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ANC und ENC: Wie unterscheiden sie sich?


Die zentralen Thesen

  • Die Geräuschunterdrückungstechnologie, einschließlich Active Noise Cancellation (ANC) und Environmental Noise Cancellation (ENC), verbessert das Audioerlebnis, indem sie unerwünschte Umgebungsgeräusche reduziert oder eliminiert.
  • ANC setzt auf die Erzeugung von Anti-Lärm-Signalen, um externen Geräuschen entgegenzuwirken, während sich ENC darauf konzentriert, die Stimme des Sprechers zu isolieren und zu verstärken und gleichzeitig Hintergrundgeräusche während der Sprachkommunikation zu unterdrücken.
  • ANC schafft eine ruhige Hörumgebung, perfekt, um Musik oder Podcasts ohne Ablenkung zu genießen, während ENC bei Anrufen und Besprechungen hilfreich ist.


Die Technologie zur Geräuschunterdrückung hat die Art und Weise, wie wir Audio erleben, drastisch verändert und eine immersive Hörumgebung ermöglicht, die frei von Störungen der Außenwelt ist. Diese Technologie wird hauptsächlich durch zwei innovative Ansätze verkörpert: Aktive Geräuschunterdrückung (ANC) und Umgebungsgeräuschunterdrückung (ENC). Beide Technologien dienen unterschiedlichen Zwecken und verbessern unsere Audiointeraktionen, egal ob wir in unsere Lieblingsmusik eintauchen oder dafür sorgen, dass unsere Stimme während eines Anrufs durch die Kakophonie der Umgebungsgeräusche schneidet.

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Was ist Geräuschunterdrückung?Schematische Darstellung, die das grundlegende Funktionsprinzip der Geräuschunterdrückung zeigt

Unter Geräuschunterdrückung versteht man eine Vielzahl von Technologien und Techniken, die darauf abzielen, unerwünschte Umgebungsgeräusche zu reduzieren oder zu eliminieren. Diese breite Kategorie umfasst sowohl die passive Geräuschunterdrückung als auch die aktive Geräuschunterdrückung, die jeweils auf unterschiedlichen Prinzipien zur Geräuschreduzierung beruhen.


Bei der passiven Geräuschunterdrückung wird physisch verhindert, dass Schallwellen die Ohren erreichen. Diese Methode kann so einfach sein wie die Verwendung von Materialien, die Schall in Kopfhörern, Ohrhörern oder Ohrstöpseln absorbieren oder reflektieren, um zu verhindern, dass unerwünschte Geräusche in den Gehörgang gelangen. Die Wirksamkeit der passiven Geräuschunterdrückung hängt weitgehend von der Passform und den verwendeten Materialien für die Konstruktion des Geräts ab und ist daher ein grundlegender Aspekt vieler Kopfhörer und Ohrstöpsel.


Bei der aktiven Geräuschunterdrückung handelt es sich hingegen um eine komplexere Technologie, bei der mithilfe von Elektronik unerwünschte Umgebungsgeräusche reduziert werden. Bei dieser Methode werden Anti-Lärm-Signale erzeugt, die Umgebungsgeräuschen entgegenwirken. In der Nähe des Ohrs platzierte Mikrofone sammeln externe Geräusche, und dann erzeugt das ANC-System eine Schallwelle mit der entgegengesetzten Phase (Anti-Geräusch), um die externen Geräusche zu unterdrücken, bevor sie das Ohr des Zuhörers erreichen. Diese Technologie ist besonders wirksam gegen niederfrequente Geräusche wie das Brummen eines Flugzeugmotors oder von Klimaanlagen und wird häufig in Kopfhörern, Ohrhörern und anderen persönlichen Audiogeräten verwendet.


Das Konzept der Geräuschunterdrückung hat sich erheblich weiterentwickelt, seit seine theoretischen Grundlagen erstmals 1933 von Dr. Paul Lueg patentiert wurden. Während Luegs Arbeit den Grundstein für das ANC legte, indem er demonstrierte, wie Schallwellen durch entgegengesetzte Schallwellen unterdrückt werden können, wurde die praktische Anwendung davon untersucht Die Theorie hat sich im Laufe der Jahrzehnte erweitert. Das erste im Handel erhältliche ANC-Headset, das 1989 von der Bose Corporation eingeführt wurde, markierte einen bedeutenden Meilenstein bei der Verbreitung dieser Technologie einem breiteren Publikum.

Was ist aktive Geräuschunterdrückung?Schematische Darstellung des internen Prozesses der Erzeugung umgekehrter Schallwellen zur Unterdrückung von Umgebungsgeräuschen.

