Delay-Lines richtig einstellen: Laufzeitkorrektur für PA-Lautsprecher einfach erklärt

Bei einem Konzert in einer langen Veranstaltungshalle stehen die Besucher in den ersten Reihen direkt vor der Haupt-PA und genießen einen druckvollen, klaren Sound. Je weiter man sich allerdings von der Bühne entfernt, desto schwieriger wird es häufig, Sprache und Musik gleichmäßig zu übertragen. Besonders in großen Hallen, bei Open-Air-Veranstaltungen oder unter Balkonen kann die Hauptbeschallung an ihre Grenzen stoßen. Zusätzliche Lautsprecher schaffen hier Abhilfe. Damit diese jedoch nicht zu störenden Echos, Klangverfärbungen oder einer schlechteren Sprachverständlichkeit führen, müssen Techniker die Delay-Lines richtig einstellen.

Dabei geht es vor allem um die Laufzeit des Schalls. Denn während ein Audiosignal über eine elektrische oder digitale Verbindung relativ schnell zum Lautsprecher gelangt, benötigt der Schall anschließend eine messbare Zeit, um das Publikum zu erreichen. Stehen mehrere PA-Lautsprecher an unterschiedlichen Positionen, treffen ihre Signale deshalb nicht automatisch gleichzeitig beim Zuhörer ein. In diesem Tutorial erklären wir, wie Delay-Lines funktionieren, wie man die notwendige Verzögerung berechnet und weshalb neben der Laufzeit auch Lautsprecherposition, Pegel und Raumakustik berücksichtigt werden müssen.

Kurzinfo auf einen Blick

Delay-Lines versorgen weiter entfernte Publikumsbereiche mit verständlichem PA-Sound. Damit Haupt-PA und Zusatzlautsprecher am Übergang zeitlich zusammenpassen, wird der näher stehende Delay-Lautsprecher verzögert. Bei 20 °C benötigt Schall rund 2,9 ms pro Meter. Die Laufzeitdifferenz liefert einen Startwert; DSP-Latenzen, Pegel, Ausrichtung und Messungen entscheiden über die Feinabstimmung.

Was ist eine Delay-Line in der Veranstaltungstechnik?

Eine Delay-Line ist ein zusätzlicher Lautsprecher beziehungsweise eine Gruppe von Lautsprechern, die einen bestimmten Bereich des Publikums versorgt und deren Audiosignal gezielt zeitlich verzögert wird. Die Bezeichnung stammt vom englischen Begriff Delay, also Verzögerung.

Ein typisches Einsatzgebiet sind größere Konzerte, bei denen sich die Haupt-PA unmittelbar vor oder neben der Bühne befindet. Während die vorderen Publikumsbereiche ausreichend Schall erhalten, nimmt der Direktschall mit zunehmender Entfernung ab. Zusätzlich können Hindernisse, Reflexionen und Nachhall die Sprachverständlichkeit beeinträchtigen. Statt die Haupt-PA immer lauter zu betreiben, lassen sich weiter hinten zusätzliche Lautsprecher aufstellen. Diese versorgen den entsprechenden Bereich mit einem höheren Direktschallanteil und ermöglichen dadurch eine gleichmäßigere Beschallung. Allerdings entsteht dadurch ein neues Problem: Das Audiosignal gelangt fast unmittelbar über die Signalleitung zum zusätzlichen Lautsprecher, während der Schall der Haupt-PA erst über die gesamte Entfernung durch die Luft laufen muss.

Ohne eine passende Verzögerung würde der weiter hinten stehende Lautsprecher sein Signal deshalb zu früh abstrahlen. Genau das verhindert die Delay-Line.

Wann sind zusätzliche Delay-Lautsprecher sinnvoll?

Delay-Lines werden häufig bei Open-Air-Konzerten mit tiefen Publikumsflächen, in großen Mehrzweckhallen, bei Festivals oder in langen Veranstaltungsräumen eingesetzt. Auch unter Balkonen und in baulich abgeschatteten Bereichen können zusätzliche Lautsprecher sinnvoll sein.

Entscheidend ist allerdings nicht allein die Größe der Veranstaltung. Vielmehr muss geprüft werden, ob die Haupt-PA den gesamten Publikumsbereich mit einem ausreichend hohen und gleichmäßigen Direktschallpegel versorgen kann. Bei einer kleinen Clubshow mit einer entsprechend dimensionierten PA sind zusätzliche Delay-Lautsprecher häufig überflüssig. In einer langen Halle mit zahlreichen Reflexionsflächen können sie dagegen bereits bei einer vergleichsweise überschaubaren Zuschauerzahl notwendig werden.

Wie man grundsätzlich die passende Beschallung anhand von Personenanzahl, Raumgröße, Abstrahlwinkel und Schalldruck plant, erklären wir in unserem Tutorial PA richtig dimensionieren: So beschallst du Personen oder Raumgröße zuverlässig.

Warum benötigen Delay-Lines eine Laufzeitkorrektur?

Schall breitet sich in der Luft nicht augenblicklich aus. Bei einer Temperatur von ungefähr 20 °C beträgt die Schallgeschwindigkeit rund 343 Meter pro Sekunde.

Das bedeutet, dass ein Schallsignal für eine Strecke von einem Meter etwa 2,9 Millisekunden benötigt. Für zehn Meter sind es bereits rund 29 Millisekunden, für 30 Meter ungefähr 87 Millisekunden. Diese Verzögerung fällt bei einem einzelnen Lautsprecher normalerweise nicht störend auf. Schließlich nehmen wir das gesamte Signal als ein zusammengehöriges Ereignis wahr.

Anders sieht es aus, sobald zwei Lautsprecher dasselbe Audiosignal aus unterschiedlichen Entfernungen wiedergeben.

Was passiert ohne Delay?

