MIDI-Clock-Rechner

So funktioniert's

MIDI-Clock-Signale sorgen dafür, dass mehrere MIDI-Geräte im gleichen Tempo laufen, ohne dass jedes Gerät sein eigenes BPM kennen muss – der Master sendet einfach 24 Ticks pro Viertelnote, alle angeschlossenen Geräte richten sich danach. Der Rechner zeigt dir, wie lang ein einzelner Tick bei deinem Tempo dauert und wie viele Ticks ein ganzer Takt umfasst.

Zwei Beispiele

Bei 120 BPM und 4 Beats pro Takt (4/4-Takt) sendet der Master alle 20,833 ms einen Tick, also 48 Ticks pro Sekunde, und ein kompletter Takt umfasst 24 × 4 = 96 Ticks. Läuft ein Song dagegen im 3/4-Takt bei 140 BPM, verkürzt sich der Tick-Abstand auf 17,857 ms (56 Ticks/s), und ein Takt besteht aus 24 × 3 = 72 Ticks – spürbar schneller und mit weniger Ticks pro Takt als im ersten Beispiel.

Wann brauchst du den MIDI-Clock-Rechner?

• Beim Verkabeln mehrerer Hardware-Geräte (Drum-Machine, Sequencer, Arpeggiator) über DIN-MIDI, um zu prüfen, ob die Timing-Auflösung für dein Tempo ausreicht.
• Beim Debuggen von Sync-Problemen, wenn ein externes Gerät bei sehr hohen oder niedrigen BPM-Werten aus dem Takt gerät.
• Beim Bau eigener MIDI-Firmware oder Arduino-basierter Clock-Generatoren, wo die exakte Tick-Dauer in Millisekunden benötigt wird.
• Beim Vergleichen zweier Tempi, um schnell abzuschätzen, wie viel dichter oder lockerer das Clock-Signal bei einer geplanten Tempoänderung wird.

Hintergrund: Vom Pulsabstand zum Tempo

MIDI Clock besteht aus einer einzigen kurzen Nachricht, der Timing Clock (hexadezimal F8, ein Byte). Der Master sendet sie 24-mal pro Viertelnote, und weil das Tempo nicht mitgeschickt wird, rechnet jeder Empfänger es aus dem Abstand der Pulse zurück. Aus Tick-Dauer = 60.000 ÷ (BPM × 24) in Millisekunden folgt umgekehrt BPM = 60.000 ÷ (24 × Tick-Dauer): Kommen die Pulse alle 25 ms, läuft die Musik mit 60.000 ÷ 600 = 100 BPM. Die Ticks pro Sekunde ergeben sich aus BPM × 24 ÷ 60, also BPM × 0,4, bei 100 BPM sind das 40.

Daran siehst du, warum gleichmäßige Pulse wichtig sind. Käme bei 120 BPM ein einzelner Puls eine Millisekunde zu spät (21,833 statt 20,833 ms), ergäbe die Rechnung für diesen einen Abstand nur 60.000 ÷ (24 × 21,833) ≈ 114,5 BPM. Empfänger mitteln deshalb üblicherweise über mehrere Pulse, wie stark, entscheidet das Gerät. Auf einer DIN-Leitung mit 31.250 Bit pro Sekunde belegt ein Byte samt Start- und Stoppbit 10 Bit, also 0,32 ms. Bei 300 BPM, dem oberen Ende des Rechners, liegen die Pulse 8,333 ms auseinander, die Clock allein füllt dann rund 3,8 Prozent der Leitung. Schicken Regler oder Tastaturen gleichzeitig viele Daten, kann der Takt wackeln.