Aktive Geräuschunterdrückung wird in Kopf- und Ohrhörern eingesetzt, um unerwünschte Umgebungsgeräusche zu reduzieren. Es verwendet Mikrofone, um externe Geräusche zu erkennen und erzeugt dann ein entgegengesetztes „Anti-Geräusch“-Signal, um es durch destruktive Interferenz zu neutralisieren. Durch diesen Prozess werden niederfrequente Geräusche wie das Brummen eines Flugzeugs oder das Rumpeln öffentlicher Verkehrsmittel effektiv unterdrückt und so das Hörerlebnis verbessert. Die ANC-Technologie kann in Feedforward- und Feedback-Systeme unterteilt werden, die jeweils auf unterschiedliche Arten von Geräuschen abzielen. High-End-Geräte kombinieren oft beides, um eine hervorragende Geräuschreduzierung zu bieten und so das Hören bei geringerer Lautstärke ruhiger zu gestalten, ohne die Klangqualität zu beeinträchtigen.


1. Geräuscherkennung: ANC-Kopfhörer nutzen externe Mikrofone, um Umgebungsgeräusche zu erkennen. Diese Mikrofone erfassen ein breites Spektrum an Frequenzen, vom leisen Rumpeln eines Motors bis hin zu den höheren Tönen des Geplappers von Menschen. Die Präzision bei der Erkennung dieser Geräusche ist entscheidend; Es bestimmt, wie effektiv das ANC-System die Geräusche identifizieren kann, die es unterdrücken muss. Der Standort und die Qualität dieser Mikrofone haben erheblichen Einfluss auf die Gesamtleistung des Systems.


2. Signalinvertierung: Nach der Erkennung von Umgebungsgeräuschen verarbeitet das ANC-System diese Audiodaten, um eine inverse Schallwelle zu erzeugen. Diese Phasenumkehr erfolgt durch Drehen der erkannten Schallwelle um 180 Grad phasenverschoben. Dies geschieht mithilfe von Algorithmen und einem integrierten Prozessor, um die Schallwelle in Echtzeit zu analysieren und umzukehren.


3. Schallneutralisierung: Der invertierte Ton wird dann über die Kopfhörerlautsprecher neben dem primären Audiosignal des Benutzers abgespielt. Dieser Schritt basiert auf dem Prinzip der destruktiven Interferenz, bei der das ursprüngliche Rauschen und sein invertiertes Gegenstück kollidieren und sich gegenseitig aufheben. Die Synchronisation des invertierten Klangs mit den Umgebungsgeräuschen muss perfekt sein; Selbst geringfügige Verzögerungen können die Wirkung der Geräuschunterdrückung verringern und möglicherweise sogar zu störenden Effekten führen.


Die ANC-Technologie wird je nach Mechanismus und Anwendung in drei Haupttypen unterteilt:


  • Feedforward ANC Platziert Mikrofone außerhalb des Ohrhörers, um Außengeräusche zu erkennen und zu unterdrücken, bevor sie das Ohr erreichen, und eignet sich hervorragend für höhere Frequenzen. Es ist wirksam gegen Umgebungsgeräusche, hat jedoch Probleme mit Windgeräuschen, da das Mikrofon an der Außenseite angebracht ist und es nicht in der Lage ist, Vorhersagefehler in Echtzeit zu korrigieren.
  • Feedback ANC Verwendet interne Mikrofone, um den Klang zu analysieren, der das Ohr erreicht, und bietet eine hervorragende Unterdrückung bei niedrigen bis mittleren Frequenzen. Dieses Setup ermöglicht dynamische Anpassungen des Rauschunterdrückungssignals und korrigiert Abweichungen, ist jedoch bei hochfrequentem Rauschen weniger wirksam.
  • Hybrides ANC kombiniert sowohl externe als auch interne Mikrofone und bietet eine umfassende Geräuschunterdrückung über einen breiten Frequenzbereich. Diese Methode optimiert die Wirksamkeit der Geräuschunterdrückung, bringt jedoch aufgrund der Dual-System-Integration Komplexität und Kosten mit sich, die darauf abzielen, die Stärken und Schwächen von Feedforward- und Feedback-Systemen auszugleichen.​

Was ist Umgebungslärmunterdrückung (ENC)?