Stellen wir uns eine Veranstaltungshalle vor, in der die Haupt-PA an der Bühne steht. Ein zusätzlicher Lautsprecher befindet sich 18 Meter weiter hinten. Beide Lautsprecher erhalten dasselbe elektrische Audiosignal. Wenn sie gleichzeitig Schall abstrahlen, erreicht der zusätzliche Lautsprecher einen Zuhörer in seinem Versorgungsbereich deutlich früher als die Haupt-PA. Der Zuhörer hört somit zunächst das Signal aus dem näher stehenden Zusatzlautsprecher. Erst später trifft die entsprechende Schallwelle der Hauptbeschallung ein. Je nach Zeitunterschied, Lautstärkeverhältnis und Raumakustik können dadurch störende Doppelwahrnehmungen, Kammfiltereffekte oder deutlich hörbare Echos entstehen.

Besonders bei Sprache macht sich eine ungünstige Laufzeit bemerkbar. Konsonanten und kurze Impulse verlieren ihre Klarheit, während die Sprachverständlichkeit sinken kann.

Warum reicht eine geringere Lautstärke nicht aus?

Man könnte versuchen, die zusätzlichen Lautsprecher einfach so leise einzustellen, dass sie möglichst wenig stören. Das reduziert zwar ihre akustische Dominanz, löst aber das eigentliche Zeitproblem nicht. Wenn zwei gleichartige Signale mit unterschiedlichen Laufzeiten am selben Ort eintreffen, können sie sich frequenzabhängig verstärken oder teilweise auslöschen. Dieses Phänomen bezeichnet man als Interferenz. Die daraus entstehenden Kammfiltereffekte führen zu einem ungleichmäßigen Frequenzgang. Der Klang kann dadurch hohl, verfärbt oder räumlich instabil wirken.

Deshalb müssen die Laufzeiten der Lautsprecher sinnvoll aufeinander abgestimmt werden. Gleichzeitig sollte die Überlappung zwischen den verschiedenen Beschallungszonen möglichst kontrolliert bleiben.

Delay-Lines richtig einstellen: So berechnest du die Laufzeit

Die Grundlage jeder Laufzeitkorrektur ist die Schallgeschwindigkeit. Bei einer Lufttemperatur von ungefähr 20 °C können wir mit 343 Metern pro Sekunde rechnen. Daraus ergibt sich folgende Formel:

Laufzeit in Millisekunden = Entfernung in Metern ÷ 343 × 1.000

Für einen Meter erhalten wir beispielsweise:

1 m ÷ 343 m/s × 1.000 = 2,92 ms

Damit lässt sich bereits eine einfache Faustregel formulieren:

Ein Meter Schallweg entspricht bei 20 °C ungefähr 2,9 Millisekunden.

Für die Einstellung einer Delay-Line ist allerdings nicht die Entfernung des Zusatzlautsprechers zur Bühne allein entscheidend. Maßgeblich ist der Unterschied zwischen den Schallwegen beider Lautsprecher zu einem gemeinsamen Referenzpunkt.

Die richtige Formel für Delay-Lautsprecher

Für eine einfache geometrische Berechnung verwenden wir folgende Formel:

Delay in ms = (Entfernung Haupt-PA – Entfernung Delay-Lautsprecher) ÷ 343 × 1.000

Dabei werden beide Entfernungen vom jeweiligen Lautsprecher zum selben Referenzpunkt im Publikumsbereich gemessen. Dieser Referenzpunkt befindet sich normalerweise dort, wo sich die Beschallungsbereiche der Haupt-PA und der Delay-Line sinnvoll überlappen beziehungsweise der Übergang stattfinden soll. Die Formel liefert eine geometrische Laufzeitdifferenz. Sie berücksichtigt noch keine unterschiedlichen Latenzen in den elektronischen Signalwegen. Auch eine möglicherweise gewünschte zusätzliche zeitliche Verzögerung zur Beeinflussung der wahrgenommenen Schallrichtung ist noch nicht enthalten.

Tabelle: Meter in Millisekunden umrechnen

Die folgende Tabelle zeigt typische Laufwegunterschiede und die daraus resultierende Schalllaufzeit bei ungefähr 20 °C.

Laufwegunterschied	Laufzeit
1 Meter	2,9 ms
2 Meter	5,8 ms
3 Meter	8,7 ms
5 Meter	14,6 ms
7 Meter	20,4 ms
10 Meter	29,2 ms
15 Meter	43,7 ms
18 Meter	52,5 ms
20 Meter	58,3 ms

Diese Werte eignen sich hervorragend als Ausgangspunkt für die praktische Einstellung eines DSP-Delays. Bei größeren Entfernungen und professionellen Beschallungssystemen sollte anschließend eine Messung erfolgen. Denn in der Praxis sind die Schallwege selten vollkommen gerade, und auch unterschiedliche Lautsprecherprozessoren können zusätzliche Verzögerungen verursachen.

Warum die Position der Delay-Lautsprecher entscheidend ist

Die Laufzeitberechnung ist nur ein Teil der Arbeit. Mindestens ebenso wichtig ist die Frage, wo die zusätzlichen Lautsprecher stehen und welche Publikumsbereiche sie versorgen sollen. Eine Delay-Line sollte in erster Linie dort eingesetzt werden, wo die Haupt-PA nicht mehr ausreichend Direktschall liefert oder wo bauliche Hindernisse eine gleichmäßige Beschallung erschweren. Dabei müssen Lautsprecherposition und Abstrahlwinkel zueinander passen.

Delay-Lautsprecher möglichst gezielt ausrichten

Zusätzliche PA-Lautsprecher sollten möglichst nur die Bereiche beschallen, für die sie vorgesehen sind. Eine unnötig große Überlappung mit der Haupt-PA kann zusätzliche Interferenzen verursachen.

