Deine Daten. Deine Wahl.

Wenn du nur das Nötigste wählst, erfassen wir mit Cookies und ähnlichen Technologien Informationen zu deinem Gerät und deinem Nutzungsverhalten auf unserer Website. Diese brauchen wir, um dir bspw. ein sicheres Login und Basisfunktionen wie den Warenkorb zu ermöglichen.

Wenn du allem zustimmst, können wir diese Daten darüber hinaus nutzen, um dir personalisierte Angebote zu zeigen, unsere Webseite zu verbessern und gezielte Werbung auf unseren und anderen Webseiten oder Apps anzuzeigen. Dazu können bestimmte Daten auch an Dritte und Werbepartner weitergegeben werden.

Dayan Pfammatter
Hintergrund

Stille auf Knopfdruck: Wie funktioniert ANC?

Praktisch jeder Kopfhörer hat es, praktisch alle von uns nutzen es: Active Noise Cancelling. Aber wie kommt es eigentlich, dass Kopfhörer Lärm besser dämpfen, als dass sie physisch dazu imstande sind? Was ist das Prinzip hinter dem sogenannten Antischall?

Es ist Montagmorgen, 08:43 Uhr. Ich sitze im Tram auf meinem Weg zur Arbeit. Geradeaus ein junges Paar, das sich lauthals streitet, hinter mir ein Baby, das mindestens genauso laut schreit. Davon höre ich nichts – oder zumindest nahezu nichts. Zu verdanken habe ich das meinen Kopfhörern, welche mittels Active Noise Cancelling die Geräuschkulisse um mich mindern. Ich höre nur Tame Impalas neues Album «Deadbeat».

Kopfhörer mit Active Noise Cancelling – oder kurz: ANC – findest du heute wie Sand am Meer. Die Chancen stehen gut, dass du jetzt gerade welche auf dem Kopf oder in deinen Ohren trägst.

Die aktive Geräuschunterdrückung ist mittlerweile praktisch eine Nebenerscheinung von neuen Kopfhörern. Und inzwischen auch recht wirkungsvoll. Es scheint schon fast banal, aber das Prinzip dahinter ist alles andere als uninteressant.

Die Vorreiter der ANC-Kopfhörer

Bevor wir uns im Detail anschauen, wie das Ganze genau funktioniert, gehen wir zurück zu den Ursprüngen des ANC. Denn wie so oft bei technologischen Entwicklungen ist auch die Geräuschunterdrückung zuerst aus einem industriellen Bedürfnis entstanden. Die Geburtsstunde der Technologie liegt in der Aviatik.

Hier wurde Active Noise Cancelling zum ersten Mal eingesetzt.
Hier wurde Active Noise Cancelling zum ersten Mal eingesetzt.
Quelle: Wikipedia / Hanspeter Baumeler

Wer schon mal mit ANC-Kopfhörern in einem Flugzeug sass, dürfte auch schon ahnen, warum. Die Technologie, die zur Schallunterdrückung genutzt wird, ist vor allem bei tiefen, gleichbleibenden Geräuschkulissen wirksam – wie etwa bei Motorlärm von Flugzeugen und Hubschraubern. Lange bevor Sony und Konsorten die ersten ANC-Kopfhörer auf den Massenmarkt brachten, wurde die Technologie für Piloten und Pilotinnen entwickelt. Diese konnten ihre Ohren so besser vor dem konstanten Krach ihrer Arbeitsumgebung schonen.

Aber wie genau funktioniert die Technologie effektiv?

Wie Antischall für Stille sorgt

Das Prinzip hinter dem Active Noise Cancelling lässt sich eigentlich in einem Wort zusammenfassen: Antischall. Oder eben umgekehrter Lärm.

Einfach veranschaulicht wird dieses Akustikprinzip mit einer schlichten Sinuswelle – ein simpler, gleichbleibender Ton. Je höher die Wellen ausschlagen, desto lauter, je enger die Wellen beieinander sind, desto höher ist das Geräusch. Um diesen Klang loszuwerden, wird das Prinzip der «destruktiven Interferenz» genutzt.

Zwei Wellen, die entgegengesetzt schwingen, gleichen sich aus.
Zwei Wellen, die entgegengesetzt schwingen, gleichen sich aus.
Quelle: Wikipedia

Schlägt die Welle der Sinusnote nach oben aus, lassen wir einen identischen Ton aus einer anderen Quelle – deinem Kopfhörer – nach unten ausschlagen und umgekehrt. Der invertierte Schall hebt die originale Quelle auf, sodass auf deinem Trommelfell im besten Fall nur noch Stille ankommt.

Da Lärm aber selten aus einer simplen Sinuswelle besteht, muss dein Kopfhörer laufend die Geräuschkulisse deiner Umgebung analysieren und den Antischall entsprechend anpassen. Deshalb sind sämtliche ANC-Kopfhörer mit mehreren Mikrofonen und speziellen ANC-Chips ausgestattet, die das Noise Cancelling überhaupt erst möglich machen. Und hier ist auch die Achillesferse der Technologie.

