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Was steckt hinter Active Noise Cancelling?

Musikgenuss und perfekte Stille mit Active Noise Cancelling

Ob in der Bahn, im Park, im Café oder in der Bibliothek – unterwegs sind Kopfhörer unschlagbar, um Musik zu genießen oder mit einem guten Hörbuch zu entspannen. Um den Lärm der Außenwelt möglichst auszusperren, eignen sich dabei besonders In-Ear-Modelle oder ohrumschließende Kopfhörer mit geschlossener Bauweise. Das ist aber noch nicht das Ende der Fahnenstange. Wer die absolute Stille sucht, zum Beispiel auf Langstreckenflügen oder im Büro, greift zu Kopfhörern mit „Active Noise Cancelling“ (ANC). Durch diese Technologie werden störende Umgebungsgeräusche fast vollständig ausgeblendet – was dahinter steckt, verraten wir hier.

Active Noise Cancellation – Was ist das?

Schallwellen bestehen aus Luftmolekülen, die in Schwingung versetzt werden – vereinfacht ausgedrückt. Die Lautstärke und Frequenz eines Geräuschs stellen Fachleute durch eine Wellenform dar. Wird eine solche Schallwelle durch eine exakt gegenläufige, also um 180 Grad in der Phase verschobene, Schallwelle überlagert, löschen die beiden Schwingungen sich aus. Ungefähr so wie bei einem Pendel, das von zwei Seiten mit exakt derselben Kraft angestoßen wird und sich dann keinen Millimeter bewegt.

Dieser „Antischall“-Effekt wurde 1933 erstmals durch den Deutschen Physiker Paul Lueg patentiert. In Kopfhörern nennt man diese Technik „Active Noise Cancellation“ oder „Aktive Geräuschunterdrückung“ und nutzt das Prinzip, um den Lärm der Außenwelt aktiv zu unterdrücken, damit nur die gewünschten Schallwellen wie Musik oder Sprache am Trommelfell ankommen – oder eben ungetrübte Stille erzeugt wird, um sich zu entspannen oder zu konzentrieren.

Wie funktioniert Active Noise Cancelling?

In den ANC-Kopfhörer eingebaute Mikrofone erfassen ununterbrochen die Außengeräusche. Die leistungsstarke Elektronik im Inneren der Kopfhörer erzeugt dann den dazu passenden Antischall in Echtzeit. Dabei fließen nicht zuletzt auch die baulichen und klanglichen Eigenschaften des Kopfhörers ein – nur wenn alles optimal aufeinander abgestimmt ist, heben sich Schall und gegenphasiger Schall im Kopfhörer auf.

Statt brummender Flugzeugmotoren, dröhnender Klimaanlagen oder störendem Straßenlärm bleiben nur erholsame Stille und Musik. Nicht nur auf Reisen ist so ein ANC-Kopfhörer darum ein perfekter Begleiter, sondern auch im Berufsalltag, wenn man sich auch im Großraumbüro konzentrieren möchte.

Klingen ANC-Kopfhörer so gut wie reguläre Modelle?

So einfach sich das Prinzip des Gegenschalls anhört, so komplex ist die Umsetzung in einem Kopfhörer: Damit der Effekt funktioniert, muss der Schall von den Mikrofonen perfekt erfasst und in Sekundenbruchteilen von der Elektronik ausgewertet werden. Die Schallwandler müssen absolut präzise arbeiten. Gleichzeitig sollen die Schallwellen der Musik im Kopfhörer aber ohne Verzerrungen und in voller Lautstärke beim Trommelfell ankommen. Die Konstrukteure müssen vieles beachten:

  • Welche Bauweise soll der Kopfhörer haben? On-Ear, Over-Ear oder In-Ear? Wo werden die Mikrofone platziert?
  • Wie schnell bewegen sich die Schallwellen von der Membran zum Ohr?
  • Wie viel Strom verbraucht die Elektronik?
  • Wie sind die klanglichen Eigenschaften? Kleinste Nuancen haben große Auswirkungen

Die ersten ANC-Kopfhörer boten oft eine ordentliche Geräuschunterdrückung, ließen aber zu wünschen übrig, sobald es um die Klangqualität ging.

Welche ANC-Technik nutzt beyerdynamic?
Feedforward-ANC

Bei „Feedforward-ANC“ liegen die Mikrofone auf der Außenseite der Ohrmuschel des Kopfhörers. So wird der Schall früher erfasst und effektiver unterdrückt. Allerdings sind diese Mikrofone anfällig für Wind und berücksichtigen nicht die Klänge, die der Kopfhörer selbst produziert.

Die Abschirmung des Kopfhörers sowie dessen Tragweise und Bauform müssen aufwendig von der Elektronik einberechnet werden. Der Antischall-Effekt ist mit Feedforward-ANC zwar beeindruckend, doch die Qualität der Musik kann darunter leiden.

Feedback-ANC

Liegen die Mikrofone innerhalb der Ohrmuschel des Kopfhörers, spricht man von Feedback-ANC.

Hier werden die verbliebenen Außengeräusche erfasst, die durch die Abschirmung des Kopfhörers ans Ohr gelangen. Die Elektronik kann darum viel exakter die Außengeräusche herausfiltern und auslöschen. Auch sind die klanglichen Eigenschaften des Kopfhörers einfacher einzubeziehen – was gerade bei On-Ear- oder In-Ear-Modellen Vorteile bringt. Allerdings können Rückkoppelungen und Verzerrungen den Musikgenuss trüben.

Hybrid-ANC

Bei der neuesten ANC-Kopfhörer-Generation wie beispielsweise beim mobilen Over-Ear-Kopfhörer LAGOON ANC (Traveller und Explorer) kommt die deutlich anspruchsvollere Hybrid-ANC-Technologie zum Einsatz. Hier werden sowohl Mikrofone an der Außen- als auch an der Innenseite des Kopfhörers verbaut. Das hat den Vorteil, dass Störgeräusche so schnell erfasst werden wie bei der Feedforward-Bauweise, aber die Filterung viel exakter arbeitet – ein Vorteil der Feedback-Bauweise.

Active Noise Cancelling
Schaubild: Active Noise Cancelling Kopfhörer

Die Hybrid-Technologie verbindet so zusagen das beste aus beiden Welten. Gleichzeitig sorgen neueste Prozessoren, erstklassige Komponenten und die Expertise der Ingenieure von beyerdynamic für eine optimale Verbindung aus Active Noise Cancelling und exzellenter Klangqualität. Weltweit einzigartig ist dabei die Kombination mit der innovativen MOSAYC Klangpersonalisierung by Mimi Defined™. Damit passt sich der Kopfhörer dynamisch dem individuellen Hörvermögen seines Trägers an, um jedes noch so feine Detail der Lieblingsmusik in perfekter Ruhe neu zu erleben.

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