Iedereen die zijn koptelefoon onderweg op weg naar werk of op reizen gebruikt, kent het probleem: in een lawaaierige omgeving moet je de koptelefoon harder zetten om het verkeerslawaai en of de gesprekken om je heen te overstemmen. Meer volume houdt echter ook in, dat de belasting op het oor toeneemt. Tot een bepaalde hoogte is dit misschien niet zo storend, maar een voortdurende hoge belasting is onaangenaam. Sinds een paar jaren vind je daarom steeds meer noise cancelling koptelefoons in het aanbod van diverse fabrikanten.
Ruisonderdrukking: de oplossing voor ruis?
Het klinkt op het eerste gezicht geweldig dat er koptelefoons zijn die het geluid moeten uitschakelen. Maar laten we eens wat beter kijken naar wat ze precies zijn, hoe ze werken en welke verschillende technologieën er beschikbaar zijn.
Noise cancelling technologie (ook wel ruisonderdrukking genoemd) detecteert en vermindert omgevingsgeluid. Dit betekent dat je ze niet meer hoort als je de koptelefoon op hebt en dat je de muziek minder hard hoeft te zetten in een rumoerige omgeving. Dit beschermt je gehoor.
Passieve ruisonderdrukking met ruisisolerende koptelefoon
Ook het begrip noise isolating koptelefoons duikt in deze samenhang steeds weer op. Dit is echter iets volledig anders. Terwijl noise cancelling koptelefoons het omgevingsgeluid met behulp van een computerchip daadwerkelijk kunnen elimineren, isoleren de noise isolating koptelefoons slechts het omgevingsgeluid van de luisteraar. Zulke isolerende koptelefoons zijn al meerdere jaren op de markt verkrijgbaar. Bijzonder goed functioneert deze techniek bij in-ear koptelefoons, omdat deze direct in de gehoorgang worden gedragen en daarmee als een soort plug met luidsprekers werken. Voorwaarde is: ze moeten precies pas zitten in je oor.
Bij onze in-ears krijg je daarom altijd meerdere eartips meegeleverd. Zo is voor ieder oor een passende grootte te vinden. Andere fabrikanten gaan zelfs zover dat ze op maat gemaakte high-end in-ears aanbieden. Die kosten dan weliswaar 10 tot 20x meer dan een normale in-ear koptelefoon, maar zijn wat pasvorm betreft het absolute summum. Ze worden vooral in het professionele circuit gebruikt, bijvoorbeeld door muzikanten of geluidstechnici, maar ook audiofiele muziekfans kunnen zulke op maat gemaakte koptelefoons bestellen.
Noise isolating koptelefoons zijn er overigens niet alleen als in-ears, maar ook als gesloten koptelefoons. Ook hier bestaan er modellen die behoorlijk veel omgevingsgeluid dempen. Maar meestal is het toch een compromis tussen draagcomfort en volume-onderdrukking. Veel modelllen zijn bij lang dragen niet comfortabel meer of isoleren niet genoeg. Juist bij treinreizen of een lange vlucht kan het omgevingsgeluid behoorlijk storen, waardoor je een de koptelefoon eigenlijk ook langer dan 1 of 2 uur zou willen dragen. Hier komen de moderne noise cancelling koptelefoons in beeld, die de omgevingsgeluiden daadwerkelijk proberen te elimineren.
Actieve ruisonderdrukking met Active Noise Cancelling koptelefoons
Koptelefoons met actieve ruisonderdrukking staan ook bekend als actieve ruisonderdrukkende koptelefoons (ook wel noise cancelling koptelefoons genoemd) of kortweg ANC-koptelefoons. Actief omdat een kleine computer extern geluid oppikt met behulp van microfoons en dit elimineert door middel van antigeluid.
Antigeluid is gebaseerd op het besef dat twee geluiden of geluidsgolven met dezelfde frequentie en afbuiging elkaar grotendeels opheffen als ze elkaar tegenkomen. Om dit te laten werken, moeten ze gepolariseerd samenkomen, d.w.z. precies 180 graden in fase verschoven.
Antigeluid is dus zoiets als een tegengestelde geluidsgolf die de oorspronkelijke geluidsgolf bijna volledig kan neutraliseren. Dit gebeurt bijvoorbeeld ook met de dubbele-basopstelling van subwoofers in huisbioscopen.
