Wat is Active Noise Cancelling ?

      Reacties uitgeschakeld voor Wat is Active Noise Cancelling ?

De techniek achter Active Noise Cancelling bestaat al een tijdje, maar wat is het nu precies en hoe werkt dit nu ? Achter de techniek zit een aardig stukje computing en dat gaan we in begrijpelijke taal proberen uit te leggen !

Wat is Active Noise Cancelling ?

Bij traditionele koptelefoons, dus zonder ANC, komt het geluid uit de speakertjes en dat wordt ontvangen door je gehoor. Wanneer je in een rumoerige omgeving zit, krijg je het omgevingsgeluid ook door. Het gevolg is vaak automatisch dat je je muziek harder gaat zetten om het volume boven het omgevingsgeluid te kunnen krijgen wat weer schadelijk kan zijn voor je gehoor. Active Noise Cancelling (vanaf nu ANC) zorgt er voor dat van het omgevingsgeluid een antigeluid wordt gemaakt wat door de speakers weergegeven wordt waardoor je het omgevingsgeluid (bijna) niet meer hoort en zodoende hoef je de muziek ook niet meer zo hard te zetten maar kun je op een aangenaam volume muziek luisteren !

OK, Maar hoe werkt ANC dan ?

Eerst moet je weten wat geluid is om te weten hoe ANC werkt.
Geluid is eigenlijk niets anders dan trillingen die zich door de lucht voortbewegen naar je oren.
active noise cancelling logo
Hoe sneller de trilling, hoe hoger het geluid. Het aantal trillingen per seconde wordt uitgedrukt in Herz en geeft de frequentie aan van het geluid. 1000 Herz bijvoorbeeld geeft aan dat het geluid 1000 keer “trilt” per seconde.

Hieronder kunnen we dit zien :
active noise cancelling 3Op bovenstaande afbeelding zien we een geluidsgolf met in het rood de trillingstijd en in het geel de amplitude. Deze golf heeft een trillingstijd van 2 milliseconde. 1 seconde is 1000 milliseconde dus de frequentie is dan 1000 / 2 = 500 Herz.
De amplitude geeft aan hoe sterk het geluid is. Hoe hoger de amplitude, hoe harder het geluid.

Muziek, spraak of ander geluid hebben geen constante frequentie omdat je anders alleen maar 1 toon zou horen. Muziek, spraak of ander geluid heeft bijvoorbeeld onderstaande vorm :
active noise cancelling 4Het gaat dus alle kanten op zowel qua trillingstijd als amplitude. En dit zorgt er voor dat je geluid als spraak of muziek kunt ervaren.

Nu we weten wat geluid exact is, kunnen we verder met de werking van ANC !

ANC neemt het omgevingsgeluid op, inverteert dit (omdraaien) waardoor geluid ontstaat in precies de omgekeerde richting zodat het omgevingsgeluid resulteert in bijna niets meer.
In de koptelefoon zit een DSP, een Digital Signal Processor. Dit is een krachtige processor die niets anders doet dan geluid verwerken. Zoals een CPU in een computer om een equalizer te bedienen, maar dan voor geluid verwerking in een koptelefoon of muziekinstrumenten.
In een koptelefoon met ANC zit een microfoon aan de buitenkant die het omgevingsgeluid opneemt en doorstuurt naar de DSP. De DSP verwerkt dit geluid door het te inverteren wat niets anders is als omdraaien. Simpel gezegd maakt de DSP van plussen minnen en van minnen weer plussen. Dit “anti omgevingsgeluid” wordt daarna gemixt met bijvoorbeeld de muziek die je aan het luisteren bent.

In onderstaande afbeelding kunnen we dit zien :
active noise cancelling 1

Om beter te zien wat er met de geluidsgolven gebeurd hebben we onderstaande afbeelding :
active noise cancelling 2Hierboven zien we de oorspronkelijke geluidsgolf Geluid. DSP verwerkt dit en maakt daar het Antigeluid van waarbij je kunt zien dat dit in tegengestelde richting is (geïnverteerd).
Door Geluid en Antigeluid bij elkaar op te tellen krijg je als Resultaat een rechte lijn…Stilte dus ­čÖé

Het omgevingsgeluid komt alsnog je oren binnen maar omdat de speakers voor het antigeluid zorgen heffen deze 2 geluiden elkaar dus op waardoor je alleen de muziek nog maar hoort.

Helemaal 100% zal dit niet werken maar wel bij benadering. Dit komt namelijk door het simpele feit dat een DSP bewerking tijd kost. Wanneer de DSP het antigeluid klaar heeft, heeft het originele geluid al bijna je oor bereikt. De antigeluid golf komt dus heel iets later aan dan het originele geluid. Als je die golven bij elkaar optelt hou je h├ę├ęl iets omgevingsgeluid over, maar dat is bijna te verwaarlozen tot 0.
De moderne en vooral ook duurdere ANC’s werken ├ęcht heel erg goed. Kwalitatief goede DSP’s zijn namelijk best prijzig omdat dit pure krachtpatsers zijn.

Nu weet je wat Active Noise Cancelling is en kun je het ook uitleggen !