Schritt für Schritt: Tick-Zeiten ablesen und anwenden

1. Trage bei „Tempo (BPM)“ dein Tempo ein. Beim Öffnen steht dort 120, das Feld ist auf 20 bis 300 ausgelegt.
2. Gib bei „Beats pro Takt“ die Zahl der Viertelnoten pro Takt ein. Das Feld startet bei 4 und ist für 1 bis 16 gedacht.
3. Lies „Zeit pro Tick“, „Ticks pro Sekunde“ und „Ticks pro Takt“ ab. Die Zeilen „MIDI-Clock-Auflösung“ (24 Ticks pro Viertelnote) und „Ticks pro Sechzehntel (Song Position Pointer)“ (6 Ticks) ändern sich bei keinem Tempo.
4. Die Dauer eines Notenwerts erhältst du, indem du seine Tickzahl mit der Zeit pro Tick malnimmst. Bei 90 BPM dauert ein Tick 27,778 ms: Eine Achteltriole (8 Ticks) dauert dann 8 × 27,778 ≈ 222,22 ms, eine punktierte Achtel (18 Ticks) genau 500 ms.

Tempo und Tick-Abstand im Überblick

Zur Orientierung sechs Tempi mit den Werten, die der Rechner dafür anzeigt (der Rechner schreibt Dezimalstellen mit Punkt):

Taktarten richtig eintragen

Das Feld „Beats pro Takt“ multipliziert mit 24, es rechnet also in Viertelnoten. Bei Taktarten mit Achteln zählst du deshalb die Viertel, nicht die Zählzeiten, in denen du dirigierst:

Start, Continue und Song Position Pointer

Neben den Pulsen kennt MIDI Clock drei Steuerbefehle. Start lässt einen Empfänger von vorn beginnen, Continue setzt ihn an der aktuellen Position fort, Stop hält ihn an. Springt ein Sequencer an eine andere Stelle, nennt er vor Continue per Song Position Pointer die Position in Sechzehnteln seit dem Songanfang. Der Beginn von Takt 9 im 4/4-Takt liegt nach 8 Takten zu je 16 Sechzehnteln, der Zeiger lautet also 128, das sind 128 × 6 = 768 Ticks. Sein Wert hat 14 Bit und reicht bis 16.383 Sechzehntel, im 4/4-Takt also gut 1.000 Takte.

Wenn die Synchronisation nicht klappt

• Der Empfänger folgt dem Tempo nicht, obwohl Start und Stop ankommen: Prüfe, ob er auf externe Clock steht. Die Einstellung heißt je nach Gerät Sync, Clock Source oder ähnlich.
• Das Tempo am Empfänger springt hin und her: Suche Quellen für Unregelmäßigkeiten, etwa gleichzeitig laufende Fader-Fahrten oder lange Ketten aus Geräten, die das Signal durchreichen. Bei USB gilt die Leitungsrechnung oben nicht, wie genau die Pulse ankommen, hängt dort von Gerät und Treiber ab.
• Ein Delay oder LFO läuft nicht im Songtempo: Viele dieser Module rechnen intern in Notenwerten und brauchen keine Clock-Ticks, sondern ihren Sync-Schalter. Die Zeit für einen Notenwert liefert der Delay-Rechner.

Gut zu wissen

MIDI Clock kennt selbst keine Taktart: Die 24 Ticks pro Viertelnote gelten unabhängig davon, ob ein Stück im 4/4- oder 7/8-Takt steht. Die Taktart nutzt der Rechner nur, um Ticks pro Takt anzuzeigen, sie wird nicht über MIDI übertragen. Verwechsle MIDI Clock außerdem nicht mit MIDI Time Code (siehe FAQ) oder mit Ableton Link, das ein anderes Protokoll für die Tempo-Synchronisation über Netzwerk und WLAN nutzt. Und MIDI Clock überträgt kein Tempo als Zahl, sondern ausschließlich die Ticks: Das Tempo selbst legst du am Master fest, der Rechner liefert nur die Zahlen dazu.

Wie Tempo, Taktart und Notenwerte zusammenhängen, steht im RatgeberBPM und Tempo. Die Einordnung der Clock zwischen Noten, Kanälen und Controllern liefert der Ratgeber MIDI-Grundlagen, und für tempo-synchrone Delays hilft Delay- und Reverb-Zeiten berechnen. Das Tempo eines Songs ermittelst du mit demBPM-Tapper.