

Stilte met één druk op de knop: Hoe werkt ANC?
Bijna elke koptelefoon heeft het, bijna iedereen gebruikt het: Active Noise Cancelling. Maar hoe komt het dat koptelefoons eigenlijk beter zijn in het onderdrukken van geluid dan waartoe ze fysiek in staat zijn? Wat is het principe achter het zogenaamde antigeluid?
Het is maandagochtend, 08:43. Ik zit in de tram op weg naar mijn werk. Recht voor me zit een jong stel luid te ruziën, achter me huilt een baby minstens net zo hard. Ik hoor niets - of toch bijna niets. Dankzij mijn koptelefoon, die actieve noise cancelling gebruikt om het achtergrondgeluid om me heen te verminderen. Ik luister alleen naar het nieuwe album van Tame Impala «Deadbeat».
Koptelefoons met Active Noise Cancelling - of kortweg ANC - zijn tegenwoordig een dubbeltje in een dozijn. De kans is groot dat je er op dit moment een op je hoofd of in je oren draagt.
Actieve ruisonderdrukking is nu bijna een bijproduct van nieuwe hoofdtelefoons. En het is nu ook heel effectief. Het lijkt bijna banaal, maar het principe erachter is allesbehalve oninteressant.
De pioniers van ANC hoofdtelefoons
Voordat we in detail bekijken hoe het geheel werkt, gaan we terug naar de oorsprong van ANC. Zoals zo vaak het geval is met technologische ontwikkelingen, kwam noise cancelling in eerste instantie voort uit een industriële behoefte. De technologie is ontstaan in de luchtvaart.

Bron: Wikipedia / Hanspeter Baumeler
Als je ooit met een ANC-koptelefoon in een vliegtuig hebt gezeten, weet je waarschijnlijk al waarom. De technologie, die wordt gebruikt voor geluidsonderdrukking, is vooral effectief bij lage, constante achtergrondgeluiden - zoals motorgeluid van vliegtuigen en helikopters. Lang voordat Sony en consorten de eerste ANC hoofdtelefoons op de massamarkt brachten, werd de technologie ontwikkeld voor piloten. Hierdoor konden ze hun oren beter beschermen tegen het constante lawaai van hun werkomgeving. Maar hoe werkt ANC precies?
Maar hoe werkt de technologie precies effectief?
Hoe anti-ruis voor stilte zorgt
Het principe achter Active Noise Cancelling kan eigenlijk in één woord worden samengevat: anti-geluid. Of, met andere woorden, geluid omkeren.
Dit akoestische principe is eenvoudig te illustreren met een eenvoudige sinusgolf - een simpele, constante toon. Hoe hoger de golven gaan, hoe harder, hoe dichter de golven bij elkaar staan, hoe hoger de ruis. Om dit geluid weg te krijgen, wordt het principe van «destructieve interferentie» gebruikt.

Bron: Wikipedia
Als de golf van de sinus naar boven beweegt, laten we een identiek geluid van een andere bron - je hoofdtelefoon - naar beneden bewegen en omgekeerd. Het omgekeerde geluid annuleert de oorspronkelijke bron zodat, in het beste geval, alleen stilte je trommelvlies bereikt.
Omdat lawaai zelden uit een eenvoudige sinusgolf bestaat, moet je hoofdtelefoon voortdurend het achtergrondgeluid van je omgeving analyseren en de ruisonderdrukking daarop afstemmen. Daarom zijn alle ANC-hoofdtelefoons uitgerust met meerdere microfoons en speciale ANC-chips die ruisonderdrukking überhaupt mogelijk maken. En dit is ook de achilleshiel van de technologie.

Bron: Sony
Wat ANC (nog) niet kan
Ook al klinkt de technologie een beetje als zwarte magie, de werkelijkheid is nog niet zo magisch. Laten we eens terugdenken aan de piloten en ANC in het vliegtuig. Het lage gezoem van het vliegtuig is het perfecte voer voor actieve ruisonderdrukking. Een laag, constant geluid dat niet vanuit één richting naar je toe straalt. Het is relatief eenvoudig om hiervoor constant antigeluid te produceren.
Het is moeilijker met onregelmatige, hoge geluiden. De huilende baby in de tram, stemmen en rinkelend servies in de koffie. Hier moet je hoofdtelefoon in realtime reageren om geschikt tegengeluid te genereren. Het is moeilijker met onregelmatige, hoge geluiden.
De laatste jaren zijn er echter merkbare verbeteringen dankzij krachtigere, snellere hardware. Sony, Bose, Apple en anderen hebben allemaal hoofdtelefoons die zelfs hoogfrequent, impulsief geluid binnen milliseconden kunnen meten, analyseren en tegengaan dankzij speciale chips.

Bron: Sony
Maar als je volledige afsluiting wilt, moet je ook rekening houden met passieve ruisonderdrukking. Met andere woorden, hoe goed kunnen koptelefoons je gehoorgang fysiek afschermen van de buitenwereld? Zonder elektronische toeters en bellen.
In de praktijk zijn over-ear hoofdtelefoons hiervoor altijd favoriet geweest, omdat ze je oor volledig omsluiten. In-ears in het klassieke bedrade hoofdtelefoonontwerp zitten alleen in je oor voor de gehoorgang. En toch (attention hot take):
De huidige in-ear hoofdtelefoons van Sony hebben naar mijn mening verreweg de beste actieve ruisonderdrukking van alle hoofdtelefoons.

Sony loopt - naast Bose - al jaren voorop met ANC. De Sony WF-1000XM5 wordt echter ook geleverd met schuimrubberen dopjes in plaats van de gebruikelijke siliconen dopjes van andere in-ears. Naast de hoogwaardige Sony ANC krijg je ook een sterke passieve afdichting. Zoals Ohropax, maar dan met speakers. En naar mijn mening heeft nog geen enkele over-ear hoofdtelefoon dat kunnen overtreffen.
Luidsprekers kunnen ook anti-ruis zijn
In feite wordt het principe van actieve ruisonderdrukking niet alleen gebruikt in je AirPods. Actieve ruisonderdrukking kan bijvoorbeeld ook worden gebruikt bij grote evenementen of concerten om geluidsoverlast voor de omgeving te reguleren. Grote luidsprekers worden simpelweg op het podium gericht, die het signaal met omgekeerde polarisatie weergeven.

Bron: Dayan Pfammatter
Harman Kardon maakt ook gebruik van een soortgelijk principe met «HALOsonic». Het interieurdempingssysteem van de audiodochter van Samsung zorgt voor een aangenamere rijervaring in verschillende voertuigen door trillingen te verminderen met omgekeerde geluidsgolven.
Theoretisch kun je het effect van destructieve interferentie zelfs thuis nabootsen met twee oude luidsprekers. Als je nog een klassieke stereo-installatie hebt, kun je de rode en zwarte kabels van een van de twee luidsprekers verwisselen om een fasedraaiing van 180 graden te creëren. Als je de twee luidsprekers nu naar elkaar toe richt, zou het op zijn minst licht stiller moeten worden, omdat de twee geluidsbronnen elkaar opheffen. Of je kunt gewoon je koptelefoon met actieve ruisonderdrukking opzetten.
Zolang ik me kan herinneren ben ik gefascineerd door alles met knoppen, displays en luidsprekers. Als journalist gespecialiseerd in technologie en maatschappij schep ik orde in de jungle van tech-jargon en verwarrende spec sheets.
Interessante feiten uit de wereld van producten, een kijkje achter de schermen van fabrikanten en portretten van interessante mensen.
Alles tonen