Actieve ruisonderdrukking met behulp van antigeluid werd voor het eerst gepatenteerd in 1933. De natuurkundige Paul Lueg beschreef een proces dat geluid onderdrukt met geluidsgolven van tegengestelde fase. Het duurde echter tientallen jaren voordat het ook in hoofdtelefoons werd gebruikt: In de jaren 1980 werden de eerste ANC-hoofdtelefoons ontwikkeld om piloten van vliegtuigen en helikopters te beschermen tegen lawaai.
Hoe werken koptelefoons met ruisonderdrukking?
Stel je voor dat een passerende auto een geluidsgolf met een waarde van +1 uitzendt. De microfoon van je ruisonderdrukkende koptelefoon detecteert deze geluidsgolf. De computer in de koptelefoon berekent de antigeluidsgolf met de waarde -1 en geeft deze door aan jou. Beide geluidsgolven samen resulteren in de waarde 0 en je neemt (bijna) niets waar van het ongewenste geluid.
Wat in theorie relatief eenvoudig klinkt, vergt in de praktijk veel inspanning. De microfoons in de ANC-hoofdtelefoon moeten de toonhoogte en amplitude van extern geluid vele honderden of zelfs duizenden keren per seconde herkennen. Op basis van deze gegevens genereert de regelelektronica op adaptieve wijze het antifasegeluid zodat de geluidsgolven in de onmiddellijke omgeving van het oor elkaar opheffen.
Voor de weergave van ruis is het cruciaal dat de behuizing extern geluid absorbeert voordat het het oor bereikt. Daarom worden ANC-koptelefoons meestal ontworpen als over-ear koptelefoons. Omdat geluid zich met 340 meter per seconde door de lucht verplaatst, voeren processors de berekening uit in fracties van een seconde. Dit alles is alleen mogelijk dankzij krachtige processors en zeer nauwkeurige geluidstransducers. Er is een extra oplaadbare batterij nodig om de microfoon te laten werken.
Door de video te downloaden ga je akkoord met het privacybeleid van YouTube.
Meer informatie
Maar hoewel het basisconcept van ANC hetzelfde is, kan het op verschillende manieren worden geïmplementeerd: Feedforward, Feedback of Hybride ANC.
Feedforward ANC – de sensormicrofoon staat buiten
Bij feedforward ANC (d.w.z. voorwaartse ruisonderdrukking) wordt de microfoon buiten het oor geplaatst. De microfoon “hoort” geluiden voordat ze het oor bereiken en geeft deze informatie door aan de ANC-controller. Deze verwerkt vervolgens het geluid en genereert de ruisonderdrukking voordat het resulterende signaal naar de bestuurder wordt gestuurd. Dit gebeurt in een fractie van een seconde.
Dit is waar feedforward ANC goed voor is:
De microfoon aan de buitenkant pikt lawaai in een vroeg stadium op, zodat er meer tijd is om erop te reageren en de antiruis te genereren..
Dit zijn de zwakke punten:
De feedforward ANC kan zichzelf niet corrigeren, omdat hij het geluidssignaal van de ANC-controller niet detecteert. Als het geluid onder een ongunstige hoek binnenkomt, kan deze opstelling zelfs onbedoeld leiden tot versterking.
Bovendien werkt feedforward ANC in een smal frequentiebereik. Feedforward ANC kan weinig effect hebben bij frequenties buiten zijn bereik. De microfoon aan de buitenkant reageert ook gevoeliger op windruis.
Feedback ANC – de sensormicrofoon is binnen
Bij feedback ANC (d.w.z. feedback op het geluidssignaal) bevindt de sensor zich in de oorschelp en voor de luidspreker, zodat de ANC-controller het resulterende signaal op dezelfde manier kan “horen” als de luisteraar.
Dat is waar feedback ANC goed voor is.:
Feedback ANC controleert het geluidssignaal dat het oor hoort en kan daarom reageren op zelfs kleine variaties. Feedback ANC werkt ook met een breder frequentiebereik dan feedforward ANC. Een ander voordeel is dat feedback ANC ruis kan verminderen, zelfs als de hoek naar de geluidsbron of de manier waarop de hoofdtelefoon wordt gedragen niet optimaal is.
