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Cómo medir la latencia de audio

altUna manera fácil de medir el retraso de audio sin pagar un solo céntimo, usando material de programa.

Eric Small*

 

A medida que el mundo se vuelve cada vez más digital, la latencia se convierte en una preocupación mayor. Los retrasos surgen por doquier, desde los teléfonos celulares hasta el FBI, pasando por los circuitos de programa.

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Con seguridad, cualquier circuito que involucre un segmento satelital implicará un retraso, en ocasiones muchos. Pero incluso sin satélites, la mayoría de las tecnologías de compresión de audio como MPEG y Dolby adicionan retraso.

El primer paso para hacer frente a la latencia es conocer su duración. Medir la latencia ha probado ser sorprendentemente difícil.  En tanto la mayoría de los retrasos tiene una duración inferior a unos segundos, un cronómetro no sirve de nada; el tiempo de reacción humana es de casi un segundo.  Muchas personas creen que pueden estimar el tiempo de latencia: ¡más valdría adivinar lo que va a caer al echar los dados!

Los métodos objetivos empleados para medir la latencia han sido por lo general complejos y costosos. Requieren señales de prueba de tonos en ráfagas que deben ser analizadas con un costoso osciloscopio de almacenamiento.

Introducción
El método que aquí describimos requiere únicamente un computador personal y un programa de computador gratuito. Arroja un resultado numérico en la pantalla. No se necesita una señal de prueba especial, ya que las mediciones se hacen usando el material de programa contenido en el circuito que se va a medir. 

La única excepción es cuando la medición debe hacerse en una ubicación en donde no se tiene acceso tanto a la entrada como a la salida del circuito. Más adelante lo explicaremos en detalle.

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A continuación el procedimiento paso a paso:

Equipo
1. Busque un computador personal con conexión de audio con entrada estéreo.  Un micrófono con entrada estéreo es mejor porque es más fácil atenuar una señal de entrada y luego amplificarla, pero sin duda es posible que funcione una entrada de audio estéreo a  nivel de línea.  Tenga cuidado con algunos PCs, especialmente computadores portátiles,  laptops, que tienen salidas estéreo pero solamente entradas monoaurales .

Una solución sencilla es comprar un modulo de sonido externo USB.  Nosotros usamos una tarjeta de sonido Sabrent USB-SND8 8 Channel USB 2.0 External 7.1 que se puede adquirir en TigerDirect por US$19 dólares.  Tiene tanto micrófono con entradas estéreo como entradas de audio estéreo a  nivel de línea.

2. Descargue el programa de edición de audio gratuito, AUDACITY, versión 1.2.6, de www.audacity.sourceforge.net .  AUDACITY es un editor de audio de aplicación universal con muchas y muy buenas funciones, además de la facilidad que ofrece para medir la latencia.  ¡Cuidado!, asegúrese de descargar la versión 1.2.6.  Aunque hay versiones más recientes en el sitio web, las instrucciones ofrecidas en este artículo se basan en la 1.2.6 y no se aplican a otras versiones.

3. Decida qué interfaz quiere usar para comunicar el sistema que va a medir con la entrada de sonido de su computador o la tarjeta externa de sonido.  Aquí hay muchas opciones, dependiendo del sistema que se está midiendo, así como de la entrada de sonido a su computador. 

El balance es un problema usual.  A menos que esté usando una costosa tarjeta de sonido profesional, las entradas de sonido a los computadores son de terminación sencilla y no son balanceadas. 



En Modulation Sciences construimos una caja con dos transformadores de conexión de audio (alta impedancia primaria, baja impedancia secundaria), con un sencillo atenuador con potenciómetro.  Debido a la pérdida en el transformador, esta configuración requiere una entrada de micrófono en la tarjeta de sonido.

Vale la pena dedicar tiempo a conocer AUDACITY. Como ya se dijo, es un buen editor de audio de aplicación universal.

Hacer las mediciones
1. Después de instalar AUDACITY, configúrelo desplegando el menú View (ver Fig. 1, sólo en la revista), luego haga clic en Set Selection Format, al hacerlo se abre otro menú, ahora haga clic en sec.

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2.    Siguiendo las instrucciones de ayuda de AUDACITY, seleccione la entrada apropiada para la tarjeta de sonido que se está usando y establezca el nivel de la entrada usando la función del medidor de nivel de audio de de AUDACITY.

Para los siguientes pasos, vaya a la Figura 2 (Sólo en la revista)

3. Haga clic en el botón RECORD para empezar a transferir el audio.  Aparecerán las ondas envolventes del audio: la de la parte superior debe ser la señal de entrada (sin retraso), y la onda de la parte inferior la señal de salida (retrasada).

4. Luego de establecer las ondas, haga clic en el botón PAUSE para congelar la visualización.

5. Busque un punto de detalle en la onda de entrada y el punto correspondiente en la onda de salida. Use Ctrl 1 para acercar, Ctrl 2 para alejar y la Slide Bar (barra deslizante), en la parte inferior de la visualización, para mover ambas ondas a la izquierda y a la derecha hasta que la distancia entre los puntos sea de un tercio a un medio el ancho de la pantalla.

6. Ubique el mouse en el primer punto de detalle (sobre la onda no retrasada) y mientras sostiene el clic izquierdo arrastre la selección hasta el punto de detalle correspondiente de la onda retrasada.

7. La lectura del tiempo de latencia (la diferencia de tiempo que está resaltada) aparece en décimas de segundo en la parte inferior de la pantalla.

Mediciones Remotas
A veces es necesario medir la latencia en una situación en la que los puertos de entrada y de salida de un sistema retrasado no están juntos.  Este caso puede ocurrir con sistemas por microondas o de satélite.

La clave está en buscar una fuente de programa común que no tenga recorridos retrasados.  Una señal de fácil acceso es una emisora AM de gran potencia de onda media.  Una sencilla radio AM proporcionará audio en el mismo marco con fuentes separadas por una gran distancia.

Para distancias aún mayores, las señales de servicios nacionales de onda corta como WWV, de los Estados Unidos, puede suministrar la misma señal en todo el mundo, de manera simultánea, en pocos milisegundos.

Conclusión
El paquete de software AUDACITY ofrece un método gratuito y universal para medir la latencia en cualquier parte del mundo.

Además de la versión para Windows que se usó para el procedimiento descrito en este artículo, AUDACITY también está disponible sin costo alguno para Mac y Linux y en varios idiomas, incluyendo español y portugués. Eche un vistazo al sitio web de descarga anteriormente mencionado.

El idioma se selecciona desplegando el menú Edit, haciendo clic en Preferences y luego eligiendo la pestaña Interface.  La caja de selección del idioma está a unos dos tercios hacia abajo de la página.

*Director de Tecnología
Modulation Sciences, Inc.
Somerset, New Jersey. EU
esmall@modsci.com

Richard Santa, RAVT
Author: Richard Santa, RAVT
Editor
Periodista de la Universidad de Antioquia (2010), con experiencia en temas sobre tecnología y economía. Editor de las revistas TVyVideo+Radio y AVI Latinoamérica. Coordinador académico de TecnoTelevisión&Radio.

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