Bild, das das grundlegende Funktionsprinzip von Hybrid ENC zeigt
Quelle: DC PRO


Die Technologie zur Umgebungsgeräuschunterdrückung wurde entwickelt, um die Sprachverständlichkeit zu verbessern, indem sie die Stimme des Sprechers isoliert und verstärkt und gleichzeitig Hintergrundgeräusche während der Sprachkommunikation unterdrückt. Diese Technologie ist besonders in lauten Umgebungen wertvoll und stellt sicher, dass die Sprachkommunikation klar und frei von Ablenkungen ist. So funktioniert ENC:


  • Mikrofonarrays und gerichtete Audioaufnahme: ENC verwendet Arrays von Mikrofonen, um Audio aus verschiedenen Richtungen aufzunehmen. Durch diese Konfiguration kann das System effektiv zwischen der Stimme des Sprechers und Hintergrundgeräuschen unterscheiden. Die Verwendung mehrerer Mikrofone, die häufig um das Gerät herum platziert werden, ermöglicht eine Technik, die als Beamforming bezeichnet wird. Diese Technik konzentriert die Empfindlichkeit des Mikrofons auf die Sprachquelle und reduziert gleichzeitig die Aufnahme von Umgebungsgeräuschen.
  • Erweiterte Signalverarbeitung:
    • Sprach- und Geräuschdifferenzierung: Der Kern der ENC-Technologie liegt in ihrer Fähigkeit, die Stimme des Sprechers und Hintergrundgeräusche zu verarbeiten und zu unterscheiden. Dies wird durch hochentwickelte Signalverarbeitungsalgorithmen erreicht, die den von den Mikrofonen aufgenommenen Ton analysieren.
    • Rauschunterdrückung und Sprachisolierung: Sobald das ENC-System Hintergrundgeräusche erkennt, reduziert oder eliminiert es diese Geräusche aus dem Audiosignal. Dieser Prozess beinhaltet Filterung und manchmal auch subtraktive Techniken, um die unerwünschten Rauschfrequenzen zu entfernen, wodurch die Stimme des Sprechers isolierter und klarer bleibt. Die gesamte Verarbeitung erfolgt in Echtzeit und wird von einem integrierten Prozessor durchgeführt.
  • Vorteile von ENC: Die Technologie zur Unterdrückung von Umgebungsgeräuschen verbessert die Klarheit der Sprachübertragung, indem sie die Stimme des Sprechers geschickt von störenden Hintergrundgeräuschen trennt. Dadurch wird sichergestellt, dass jedes Wort deutlich gehört wird und die Notwendigkeit von Wiederholungen verringert wird. Dies ist praktisch in lauten Umgebungen wie geschäftigen Büros oder windigen Außenbereichen, in denen es ENC gelingt, die Qualität der Sprachkommunikation aufrechtzuerhalten.



ANC trägt dazu bei, eine ruhige Hörumgebung zu schaffen, perfekt für die Momente, in denen Sie Ihre Musik wie ein Audiophiler genießen oder einen Podcast anhören möchten, ohne durch Hintergrundgeräusche abgelenkt zu werden. Es funktioniert, indem es externe Geräusche erkennt und dann entgegengesetzte Schallwellen erzeugt, um sie auszulöschen. Dies bedeutet, dass Sie ein noch intensiveres Hörerlebnis genießen können, egal ob Sie in einem geschäftigen Café, im Flugzeug oder in einem lauten Büro arbeiten. Andererseits konzentriert sich ENC darauf, sicherzustellen, dass Ihre Stimme bei Sprachanrufen deutlich gehört wird. Es verwendet eine Reihe von Mikrofonen, um Ihre Stimme zu isolieren und Umgebungsgeräusche zu minimieren. Dies ist bei Telefonanrufen, Videokonferenzen und Sprachaufzeichnungen äußerst nützlich und stellt sicher, dass Sie von der Person am anderen Ende auch in einer lauten Umgebung deutlich gehört werden.

Sie schließen sich nicht gegenseitig aus

Aktive Geräuschunterdrückung und Umgebungslärmunterdrückung haben die Art und Weise verändert, wie wir Musik hören und kommunizieren. Es ist ziemlich beeindruckend, wie diese Technologien uns dabei helfen, Hintergrundgeräusche auszublenden und uns auf das zu konzentrieren, was wir hören möchten. Darüber hinaus schließen sich ANC und ENC nicht gegenseitig aus; Tatsächlich kombinieren einige der besten Headsets auf dem Markt beide Funktionen und bieten eine umfassende Lösung für immersives Hören und klare Kommunikation. Im weiteren Verlauf ist es spannend, über die Verbesserungen und neuen Funktionen nachzudenken, die wir im Laufe der Jahre bei Technologien zur Geräuschunterdrückung sehen werden.



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