Dit zijn de zwakke punten:
Bij geluiden met een hogere frequentie is feedback ANC niet zo effectief als voorwaartse ANC. Feedbackruis kan in zeldzame gevallen ook optreden, omdat de sensor en driver heel dicht bij elkaar zitten. Feedback ANC kan ook te veel lage tonen als ruis wegfilteren.
Hybride ANC – microfoons buiten en in de oorschelp
Zoals je zou verwachten, maakt een hybride benadering gebruik van het beste van twee werelden, waarbij feedforward en feedback ANC worden gecombineerd door een microfoon aan de binnen- en buitenkant van de oorschelp te plaatsen.
Hybride ANC is hier goed voor:
De voordelen van beide concepten worden hier gecombineerd. Hybride ANC kan ruis onderdrukken over een breder frequentiebereik, zich aanpassen en fouten corrigeren en is niet zo gevoelig voor geluidshoek en draagstijl.
Dit zijn de zwakke punten:
Hybride ANC is veel gecompliceerder om te implementeren vanwege de combinatie en is ook duurder om te produceren vanwege het aantal hoogwaardige componenten (microfoons) dat nodig is. Niet alle fabrikanten durven dit aan. Teufel wel.
ANC is niet zomaar ANC: de verschillende soorten ANC
Actieve ruisonderdrukkingstechnologie wordt voortdurend ontwikkeld door fabrikanten, dus er zijn nu verschillende soorten ANC. We hebben de huidige varianten van ANC samengevat in een tabel.
| Adaptieve ANC | Adaptieve ANC past zich aan de huidige situatie aan. Zo moeten belangrijke geluiden zoals naderende auto's of aankondigingen van luidsprekers op het perron hoorbaar blijven, terwijl "ruis" wordt weggefilterd. Adaptieve ANC is ook ontworpen om de slechte pasvorm van in-ears te compenseren. |
| Aanpasbare ANC | Met aanpasbare ANC kun je als gebruiker zelf instellen in welke mate je omgevingsgeluid wilt wegfilteren. |
| Transparantie modus | Deze modus stuurt omgevingsgeluid naar de hoofdtelefoon zodat je kunt horen wat er om je heen gebeurt zonder de muziek uit te schakelen. |
| Aanpasbare transparantiemodus | Met de aanpasbare transparantiemodus kun je instellen hoeveel van de omgeving je wilt horen. |
Populaire hoofdtelefoons van Teufel
ANC-koptelefoon: meer dan alleen muziek in je oren
ANC-koptelefoons, noise cancelling koptelefoons of koptelefoons met ruisonderdrukking kunnen ruis onderdrukken, ongeacht of je naar muziek luistert of niet. Dit maakt ze ook een uitstekend hulpmiddel om beter te ontspannen of te concentreren. Een groot deel van het geluid wordt buiten gehouden of aanzienlijk verminderd – het is (nog) niet mogelijk om al het geluid uit het oor te houden. In het algemeen isoleert ANC lage en middenfrequenties veel beter dan hoogfrequente geluiden.
Een koptelefoon met ruisonderdrukking is een echte zegen voor frequente reizigers. Ze ontlasten de oren omdat de buitenwereld niet overstemd hoeft te worden. De ruisonderdrukkende technologie heeft zich nu een plaats veroverd op de markt en het aanbod van ANC-koptelefoons is navenant groot. Zoals al aangegeven zal de technologie zich blijven ontwikkelen, in ieder geval in de consumentensector, want piloten gebruiken al enige tijd hoofdtelefoons (of headsets) met ruisonderdrukking. In de cockpit van een vliegtuig is het geluidsniveau meestal zo hoog dat het bijna onmogelijk is om te communiceren zonder dergelijke apparatuur.
Koptelefoons met ruisonderdrukking hebben een batterij of oplaadbare batterij die de geïntegreerde computer van stroom voorziet. Als de batterij leeg is, werkt de ruisonderdrukkende functie niet meer, maar de normale hoofdtelefoonfunctie blijft behouden als de koptelefoon via een kabel is aangesloten op de smartphone of computer. Bovendien moet de kleine computer die de ANC-functie overneemt ergens worden geplaatst. Dit is geen probleem bij grote gesloten koptelefoons, omdat de ANC-computer in de oorschelp kan worden geplaatst. Bij in-ear hoofdtelefoons bevindt deze zich echter meestal op de hoofdtelefoonkabel, vergelijkbaar met een iets grotere afstandsbediening voor kabels.