Damit ANC überhaupt funktioniert, sind in allen Kopfhörern etliche Mikrofone verbaut.
Damit ANC überhaupt funktioniert, sind in allen Kopfhörern etliche Mikrofone verbaut.
Quelle: Sony

Was ANC (noch) nicht kann

Auch wenn die Technologie etwas nach schwarzer Magie klingt, die Realität ist noch nicht ganz so magisch. Denken wir zurück an die Pilotinnen und Piloten und ANC im Flugzeug. Das tiefe Brummen der Maschine ist das perfekte Futter für aktive Geräuschunterdrückung. Ein tiefes, stetig gleichbleibendes Geräusch, das nicht aus einer einzigen Richtung zu dir strahlt. Hierfür lässt sich vergleichsweise leicht konstanter Antischall produzieren.

Schwieriger wird es bei unregelmässigen, hohen Geräuschen. Das schreiende Baby im Tram, Stimmen und klirrendes Geschirr im Kaffee. Hier müssen deine Kopfhörer quasi in Echtzeit reagieren, um passenden Gegenschall zu erzeugen.

Gerade in den letzten Jahren gab es aber dank leistungsstärkerer, schnellerer Hardware tatsächlich nochmals merkbare Verbesserungen. Sony, Bose, Apple und Co. haben allesamt Kopfhörer am Start, die dank dedizierter Chips sogar hochfrequente, impulsive Störgeräusche messen, analysieren und kontern können – und das innert Millisekunden.

Eigens entwickelte Chips wie Sonys «QN3» analysieren laufend die Umgebungsgeräusche.
Eigens entwickelte Chips wie Sonys «QN3» analysieren laufend die Umgebungsgeräusche.
Quelle: Sony

Wenn du aber die komplette Abdichtung willst, musst du auch die passive Geräuschunterdrückung berücksichtigen. Sprich, wie gut kann ein Kopfhörer deinen Gehörgang rein physisch von der Aussenwelt abschirmen? Ganz ohne elektronischen Schnickschnack.

Praktisch seit eh und je gelten hierfür Over-Ear-Kopfhörer als Favoriten, da diese dein Ohr komplett umschliessen. In-Ears im klassischen Kabelkopfhörer-Design liegen lediglich in deinem Ohr vor dem Gehörgang. Und dennoch (Achtung Hot Take):

Mit Abstand das beste Active Noise Cancelling unter allen Kopfhörern haben in meinen Ohren Sonys aktuelle In-Ear-Kopfhörer.

Sony WF-1000XM5 (ANC, 8 h, Kabellos)
Kopfhörer
EUR221,82

Sony WF-1000XM5

ANC, 8 h, Kabellos

Sony mischt – neben Bose – beim Thema ANC seit Jahren ganz vorn mit. Die Sony WF-1000XM5 kommen aber zudem mit Schaumstoff-Aufsätzen statt den üblichen Silikonstöpseln anderer In-Ears. Neben dem hochperformanten Sony-ANC bekommst du also auch eine starke passive Abdichtung. Wie Ohropax, aber eben mit Lautsprechern. Und das kann meiner Meinung nach bis jetzt noch kein Over-Ear-Kopfhörer übertrumpfen.

Auch Lautsprecher können Antischall

Tatsächlich findet das Prinzip der aktiven Geräuschunterdrückung nicht nur in deinen AirPods seinen Nutzen. Aktive Schallunterdrückung kann beispielsweise auch an Grossveranstaltungen oder Konzerten genutzt werden, um die Lärmbelastung für die Umgebung zu regulieren. Hierbei werden einfach grosse Lautsprecher gegen die Bühne gerichtet, die das Signal mit umgekehrter Polarisation wiedergeben.

Auch klassische Lautsprecher können theoretisch einen ANC-Effekt erzeugen.
Auch klassische Lautsprecher können theoretisch einen ANC-Effekt erzeugen.
Quelle: Dayan Pfammatter

Ein ähnliches Prinzip macht sich auch Harman Kardon mit «HALOsonic» zunutze. Die Innenraumdämpfung der Audio-Tochter von Samsung sorgt in diversen Fahrzeugen für ein angenehmeres Fahrgefühl, indem Vibrationen mit umgekehrten Schallwellen gemindert werden.

Den Effekt destruktiver Interferenzen kannst du theoretisch sogar zu Hause mit zwei alten Lautsprechern nachstellen. Wenn du noch eine klassische Stereoanlage hast, kannst du das rote und das schwarze Kabel an einem der beiden Lautsprecher austauschen, um eine Phasendrehung von 180 Grad zu erzeugen. Wenn du die beiden Speaker jetzt gegeneinander richtest, sollte es zumindest etwas leiser werden, da sich die beiden Schallquellen aufheben. Oder du setzt einfach deine Kopfhörer mit Active Noise Cancelling auf.

Titelbild: Dayan Pfammatter

6 Personen gefällt dieser Artikel


User Avatar
User Avatar

Praktisch seit ich denken kann fasziniert mich alles, was Tasten, Displays und Lautsprecher hat. Als Journalist mit Fokus auf Technik und Gesellschaft schaffe ich Ordnung im Dschungel aus Tech-Jargon und unübersichtlichen Spec-Sheets.


Hintergrund

Interessantes aus der Welt der Produkte, Blicke hinter die Kulissen von Herstellern und Portraits von interessanten Menschen.

Alle anzeigen

Diese Beiträge könnten dich auch interessieren

  • Hintergrund

    Die seltsamsten Audio-Innovationen der letzten 5 Jahre

    von David Lee

  • Hintergrund

    Ein Experiment für nachvollziehbare Kopfhörertests

    von David Lee

  • Hintergrund

    Andi be free Concert 1: der erste ehrliche Kopfhörer eines Schweizer Startups

    von Livia Gamper

1 Kommentar

Avatar
later