Deshalb lohnt es sich, die Abstrahlwinkel bereits bei der Planung zu berücksichtigen. Besonders bei längeren Publikumsflächen kann eine geeignete vertikale Ausrichtung helfen, den Direktschall auf die Zuhörer zu konzentrieren und störende Reflexionen an Decke oder Wänden zu reduzieren. Das gilt übrigens nicht nur für klassische Punktquellenlautsprecher. Auch moderne Line-Array-Systeme können durch zusätzliche Delay-Lines ergänzt werden.

Wie deren Abstrahlverhalten funktioniert und warum mehrere Lautsprechermodule gezielt auf unterschiedliche Publikumsbereiche ausgerichtet werden, erklären wir im Tutorial Was ist ein Line-Array?.

Wo liegt der richtige Referenzpunkt?

Der Referenzpunkt sollte dort gewählt werden, wo Haupt-PA und Delay-Lautsprecher beide noch relevante Schallanteile liefern. Es ist deshalb nicht immer sinnvoll, unmittelbar vor dem Delay-Lautsprecher zu messen. Ebenso wenig eignet sich automatisch die Mitte der gesamten Veranstaltungshalle. Stattdessen sollte der tatsächliche Übergangsbereich betrachtet werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass eine perfekte zeitliche Übereinstimmung immer nur für bestimmte Positionen erreichbar ist. Bewegen sich Zuhörer im Raum, verändern sich die Schallwege und damit auch die Laufzeitunterschiede.

Deshalb geht es bei der Abstimmung nicht darum, an jedem Platz einen mathematisch perfekten Wert zu erzielen, sondern einen möglichst großen Bereich mit guter Verständlichkeit und einer plausiblen räumlichen Wahrnehmung zu versorgen.

Was ist der Haas-Effekt bei Delay-Lines?

Bei der zeitlichen Abstimmung zusätzlicher Lautsprecher spielt ein psychoakustisches Phänomen eine wichtige Rolle: der sogenannte Haas-Effekt beziehungsweise Präzedenzeffekt. Er beschreibt vereinfacht, dass unser Gehör bei kurz aufeinanderfolgenden, ähnlichen Schallereignissen die wahrgenommene Richtung häufig stark an der zuerst eintreffenden Schallwelle orientiert. Diese Eigenschaft kann man sich bei der Einrichtung von Delay-Lines zunutze machen.

Der Sound soll weiterhin von der Bühne kommen

Stellen wir uns vor, dass sich ein Zuhörer direkt im Versorgungsbereich einer Delay-Line befindet. Der zusätzliche Lautsprecher steht relativ nah, während die Haupt-PA deutlich weiter entfernt ist. Werden beide Lautsprecher exakt zeitgleich am Hörplatz wahrgenommen, kann die Lokalisation der Schallquelle uneindeutig werden. Der Zuhörer könnte den Sound stärker dem näheren Zusatzlautsprecher zuordnen. Wird die Delay-Line dagegen so eingestellt, dass das Signal der Haupt-PA zuerst eintrifft und der zusätzliche Lautsprecher kurz darauf folgt, kann die wahrgenommene Schallrichtung stärker zur Bühne verlagert werden.

Dazu wird in manchen Beschallungskonzepten zusätzlich zur geometrischen Laufzeitkorrektur eine geringe weitere Verzögerung eingesetzt. Ein kleiner Zuschlag von beispielsweise 5 bis 10 Millisekunden kann unter geeigneten Bedingungen ein sinnvoller Ausgangspunkt sein. Allerdings handelt es sich dabei nicht um einen universellen Standardwert. Die Wirkung hängt unter anderem davon ab, wie laut beide Lautsprecher am Hörplatz sind, wie groß die tatsächliche Laufzeitdifferenz ausfällt und wie stark der Raum den Schall reflektiert.

Ist der Zusatzlautsprecher deutlich lauter als die Haupt-PA oder der Zeitversatz zu groß, kann die gewünschte Lokalisation ausbleiben. Dann wird der zusätzliche Lautsprecher unter Umständen sogar als eigenständiges Schallereignis wahrgenommen. Deshalb sollten solche Einstellungen immer durch Hörkontrolle und gegebenenfalls Messungen überprüft werden.

Delay am Digitalmischpult oder Lautsprechercontroller einstellen?

Die notwendige Verzögerung kann an verschiedenen Stellen der Signalkette realisiert werden. Welche Lösung sinnvoll ist, hängt vom verwendeten Mischpult, den Lautsprechern und der Systemarchitektur ab. Besonders häufig kommen digitale Mischpulte, Lautsprecher-Management-Prozessoren und DSP-Funktionen aktiver PA-Lautsprecher zum Einsatz.

Delay über einen Matrix-Bus am Digitalmischpult

Viele professionelle Digitalmischpulte besitzen Matrix-Busse, mit denen sich bereits vorhandene Mischungen an zusätzliche Ausgänge verteilen lassen.

Eine typische Anwendung besteht darin, die Hauptmischung an einen separaten Matrix-Bus zu senden. Dieser versorgt anschließend die Delay-Line. Sofern das Mischpult über entsprechende Ausgangs-Delays verfügt, kann die notwendige Verzögerung direkt auf diesem Bus eingestellt werden. Zusätzlich lassen sich je nach Ausstattung eigene Pegel, Equalizer und weitere Bearbeitungen verwenden.

Damit erhält die Delay-Line einen unabhängigen Signalweg, ohne dass der eigentliche FOH-Mix verändert werden muss. Die grundlegende Funktionsweise von Matrix-Bussen und den Unterschied zwischen AUX, Subgruppen und DCA erklären wir ausführlich im Tutorial Mischpult-Routing erklärt: AUX, Subgruppen, DCA und Matrix im Live-Einsatz.

Wichtig ist allerdings, dass nicht jedes Mischpult ein frei einstellbares Delay für sämtliche Bus-Ausgänge bietet. Auch der maximale Verzögerungswert kann begrenzt sein.

