Frau mit schwarzen Kopfhörern und rotem Koffer wartet lächelnd auf einem Bahnsteig neben einem durchfahrenden Zug.

Geräuschunterdrückung

Musik auch in Ruhe, in lauten Umgebungen zu genießen, ist dank der Geräuschunterdrückung von Kopfhörern möglich. Alles Wichtige zu dieser Technologie haben wir hier für Sie.

8 Minuten Lesedauer | 19.10.2022

Inhalt

Auf einen Blick: Geräuschunterdrückung

Noise Cancelling-Kopfhörer können die Umwelt akustisch ausblenden
Bei Passiver Noise Cancellation (PNC) werden die Außengeräusche durch die Bauart der Kopfhörer ausgeblendet
Bei der aktiven Geräuschunterdrückung (ANC) werden Mikrofone eingesetzt, um tieffrequente Geräusche aufzunehmen, damit werden die Umgebungsgeräusche neutralisiert
Es gibt drei Typen aktiver Geräuschunterdrückung: Feedforward, Feedbackward und Hybrid Noise Cancellation
Mögliche Funktionen: Geräuschunterdrückungsstufe manuell wählen, Transparenzmodus, ANC eigene Stimme "beibringen”
Noise Cancelling ist nicht schädlich

Geräuschunterdrückung - Ruhe in lauten Umgebungen

In unserer modernen Welt wird Ruhe mehr und mehr zum Luxusgut. Viele Menschen finden in Ihrem Lebensumfeld kaum noch Rückzugsorte, an denen Ruhe herrscht. Entsprechend schwierig wird es, mal abzuschalten und sich richtig zu entspannen. Das hat viele negative Auswirkungen, auch auf die Gesundheit. Denn wer sich nicht entspannen kann, befindet sich im Dauerstress. Nervosität, Schlaflosigkeit und Anspannung sind nur einige der Folgen, die daraus resultieren.

Doch dank gewaltiger Fortschritte in der Mikroelektronik in den letzten Jahrzehnten gibt es inzwischen eine Lösung für dieses Problem. Die Lösung nennt sich aktive Geräuschunterdrückung oder Active Noise Cancellation (ANC). Diese Technologie gibt es für alle Kopfhörer - Earbuds, In-Ear-Kopfhörer, On-Ear-Kopfhörer und Over-Ear-Kopfhörer. Diese sogenannten Noise Cancelling-Kopfhörer versprechen ihrem Träger, seine Umwelt akustisch ausblenden zu können. Daher sind sie häufig auch ein sinnvolles Büro-Gadget, um ganz ungestört arbeiten zu können.

Was ist Geräuschunterdrückung?

Es wird grundsätzlich zwischen zwei Arten von Geräuschunterdrückung (Noise Cancelling) bei Kopfhörern unterschieden. Es gibt passive oder aktive Geräuschunterdrückung:

Passive Geräuschunterdrückung - Passive Noise Cancellation (PNC) - ist die Minderung der Außengeräusche, die der Kopfhörer durch seine Bauart bewirkt.

Stellen Sie sich vor, Sie tragen einen großen Over-Ear-Kopfhörer mit dicken, weichen Ohrmuscheln, die Ihr Ohr sanft umschließen. Die Polster der Ohrmuscheln mindern natürlich die Lautstärke von Umgebungsgeräuschen auf dem Weg in Ihren Gehörgang.

Ähnlich ist es bei In-Ear-Kopfhörern: Hier haben Sie einen kleinen Plastikknopf, der mit einem Silikon- oder Schaumstecker in Ihren Gehörgang gesteckt wird. Auch diese Konstruktion mindert den Schalldruck, mit dem Hintergrundgeräusche in Ihr Ohr gelangen.

Kurz gesagt: passive Geräuschunterdrückung bezeichnet die Minderung des Geräuschpegels, die allein durch die physikalischen Eigenschaften Ihres Kopfhörers bewirkt wird.

Doch die Wirkung der passiven Geräuschunterdrückung ist begrenzt; die Geräuschminimierung reicht nicht für eine deutliche Lärmreduzierung. Insbesondere in lauten Umgebungen dringt nach wie vor eine Menge Schall bis zu Ihrem Trommelfell vor. Diese Schallimmissionen werden dann als lästige Störgeräusche oder Nebengeräusche empfunden.

