasendrehung eines einfachen Tiefpasses ist dafür ein gutes Beispiel. Wenn ich also einen tiefen und einen hohen Ton zur gleichen Zeit in ein System einspeise, kann es geschehen, daß am Ausgang ein Laufzeitunterschied zu bemerken ist. In Fernsehgeräten gibt es eine besondere Verzögerung für das Y-Signal (oh, daß wird jetzt aber wirklich etwas OT), das die Helligkeitsinformationen (bis 5MHz) überträgt. Sie ist notwendig, weil die Schaltungsteile für die Farbverarbeitung (4,43MHz) ein wenig schneller arbeiten. Damit am Ende doch wieder alles zusammenpaßt, muß ein Signal eben "gebremst" werden (beschleunigen ist leider nicht möglich).

    Bei digitalen Systemen ergeben sich die Verzögerungen in erster Linie aus den Verarbeitungszeiten der FlipFlops (Propagationdelay). Sie sind in der Regel sehr kurz. Wir reden hier über Piko- bis Nanosekunden. Aufgrund der großen "Logiktiefe" können in der Summe aber doch schon (für das System) gewaltige Verzögerungen entstehen, die dafür sorgen, daß zwei zusammengehörende Signale nicht zum gleichen Zeitpunkt an einem gemeinsamen Gatter anliegen und somit die geplante zeitrichtige Auswertung nicht möglich ist. In der Theorie funktioniert die Logik zwar, aber die Laufzeiten spielen den Entwicklern dann einen Streich. Man spricht dann von einem sogenannten "Hazard", sind verschiedenen Taktsignale betroffen sagt man manchmal auch "Clock racing".

    Die eben genannten Verzögerungen dürften für den Menschen aber in der Regel noch nicht wahrnehmbar sein. Für eine µC ist 1ms allerdings eine Ewigkeit.

    Digitale Signalverarbeitung wie sie bei Effekten und Amp-Modeling eingesetzt wird bedeutet die Umsetzung von rückgekoppelten Algorithmen in ein Program für einen DSP. Wenn ein Signal dabei 5 oder 10 Mal im Kreis laufen muß, können sich die Propagationdelays schnell potenzieren.

    Jeder Algorithmus ist dadurch gekennzeichnet, daß er eine bestimmte Anzahl von Maschinentakten zur Abarbeitung benötig. Ein Move im Speicher benötigt vieleicht nur einen Takt, eine Division kann, je nach Komplexität und geforderter Genauigkeit, wesentlich mehr Takte benötigen.

    Dazu kommt, daß häufig zwei Algorithmen mit unterschiedlicher zeitlicher Dauer quasi parallel abgearbeitet werden müssen. Der längere Algorithmus bestimmt hiermit die maximale Geschwindigkeit der gesamten Verarbeitung.
    Bei schwachen DSPs müssen die beiden Algorithmen vieleicht sogar nacheinander abgearbeitet werden (mit Speicherung eines Zwischenergebnisses). Das verschärft den Zeitbedarf natürlich und verringert somit die Arbeitsgeschwindigkeit. DSP's sind daher in der Regel mit starken Parallel-Fähigkeiten ausgestattet.

    Man kann bei digitaler Signalverarbeitung also generell sagen, je komplexer ein Algorithmus ist, desto größer ist seine Laufzeit in Maschinentakten, desto größer ist die Latenz.

    Es stellt sich dann nur die berechtigte Frage, ab wann sich das ganze störend bemerkbar macht. Hier mein exakte Antwort: Isch weiß es nischt! ;)

    Ich habe jedoch mal mit meinem alten Echo gespielt und nur das verzögerte Signal rausgegeben. Ich war bei 200ms nicht in der Lage, mein Timing zu halten. Je kürzer die Zeit, desto einfacher wurde es. Ich würde daher vermuten, daß Latenzen von 1 bis 2 ms maximal noch kein Problem darstellen.

    Allerdings würde ich generell ein digitales System mit einem leistungsfähigen DSP bevorzugen. Wenn alle Algorithmen innerhalb der Abtastperiode erledigt werden können, hat man eigentlich kein Problem.

    So, genug geschwafelt. Nu ward dat Tid, dat de Onkel in't Bett kümmt!

    Ulf
     
  20. thomas.h

    thomas.h Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 13.04.05   #20
    Dass die Elektronen selbst nicht wirklich schnell sind, sondern nur die Zusammenwirkung, war mir klar, habe ich nur etwas ungeschickt formuliert. Und obs jetzt echte oder nur angenäherte Lichtgeschwindigkeit ist, wusste ich nicht und ist für mich in der Praxis auch eher egal;)

    Danke an Ulf für den ulftypischen Beitrag, aber ich denke, ich bin durch Hilfe von Wikipedia und Google trotzdem noch durchgestiegen.:great:

    Wie könnte man an die exakten Zahlen kommen, um so die Latenzen zu vergleichen/abzuschätzen?
     
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