Delay über einen Lautsprechercontroller

Eine besonders flexible Lösung ist ein separater Lautsprecher-Management-Prozessor. Solche Geräte werden zwischen Mischpult und Lautsprechersystem eingesetzt und übernehmen unter anderem Ausgangs-Routing, Equalizer, Frequenzweichen, Limiter und Laufzeitkorrekturen. Der Vorteil liegt darin, dass sich die verschiedenen Beschallungszonen unabhängig voneinander konfigurieren lassen.

Für die Haupt-PA wird beispielsweise ein eigener Ausgangsweg verwendet, während die Delay-Line einen separaten Ausgang mit entsprechendem DSP-Delay erhält. Zusätzlich können Pegel und Frequenzgang der Lautsprecher an die jeweilige Beschallungszone angepasst werden. Gerade bei größeren Veranstaltungen ist dieser Aufbau sinnvoll, weil die gesamte Lautsprecherabstimmung zentral verwaltet werden kann.

Reicht eine klassische aktive Frequenzweiche?

Nicht unbedingt. Viele klassische analoge Frequenzweichen besitzen entweder gar keine Laufzeitkorrektur oder nur einen sehr begrenzten Delay-Bereich.

Ein Beispiel ist die Behringer CX3400 V2, die ein einstellbares Delay von maximal 2 Millisekunden für den Tieftonweg bietet. Das kann für bestimmte Laufzeitanpassungen innerhalb eines Mehrwegesystems nützlich sein, reicht aber für eine Delay-Line mit mehreren Metern Laufwegunterschied normalerweise nicht aus. Welche Möglichkeiten und Einschränkungen die Hardware besitzt, erläutern wir in unserem Behringer CX3400 V2 Test: Frequenzweiche für PA-Systeme.

Für größere Laufzeitkorrekturen sollte deshalb ein entsprechend ausgestatteter DSP-Controller oder ein Mischpult mit ausreichendem Ausgangs-Delay verwendet werden.

Praxisbeispiel: Delay-Line für eine 30 Meter lange Veranstaltungshalle einstellen

Betrachten wir nun ein konkretes Beispiel aus der Veranstaltungstechnik.

Eine Live-Band tritt in einer 30 Meter langen Veranstaltungshalle auf. Die Haupt-PA steht unmittelbar vor der Bühne und versorgt die vorderen Publikumsbereiche. Im hinteren Teil der Halle nimmt der Direktschallpegel jedoch deutlich ab. Deshalb wird eine zusätzliche Delay-Line eingesetzt. Unser vereinfachtes Setup besteht aus einer Stereo-Haupt-PA, einem zusätzlichen Delay-Lautsprecher und einem Digitalmischpult mit Matrix-Ausgang und einstellbarem Ausgangs-Delay.

Schritt 1: Lautsprecherposition festlegen

Die Haupt-PA befindet sich in unserem Beispiel bei der gedachten Position 0 Meter am vorderen Ende des Saals. Der zusätzliche Delay-Lautsprecher wird 18 Meter weiter hinten aufgestellt und versorgt die verbleibenden Publikumsbereiche. Als Referenzpunkt wählen wir eine Zuhörerposition 24 Meter von der Haupt-PA entfernt. Dort überschneiden sich die relevanten Beschallungsbereiche beider Lautsprechersysteme. Für die Berechnung vereinfachen wir die Geometrie und gehen von einer geraden Linie zwischen den Lautsprechern und dem Referenzpunkt aus.

Damit ergeben sich folgende Entfernungen:

Signalweg	Entfernung zum Referenzpunkt
Haupt-PA	24 Meter
Delay-Lautsprecher	6 Meter
Unterschied	18 Meter

In einem realen Aufbau müssen die tatsächlichen Schallwege berücksichtigt werden. Höhenunterschiede, seitliche Positionen und die Ausrichtung der Lautsprecher können die Laufzeiten verändern.

Schritt 2: Laufzeitunterschied berechnen

Zunächst bestimmen wir den Unterschied zwischen beiden Schallwegen:

24 Meter − 6 Meter = 18 Meter

Anschließend rechnen wir diese Strecke in Millisekunden um:

18 ÷ 343 × 1.000 = 52,48 ms

Die geometrisch berechnete Laufzeitdifferenz beträgt somit rund 52,5 Millisekunden.

Wenn beide Lautsprechersysteme keine unterschiedlichen elektronischen Latenzen besitzen, ist dieser Wert ein sinnvoller Ausgangspunkt. Das Audiosignal der Delay-Line wird also um ungefähr 52,5 Millisekunden verzögert, damit es am Referenzpunkt zeitgleich mit dem Direktschall der Haupt-PA eintrifft.

Schritt 3: Matrix-Ausgang einrichten

Nun wird im Digitalmischpult ein geeigneter Matrix-Bus eingerichtet, der die gewünschte Mischung erhält. Im Beispiel verwenden wir eine Mono-Matrix für den zusätzlichen Lautsprecher. Bei der Zusammenfassung eines Stereo-Mixes muss allerdings auf die Monokompatibilität geachtet werden, damit keine unerwünschten Auslöschungen entstehen. Die Matrix wird einem freien physischen Ausgang zugewiesen, über den der Delay-Lautsprecher sein Signal erhält.

Anschließend stellen wir auf dem entsprechenden Ausgangs-Delay zunächst 52,5 Millisekunden ein.

Wichtig ist, die Verzögerung nur auf dem dafür vorgesehenen Ausgangsweg vorzunehmen. Die Haupt-PA soll durch diese Einstellung nicht zusätzlich verzögert werden.

Schritt 4: Elektronische Latenzen berücksichtigen

Die bisherige Berechnung betrachtet ausschließlich die Schalllaufzeit in der Luft. In der Praxis können jedoch verschiedene digitale Signalprozessoren, aktive Lautsprecher und Wandler zusätzliche Verzögerungen verursachen. Verfügt beispielsweise der Signalweg der Haupt-PA über eine höhere interne Latenz als der Signalweg der Delay-Line, muss dieser Unterschied ebenfalls berücksichtigt werden. Deshalb sollte der berechnete Wert anschließend messtechnisch überprüft werden.