Davor soll Sie bei entsprechend ausgestatteten Kopfhörern die aktive Geräuschunterdrückung - meist Active Noise Cancellation (ANC) genannt - bewahren. Doch was ist ANC genau?

Zwei Personen sitzen auf dem Boden und interagieren miteinander. Eine Frau trägt rote Kopfhörer und lächelt, während ein Mann ein Audiogerät in der Hand hält.

Wie funktioniert Geräuschunterdrückung?

Bei der passiven Geräuschunterdrückung ist der Ohrhörer so gebaut, dass er möglichst wenig Außengeräusche ans Ohr lässt.Heute ist meist die aktive Geräuschunterdrückung (ANC) gemeint, wenn von Noise Cancelling gesprochen wird.

Bei der aktiven Geräuschunterdrückung (ANC) werden Mikrofone eingesetzt, um tieffrequente Geräusche aufzunehmen. Diese Geräusche werden neutralisiert, bevor sie das Ohr erreichen. Dazu erzeugt das Headset einen Ton, der um 180 Grad phasenverschoben zum unerwünschten Geräusch ist. Dieser Ton überlagert das Störgeräusch und die beiden Töne löschen sich gegenseitig aus.

Es gibt drei Typen aktiver Geräuschunterdrückung: Feedforward, Feedbackward und Hybrid Noise Cancellation.

Feedforward-Geräuschunterdrückung

Bei diesem System nehmen in der Ohrmuschel angebrachte, nach außen gerichtete Mikrofone alle relevanten Geräusche auf. Anschließend werden sie an eine Computereinheit oder eine aktive Geräuschunterdrückungsschaltung weitergeleitet. Diese sendet dann umgekehrte Schallwellen in den Lautsprecher, so dass sie sich durch Überlagerung über den ursprünglichen Klang ebenfalls gegenseitig auslöschen.

Feedforward ANC-Kopfhörer sind besonders effizient und benötigen nur wenig Batteriestrom, da sie meist mit nur einem Mikrofon auskommen. Fachleute loben zudem die "saubere" Audioqualität: Denn ihre geringe Anfälligkeit für Verzerrungen garantiert ein gutes Klangerlebnis. Das macht Feedforward-Ohrhörer zur ersten Wahl für Musikliebhaber.

Im Gegenzug sind sie nicht die effektivsten in Bezug auf die Geräuschdämpfung. Auch wenn sie immer noch die meisten Umgebungsgeräusche blockieren können, eignen sie sich nicht für laute und windige Umgebungen. Das liegt daran, dass sie hohe Frequenzen nicht angemessen erfassen können.

Rückkopplungsgeräuschunterdrückung

Feedback ANC funktioniert ähnlich wie Feedforward ANC. Das Mikrofon ist jedoch vor dem Lautsprecher (statt dahinter) platziert und nimmt die Außenwelt von dort auf. Diese Art der Mikrofon-Platzierung versucht Ihrem Hörerlebnis näher zu kommen, als es ein Feedforward-System kann. Das Mikrofon sendet dann das aufgenommene Geräusch an einen Computerchip, der es mit komplexen Algorithmen umkehrt. Dieses umgekehrte Signal wird dann an die Lautsprecher gesendet.

Dieses System hat eine etwas niedrigere Geräuschdämpfung. Auch verbraucht es weniger Strom, da es den Antischall mit niedrigeren Schalldruckpegeln erzeugt, die aber akustisch den Originalen entsprechen. Hersteller von Noise Cancelling-Kopfhörern mit dieser Technologie versprechen eine längere Akkulaufzeit und eine "natürlichere" Geräuschdämpfung. Sie gelten als die besten ANC-Kopfhörer bei starkem Wind und anderen Störungen wie scharfen Geräuschen oder lauten Stimmen.

Nachteil dieses Systems ist seine Anfälligkeit für Rückkopplungsgeräusche. Hochfrequente Geräusche werden durch Mikrofone manchmal sogar noch verstärkt. Auch die Soundqualität kann leiden, da die Mikrofone mit Geräuschunterdrückung unbeabsichtigt den Klang im Bass- und Mitteltonbereich verändern.

Hybride Geräuschunterdrückung

Hybride Geräuschunterdrückung ist eine Kombination aus Feedback und Feedforward. Das bedeutet, dass sich Mikrofone auf beiden Seiten der Ohrmuscheln befinden. Die Mikrofone an der Außenseite und der Innenseite nehmen unterschiedliche Geräusche auf. Diese Daten schicken sie dann an denselben Controller für die Geräuschunterdrückung.