Geluiddempende hoofdtelefoons vs. geluidsisolerende koptelefoons
Je zou kunnen denken dat computergestuurde noise-cancelling koptelefoons beter presteren dan noise-isolerende hoofdtelefoons die geen gebruik maken van computertechnologie. Maar zo eenvoudig is het niet. Zoals bij zoveel systemen hebben beide voor- en nadelen. Welke geschikt is voor hangt af van wat je van je koptelefoon verwacht.
Een koptelefoon met ruisonderdrukking is vooral handig als je veel reist in een lawaaiige omgeving. Hoofdtelefoons met ruisonderdrukking zijn een zegen, vooral in vliegtuigen en treinen. Omdat ANC (nog steeds) voornamelijk de lage en middentonen wegfiltert, hebben ze maar beperkt zin in kantoortuinen. Hier kun je ook vertrouwen op een goede geluidsisolerende koptelefoon. Een nadeel van ANC is dat de batterijen regelmatig moeten worden opgeladen. Sommige mensen vinden dat erg, anderen niet. Bij een ANC-hoofdtelefoon van hoge kwaliteit krijg je beide: noise cancelling en noise isolation. Je kunt ANC naar wens in- of uitschakelen om de batterij te sparen. Een koptelefoon met ruisonderdrukking hoeft ook minder goed te passen dan een koptelefoon met ruisisolatie.
In dit artikel op de Amerikaanse techsite Cnet.com beschrijft auteur Steve Guttenberg zijn ervaringen met beide systemen. Hij komt tot de conclusie dat beide technologieën aan hun doel voldoen en dat geen van beide varianten op dit moment als duidelijke winnaar kan worden bestempeld. Guttenberg is onder de indruk van moderne koptelefoons met ruisonderdrukking, maar merkt ook op dat deze wellicht beter geschikt zijn voor thuisgebruik zonder ANC-functie. Ook hier zouden fabrikanten een compromis moeten sluiten tussen hifi en volumereductie.
Ruisonderdrukkende koptelefoon van Teufel
▶ AIRY TWS 2: Waar je ook bent – soms wil je gewoon je geluid horen. De AIRY TWS 2 is Teufels innovatieve in-ear koptelefoon met actieve ruisonderdrukking (ANC). Ze bieden een nog intensere luisterervaring. En als je het geluid van buiten weer wilt blokkeren, schakel je gewoon over naar de transparantiemodus om je veilig te kunnen bewegen.
▶ REAL BLUE PRO: Gewoon afstemmen op het dagelijks leven. Laat je luisterervaring niet onderbreken door straatgeluiden of drukte, maar geniet van je geluid met deze eersteklas hybride ANC-koptelefoon. Ze zijn ook geschikt voor audio met een hoge resolutie dankzij de lichtgewicht lineaire HD-drivers. En met een batterijlevensduur van meer dan 44 uur met ANC kun je zelfs een langeafstandsvlucht aan met één keer opladen.
▶ Heb je de perfecte koptelefoon al gevonden? Natuurlijk vind je bij Teufel ook losse microfoons voor ruisvrije opnames..
Andere Teufel producten
Conclusie
- Koptelefoons met ruisonderdrukking laten zien wat er mogelijk is op het gebied van onderdrukking van omgevingsgeluid.
- Geluiddempende hoofdtelefoons zijn met name geschikt voor mensen die vaak vliegen, thuiswerken en mensen die hun hoofdtelefoon gebruiken tijdens het reizen.
- In het Teufel assortiment vind je koptelefoons met ruisonderdrukking van hoge kwaliteit.
- Geluidsisolerende koptelefoons voldoen ook aan hun doel en zijn soms iets eenvoudiger in het gebruik door het ontbreken van computertechnologie.
- Conventionele koptelefoons zonder speciale ruisonderdrukking zijn ideaal als high-end koptelefoon voor thuis en bieden een goede balans tussen prijs en geluidskwaliteit.