Gerade beim Einsatz unterschiedlicher Lautsprechermodelle oder verschiedener Hersteller-DSPs ist dieser Schritt wichtig. Ein rein geometrisch korrektes Delay muss nicht zwangsläufig zu einer zeitlich exakten akustischen Übereinstimmung führen.

Schritt 5: Pegel und Abstrahlwinkel einstellen

Nachdem das grundlegende Delay eingerichtet wurde, wird der Lautsprecherpegel angepasst. Die Delay-Line soll den hinteren Publikumsbereich ausreichend versorgen, ohne die Haupt-PA im Übergangsbereich unnötig zu überdecken. Dabei sollte nicht versucht werden, sämtliche Bereiche möglichst laut zu beschallen. Vielmehr geht es um eine gleichmäßige Pegelverteilung und eine gute Sprachverständlichkeit.

Wie sich Schalldruckpegel messen und beurteilen lassen, erklären wir in unserem Grundlagenartikel SPL einfach erklärt: Was der Schalldruckpegel wirklich aussagt.

Zusätzlich sollte die Ausrichtung des Delay-Lautsprechers kontrolliert werden. Eine gezielte Abdeckung des hinteren Publikumsbereichs reduziert unnötige Überlagerungen und kann Reflexionen verringern.

Schritt 6: Feinabstimmung mit Messmikrofon

Jetzt beginnt die eigentliche akustische Kontrolle. Ein Messmikrofon wird am ausgewählten Referenzpunkt positioniert. Anschließend werden Haupt-PA und Delay-Line zunächst getrennt gemessen. Mit geeigneter Messsoftware lässt sich die Ankunftszeit der jeweiligen Signale bestimmen. Besonders hilfreich sind Verfahren, die eine zuverlässige zeitliche Referenz und die Auswertung der Impulsantwort beziehungsweise Übertragungsfunktion ermöglichen.

Aus der Differenz der gemessenen Ankunftszeiten lässt sich ermitteln, ob die eingestellte Verzögerung korrigiert werden muss. Dabei sollte nicht allein der höchste Punkt einer Impulsantwort als allgemeingültige Referenz verwendet werden. Unterschiedliche Lautsprecher und Filter können verschiedene Impulsformen besitzen. Entscheidend ist eine sachgerechte Interpretation der Messdaten.

Nach der zeitlichen Abstimmung werden beide Lautsprecher gemeinsam betrieben. Nun lässt sich überprüfen, wie sich ihre Signale im Überlappungsbereich addieren. Falls für die gewünschte Bühnenlokalisation sinnvoll, kann die Delay-Line anschließend geringfügig zusätzlich verzögert werden.

Schritt 7: Verschiedene Hörpositionen kontrollieren

Eine einzelne Messung reicht nicht aus, um die gesamte Halle zu beurteilen. Deshalb sollten mehrere Positionen vor, innerhalb und hinter dem Übergangsbereich überprüft werden. Besonders wichtig sind kurze Sprachsignale, perkussive Impulse und bekannte Musikstücke. Sie helfen dabei, störende Doppelwahrnehmungen oder Klangverfärbungen zu erkennen. Auch beim Wechsel zwischen Haupt-PA und Delay-Line sollte der Höreindruck möglichst konsistent bleiben.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass eine exakte zeitliche Übereinstimmung an einem Referenzpunkt nicht automatisch für den gesamten Saal gilt. Ziel ist eine praxisgerechte Abstimmung, die den größten Teil der Publikumsfläche sinnvoll versorgt.

Delay-Lines mit Messmikrofon richtig einmessen

Eine präzise Einstellung von Delay-Lines lässt sich mit geeigneter Messtechnik deutlich zuverlässiger durchführen als allein nach Gehör. Verwendet werden beispielsweise Messmikrofone in Verbindung mit Programmen wie Smaart oder anderen für Systemmessungen geeigneten Anwendungen. Die Messung erfolgt dabei nicht nur anhand des Frequenzgangs. Ebenso wichtig sind die zeitlichen Informationen des übertragenen Signals.

Impulsantwort und Ankunftszeit

Die Impulsantwort beschreibt vereinfacht, wie das Lautsprechersystem auf ein kurzes Signal reagiert. Daraus lassen sich unter geeigneten Messbedingungen Informationen über Schalllaufzeit, Reflexionen und das zeitliche Verhalten des Systems gewinnen.

Bei der Abstimmung einer Delay-Line wird zunächst die Haupt-PA gemessen. Anschließend wird die Zusatzbeschallung separat untersucht. Dadurch lässt sich feststellen, welche Signale am Referenzpunkt früher beziehungsweise später eintreffen. Die Differenz liefert die Grundlage für die Einstellung des Ausgangs-Delays.

Frequenzgang und Überlappungsbereich

Nach der zeitlichen Abstimmung sollte überprüft werden, wie sich beide Lautsprecher im Überlappungsbereich verhalten. Treffen Schallwellen gleicher Frequenz mit unterschiedlichen Phasenlagen ein, können Überhöhungen oder Auslöschungen entstehen. Dabei ist wichtig, dass eine Delay-Line nicht ausschließlich anhand einer einzelnen Frequenz eingestellt wird. Sie überträgt schließlich einen großen Teil des hörbaren Frequenzbereichs. Zusätzlich verändern unterschiedliche Messpositionen das Ergebnis. Eine perfekte Summierung an einem Ort kann deshalb nicht beliebig auf andere Positionen übertragen werden.

Die grundsätzlichen Schritte einer professionellen Systemabstimmung erklären wir ausführlich in unserem Tutorial PA-Anlage einmessen: Schritt-für-Schritt-Tutorial.

Delay-Lines, Frontfills und Subwoofer-Delay: Was ist der Unterschied?

Der Begriff Delay wird in der Veranstaltungstechnik für verschiedene Anwendungen verwendet. Dabei geht es zwar immer um zeitliche Korrekturen, die eigentlichen Ziele unterscheiden sich jedoch erheblich.