Dieser unterdrückt zunächst den Außenschall. Zugleich erhält er vom inneren Mikrofon eine Aufnahme des Resultats, das dann mittels des "Anti-Noise"-Effekt noch einmal optimiert wird. So entsteht insgesamt eine bessere Geräuschunterdrückung als mit dem jeweiligen System allein.

Doch trotz der dadurch erzielten gleichmäßigen Geräuschunterdrückung hat diese Lösung mit denselben Nachteilen zu kämpfen wie die Feedback-Geräuschunterdrückung. Durch den höheren Bedarf an Rechenleistung sinkt auch die Akkulaufzeit.

Im Ergebnis bietet die hybride Geräuschunterdrückung eine stärkere Geräuschreduzierung und ist daher insbesondere für Viel-Reisende eine ausgezeichnete Wahl. Für den täglichen Gebrauch und für Audio-Enthusiasten sind sie jedoch nicht die erste Wahl. Sind Klangqualität und guter Klang beim Musikhören kaufentscheidend, empfiehlt sich ein Noise-Cancellation-Kopfhörer mit Feedforward-ANC.

Die drei Typen der aktiven Geräuschunterdrückung - Feedforward, Feedbackward und Hybrid Noise Cancellation - werden in der Illustration vergleichend dargestellt:

Schematische Darstellung von ANC-Kopfhörern mit drei Mikrofon-Konfigurationen für die aktive Geräuschunterdrückung (ANC).

Funktionen von Geräuschunterdrückungssystemen

Manche Hersteller bieten Ihnen - meist über eine App, manchmal direkt am Kopfhörer - verschiedene praktische Einstellmöglichkeiten für Ihr ANC-System.

Ein attraktives Feature ist zum Beispiel die Möglichkeit, die gewünschte Geräuschunterdrückungsstufe manuell wählen zu können. So können Sie z.B. bei Flugreisen tagsüber die Geräuschunterdrückung voll ausnutzen, um neben den Triebwerksgeräuschen auch Ihre Mitreisenden herauszufiltern. Nachts reduzieren Sie die Geräuschunterdrückung dann entsprechend. Allerdings bieten nicht alle Hersteller diese Funktionalität an. Und wenn Ihr True Wireless Kopfhörer diese Feature anbietet, müssen Sie sich eine App auf das Smartphone laden, um diese Funktion zu steuern.

Sehr praktisch ist auch der sogenannte Transparenzmodus. Damit können Sie bei Bedarf Ihre Umwelt ganz einfach wieder wahrnehmen. Und zwar ohne Ihre Musik auszuschalten oder die Kopfhörer aus den Ohren nehmen zu müssen.

Manche Geräte ermöglichen Ihnen sogar, der ANC Ihre eigene Stimme "beizubringen". Dann können Sie steuern, wie stark Sie Ihre eigene Stimme z. B. bei Konferenzgesprächen hören möchten. Das ist prima, wenn Sie statt in Ihrem Büro im Café sitzen. Dann können Sie die Umgebungsgeräusche, aber nicht Ihre Stimme ausblenden.

Noise Cancelling Kopfhörer von Hama

Ist Noise Cancelling schädlich?

Die kurze Antwort lautet: Nein. Kopfhörer mit Geräuschunterdrückung wurden ursprünglich zum Schutz des Gehörs von Piloten vor den lauten Geräuschen der Flugzeugtriebwerke erfunden.

Insofern sind Kopfhörer mit Geräuschunterdrückung absolut sicher in der Anwendung und in keiner Weise schädlich oder belastend.

Die einzige Gefahr, die von Noise-Cancelling-Kopfhörern ausgeht, ist ihre Anwendung im Straßenverkehr. Wenn Sie Warngeräusche aus dem Verkehr nicht mehr wahrnehmen, können Sie leichter in einen Unfall verwickelt werden. Doch die Verantwortung dafür tragen Sie selbst. Stellen Sie Ihren ANC-Kopfhörer im Straßenverkehr auf Transparenzmodus oder verzichten Sie auf die Geräuschunterdrückung. Blenden Sie Ihre Umwelt nur dort aus, wo keine Gefahr droht!