Delay-Lines für große Publikumsbereiche

Eine klassische Delay-Line versorgt weiter entfernte Publikumsbereiche, die von der Haupt-PA nicht mehr ausreichend erreicht werden. Die Laufzeitkorrektur orientiert sich in erster Linie an den akustischen Schallwegen zwischen Haupt-PA, Zusatzlautsprechern und Publikum. Zusätzlich spielen Pegelabgleich, Abstrahlverhalten und Bühnenlokalisation eine wichtige Rolle.

Frontfills für die ersten Zuschauerreihen

Frontfills werden unmittelbar vor der Bühne eingesetzt und versorgen Bereiche, die von der Haupt-PA aufgrund ihrer Position oder Ausrichtung nicht ausreichend abgedeckt werden. Auch hier kann eine Laufzeitkorrektur sinnvoll sein. Allerdings muss die Abstimmung an der tatsächlichen akustischen Situation erfolgen. Je nach Position und Beschallungskonzept kann eine andere Priorität bei der Lokalisation erwünscht sein als bei einer klassischen Delay-Line im hinteren Publikumsbereich.

Deshalb sollten die zeitlichen Einstellungen nicht einfach anhand einer allgemeinen Faustregel übernommen werden.

Subwoofer-Delay für den Tieftonbereich

Bei Subwoofern geht es dagegen häufig darum, die Phasenlage im Übergangsbereich zu den Topteilen zu optimieren. Hier reicht es nicht aus, lediglich die geometrischen Entfernungen zu vergleichen. Denn Tiefpass- und Hochpassfilter, Lautsprechergehäuse und elektronische Signalbearbeitung beeinflussen ebenfalls das Phasenverhalten. Ziel ist, dass sich Subwoofer und Topteile im relevanten Frequenzbereich sinnvoll ergänzen und möglichst keine störenden Auslöschungen entstehen.

Eine solche Abstimmung erfordert deshalb eine andere Vorgehensweise als die zeitliche Synchronisation einer räumlich entfernten Delay-Line. Wie sich Trennfrequenzen, Laufzeit, Polarität und Cardioid-Setups auf die Basswiedergabe auswirken, erläutern wir in unserem Tutorial PA-Subwoofer richtig integrieren.

Mehrere Delay-Lines in großen Veranstaltungsräumen einsetzen

Bei sehr langen Hallen oder größeren Open-Air-Veranstaltungen kann eine einzige Delay-Line nicht ausreichen. Dann werden mehrere zusätzliche Lautsprechergruppen entlang des Publikumsbereichs eingesetzt. Beispielsweise könnte eine erste Delay-Line den mittleren Bereich versorgen, während eine weitere Gruppe die hinteren Zuschauerreihen beschallt.

Die einzelnen Zonen benötigen dabei eigene Laufzeit- und Pegeleinstellungen. Entscheidend ist, dass sämtliche Signalwege auf eine gemeinsame zeitliche Referenz abgestimmt werden. Dabei darf nicht übersehen werden, dass eine weitere Delay-Line möglicherweise nicht nur den Schall der Haupt-PA empfängt, sondern auch das Signal der davorliegenden Zusatzlautsprecher. Die zeitliche Abstimmung muss deshalb das gesamte Beschallungssystem berücksichtigen.

Jede Zone benötigt einen passenden Signalweg

Bei einem Digitalmischpult mit ausreichend Matrix-Bussen können die einzelnen Zonen unabhängig voneinander angesteuert werden. Alternativ übernimmt ein Lautsprechercontroller mit mehreren Ausgängen diese Aufgabe. So können für jede Zone eigene Pegel-, Delay- und gegebenenfalls EQ-Einstellungen gespeichert werden. Wichtig ist allerdings, dass die Delays nicht versehentlich mehrfach addiert werden. Wenn ein Signal bereits über einen vorgeschalteten Prozessor verzögert wurde, muss diese Verzögerung bei der weiteren Signalführung berücksichtigt werden.

Gerade bei komplexeren Systemen ist deshalb eine übersichtliche Dokumentation sämtlicher Signalwege hilfreich.

Welche Rolle spielt die Temperatur bei Delay-Lines?

Die Schallgeschwindigkeit hängt von den Eigenschaften der Luft ab. Besonders die Temperatur beeinflusst, wie schnell sich Schall ausbreitet. Die häufig verwendete Angabe von 343 Metern pro Sekunde gilt näherungsweise bei 20 °C. Bei niedrigeren Temperaturen bewegt sich der Schall etwas langsamer, bei höheren Temperaturen entsprechend schneller. Für kurze Laufwege sind die Unterschiede häufig gering. Bei sehr großen Entfernungen können sie jedoch mehrere Millisekunden betragen.

Besonders bei Open-Air-Veranstaltungen kann deshalb eine erneute Kontrolle notwendig werden, wenn sich die Temperatur zwischen Soundcheck und Konzert deutlich verändert. Allerdings wirken sich im Freien zusätzlich Wind und Temperaturunterschiede zwischen verschiedenen Luftschichten auf die Schallausbreitung aus. Eine einfache Temperaturkorrektur kann solche Effekte nicht vollständig erfassen.

Deshalb bleiben Messungen und Hörkontrollen auch bei einer rechnerisch korrekt eingerichteten Delay-Line wichtig.

Häufige Fehler beim Einstellen von Delay-Lines vermeiden

Nur den Abstand zwischen den Lautsprechern messen

Ein verbreiteter Fehler besteht darin, ausschließlich die Entfernung zwischen Haupt-PA und Delay-Lautsprecher zu messen und diesen Wert direkt in Millisekunden umzurechnen. Das kann bei einer einfachen geradlinigen Anordnung einen brauchbaren Näherungswert liefern. Allerdings berücksichtigt diese Methode nicht automatisch die tatsächlichen Schallwege zu den Zuhörern. Besser ist es, einen sinnvollen Referenzpunkt im Übergangsbereich festzulegen und die Entfernung beider Lautsprecher zu genau diesem Punkt zu bestimmen.

Den falschen Lautsprecher verzögern

Eine Delay-Line wird normalerweise zusätzlich verzögert, weil sie näher am zu versorgenden Publikum steht als die Haupt-PA. Wird stattdessen die Hauptbeschallung unnötig verzögert, kann das die räumliche Zuordnung zur Bühne beeinträchtigen. Außerdem können zusätzliche Laufzeiten zwischen akustischem Bühnensignal und PA entstehen, die bei bestimmten Veranstaltungen unerwünscht sind. Welche Komponente verzögert werden muss, ergibt sich daher aus der tatsächlichen Signal- und Schalllaufzeit.

DSP-Latenzen nicht berücksichtigen

Nicht alle aktiven Lautsprecher oder Signalprozessoren besitzen dieselbe interne Verarbeitungszeit. Besonders bei unterschiedlichen Geräten kann es deshalb zu Abweichungen zwischen berechneter und tatsächlich gemessener Laufzeit kommen. Wer die Delay-Line ausschließlich anhand der Entfernung einstellt, übersieht möglicherweise diese zusätzlichen Zeitanteile. Eine messtechnische Kontrolle hilft, solche Abweichungen zu erkennen.

Delay-Lautsprecher zu laut einstellen

Ein zusätzlicher Lautsprecher soll die vorhandene Beschallung ergänzen und nicht unnötig dominieren. Ist seine Lautstärke im Überlappungsbereich deutlich zu hoch, kann die wahrgenommene Schallquelle stärker in Richtung des Zusatzlautsprechers wandern. Außerdem können sich die Interferenzen zwischen beiden Systemen deutlicher bemerkbar machen. Deshalb sollten Laufzeit und Pegel immer gemeinsam betrachtet werden.

Die Lautsprecher falsch ausrichten

Auch eine exakt eingestellte Laufzeit kann eine ungünstige Lautsprecherposition nicht vollständig kompensieren. Wenn die Delay-Line beispielsweise große Bereiche beschallt, die bereits ausreichend von der Haupt-PA versorgt werden, entstehen unnötige Überlagerungen. Eine saubere Ausrichtung und die passende Auswahl des Abstrahlwinkels sind deshalb wichtige Voraussetzungen für eine erfolgreiche Laufzeitkorrektur.

Nur an einer Stelle hören

Eine Delay-Line kann am Referenzpunkt hervorragend funktionieren und wenige Meter daneben deutlich anders klingen. Das liegt an den veränderten Schallwegen und den Reflexionen des Raums. Deshalb sollte die abschließende Hörkontrolle immer mehrere Positionen berücksichtigen. Besonders wichtig ist der Bereich, in dem die Haupt-PA allmählich von den zusätzlichen Lautsprechern unterstützt wird.

Delay-Lines im Live-Alltag: So gelingt ein effizienter Soundcheck

Bei einer Veranstaltung bleibt für die Abstimmung der Beschallungsanlage häufig nur begrenzt Zeit. Deshalb lohnt es sich, bereits vor dem Aufbau eine grundlegende Planung vorzunehmen. Zunächst sollten die Publikumsfläche, die Position der Haupt-PA und die vorgesehenen Delay-Zonen feststehen. Anschließend werden die Lautsprecher montiert beziehungsweise aufgestellt und die Signalwege überprüft. Im nächsten Schritt wird die Haupt-PA möglichst vollständig eingerichtet. Dazu gehören Frequenzgang, Pegel und die Abstimmung zwischen Topteilen und Subwoofern.

Erst danach sollten die zusätzlichen Beschallungszonen integriert werden. Für jede Delay-Line wird zunächst eine geometrische Laufzeitberechnung durchgeführt. Anschließend folgen die Kontrolle der tatsächlichen Ankunftszeiten, die Pegelanpassung und die Feinabstimmung. Bei der abschließenden Hörprobe sollten mehrere Personen im Publikumsbereich verteilt sein oder der verantwortliche Techniker selbst verschiedene Positionen kontrollieren.

Besonders hilfreich sind gut verständliche Sprachaufnahmen und Musikstücke mit deutlich ausgeprägten Transienten. Damit lassen sich störende Echos und unklare Impulswiedergaben häufig schnell erkennen. Sind die Einstellungen abgeschlossen, sollten die wichtigsten Parameter dokumentiert beziehungsweise als Preset gespeichert werden. Das erleichtert spätere Anpassungen und verhindert, dass Einstellungen versehentlich verloren gehen.

Fazit: Delay-Lines richtig einstellen bedeutet mehr als Millisekunden berechnen

Delay-Lines sind ein wichtiges Werkzeug für eine gleichmäßige Beschallung größerer Veranstaltungsflächen. Sie ermöglichen es, entfernte Publikumsbereiche mit ausreichend Direktschall zu versorgen, ohne die Haupt-PA unnötig laut betreiben zu müssen.

Damit dieses Konzept funktioniert, müssen die Signale der zusätzlichen Lautsprecher jedoch zeitlich sinnvoll auf die Hauptbeschallung abgestimmt werden. Die grundlegende Berechnung ist vergleichsweise einfach: Bei 20 °C entspricht ein Meter Laufwegunterschied ungefähr 2,9 Millisekunden. Daraus lässt sich schnell ein Ausgangswert für das notwendige DSP-Delay bestimmen. Allerdings reicht dieser Wert allein nicht aus. Unterschiedliche elektronische Latenzen, Lautsprecherpositionen, Abstrahlwinkel und Pegelverhältnisse beeinflussen das tatsächliche Ergebnis. Hinzu kommt die Frage, aus welcher Richtung das Publikum den Sound wahrnehmen soll.

Wer Delay-Lines richtig einstellen möchte, sollte deshalb geometrische Berechnungen, akustische Messungen und praktische Hörkontrollen miteinander kombinieren. Besonders wichtig ist außerdem, die Überlappungsbereiche der verschiedenen Beschallungszonen möglichst sinnvoll zu gestalten. Eine gut ausgerichtete Delay-Line mit passendem Pegel kann in der Praxis deutlich mehr zur Sprachverständlichkeit beitragen als ein zusätzlicher Lautsprecher, der lediglich möglichst laut betrieben wird.

Das Ziel ist somit nicht die perfekte Millisekundenzahl auf dem Display, sondern eine gleichmäßige, verständliche und räumlich überzeugende Wiedergabe im gesamten Publikumsbereich.

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FAQ: Häufige Fragen zu Delay-Lines in der Veranstaltungstechnik

Was ist eine Delay-Line bei einer PA-Anlage?

Eine Delay-Line ist ein zusätzlicher Lautsprecher oder eine Lautsprechergruppe, die weiter entfernte beziehungsweise schwer erreichbare Publikumsbereiche versorgt. Das Audiosignal wird zeitlich verzögert, damit es im Übergangsbereich sinnvoll mit dem Schall der Haupt-PA zusammenwirkt.

Wie viele Millisekunden entsprechen einem Meter?

Bei einer Lufttemperatur von ungefähr 20 °C entspricht ein Meter Schallweg rund 2,9 Millisekunden. Die genaue Laufzeit hängt von der Schallgeschwindigkeit und damit insbesondere von der Lufttemperatur ab.

Wie berechnet man das Delay für einen PA-Lautsprecher?

Zunächst wird die Entfernung von Haupt-PA und Delay-Lautsprecher zu einem gemeinsamen Referenzpunkt bestimmt. Anschließend wird die Differenz der Schallwege durch die Schallgeschwindigkeit geteilt und in Millisekunden umgerechnet. Das Ergebnis liefert einen geometrischen Ausgangswert für die Laufzeitkorrektur.

Warum muss der hintere Lautsprecher verzögert werden?

Der weiter hinten stehende Lautsprecher befindet sich näher an seinem Publikumsbereich als die Haupt-PA. Ohne zusätzliche Verzögerung würde sein Schall dort früher eintreffen als das entsprechende Signal der Hauptbeschallung. Das kann Klangverfärbungen, unklare Impulse oder Echos verursachen.

Was bedeutet der Haas-Effekt bei Delay-Lines?

Der Haas-Effekt beziehungsweise Präzedenzeffekt beschreibt, dass unser Gehör bei kurz aufeinanderfolgenden, ähnlichen Schallereignissen die wahrgenommene Richtung häufig an der zuerst eintreffenden Schallwelle orientiert. Bei Delay-Lines kann dies genutzt werden, damit der Sound weiterhin überwiegend von der Bühnenrichtung wahrgenommen wird.

Kann ich das Delay direkt am Digitalmischpult einstellen?

Ja, sofern das Mischpult geeignete Ausgangs-Delays besitzt. Häufig wird eine Delay-Line über einen separaten Matrix-Bus angesteuert. Die notwendige Verzögerung kann dann direkt auf dem entsprechenden Ausgang eingestellt werden. Nicht jedes Mischpult bietet jedoch ausreichend große Delay-Werte oder frei konfigurierbare Ausgangsverzögerungen.

Brauche ich einen Lautsprechercontroller für Delay-Lines?

Nicht unbedingt. Besitzt das Mischpult passende Ausgangs-Delays, kann die Laufzeitkorrektur auch dort erfolgen. Bei größeren Beschallungssystemen bietet ein Lautsprecher-Management-Prozessor allerdings häufig mehr Flexibilität, da sich mehrere Zonen unabhängig voneinander bearbeiten lassen.

Kann man Delay-Lines ohne Messmikrofon einstellen?

Eine grundlegende Einstellung ist mit einer geometrischen Berechnung und anschließender Hörkontrolle möglich. Für eine präzisere Abstimmung sind Messmikrofon und geeignete Messsoftware jedoch empfehlenswert. Damit lassen sich tatsächliche Ankunftszeiten und zusätzliche elektronische Latenzen berücksichtigen.

Ist eine Delay-Line dasselbe wie ein Frontfill?

Nein. Delay-Lines werden typischerweise eingesetzt, um weiter entfernte Publikumsbereiche zu versorgen. Frontfills ergänzen dagegen die Beschallung unmittelbar vor der Bühne. Beide Systeme können eine Laufzeitkorrektur benötigen, verfolgen aber unterschiedliche Aufgaben bei der Schallverteilung.

Ist das Delay bei Subwoofern dasselbe wie bei Delay-Lines?

Nein. Bei Subwoofern dient die Laufzeitkorrektur häufig dazu, die Phasenlage im Übergangsbereich zwischen Subwoofer und Topteil zu optimieren. Bei Delay-Lines steht dagegen die zeitliche und räumliche Abstimmung getrennter Beschallungszonen im Vordergrund.

Warum klingt eine Delay-Line trotz korrekter Berechnung nicht gut?

Mögliche Ursachen sind unterschiedliche DSP-Latenzen, eine ungeeignete Lautsprecherposition, zu große Pegelunterschiede oder eine ungünstige Überlappung der Beschallungsbereiche. Auch die Raumakustik kann das Ergebnis beeinflussen. Deshalb sollte die berechnete Verzögerung immer als Ausgangspunkt betrachtet und anschließend überprüft werden.

Wie viele Delay-Lines benötigt eine große Veranstaltung?

Das hängt von der Größe und Geometrie der Publikumsfläche, dem Abstrahlverhalten der Haupt-PA sowie dem gewünschten Schalldruck und der Sprachverständlichkeit ab. Eine lange Halle kann mehrere zusätzliche Beschallungszonen erfordern, während eine leistungsfähige und passend ausgerichtete Haupt-PA in anderen Situationen bereits ausreicht.