Der Effekt, den das Aufsetzen eines Kopfhörers mit Geräuschunterdrückung (eng. noise cancelling) hat, ist bemerkenswert. Wenn störende Hintergrundgeräusche ausgeblendet werden, damit du deine Musik genießen kannst, ist das etwas, das jeder erleben kann, vom Pendler über den Gelegenheitshörer bis hin zum Flugpassagier. Aber was genau ist Geräuschunterdrückung und wie funktioniert sie?

Wir werden einige dieser Konzepte aufschlüsseln, um zu verstehen, wie ein Kopfhörer die Welt ausblenden kann. Außerdem erfährst du, worauf du beim Kauf eines Kopfhörers achten solltest.

Was ist Noise Cancelling?

Um zu verstehen, was Rauschunterdrückung ist, müssen wir Lärm verstehen. Rauschen kann definiert werden als alle unerwünschten Geräusche, die beim Hören von Inhalten auftreten. Das kann alles sein, von vorbeifahrenden Autos über Baumaschinen bis hin zu den Stimmen anderer Menschen.

„Jeder Klang, ob gewollt oder ungewollt, ist im Grunde wie Wellen oder Kräuselungen, die sich durch die Luft bewegen.“

Unsere Ohren nehmen diese Veränderungen des Luftdrucks auf und dein Gehirn interpretiert sie als Schall. Je größer die Veränderungen sind, desto höher ist die Amplitude, d.h. desto lauter ist die Lautstärke. Je schneller die Veränderungen sind, desto höher ist die Tonhöhe.

Jetzt, da wir wissen, was Klang ist, können wir die Geräusche, die wir nicht wollen, entfernen und die Teile, die wir wollen, behalten. Es ist eigentlich ziemlich einfach zu erklären, wie wir das machen können. Im Grunde können einige Schallwellen andere Schallwellen auslöschen, sodass ihre Lautstärke auf Null sinkt.

Die Realität, wie das erreicht wird, ist allerdings komplexer. Dennoch müssen alle Kopfhörer und Ohrhörer mit Geräuschunterdrückung diese Funktion erfüllen.

Wie funktioniert die Geräuschunterdrückung?

Um zu verstehen, wie sich Schallwellen gegenseitig auslöschen, musst du die Mathematik der Schallwellen erklären. Keine Sorge, wir werden versuchen, es einfach zu halten.

Alle Kopfhörer mit Geräuschunterdrückung nutzen die sogenannte „Phasenumkehr“, um „Anti-Rauschen“ zu erzeugen. Nehmen wir an, wir haben zwei Schallwellen, die genau die gleichen Eigenschaften haben: Sie haben die gleiche Tonhöhe und die gleiche Lautstärke. Diese beiden Schallwellen sind „gleichphasig“ und verstärken sich gegenseitig, so dass das Endergebnis für deine Ohren noch lauter ist.

„Im Wesentlichen werden bei Kopfhörer mit Noise Cancelling zwei Schallwellen verwendet, die sich gegenseitig auslöschen können.“

Was passiert, wenn eine dieser Schallwellen genau um eine halbe Wellenlänge von der anderen abweicht? In diesem Fall treffen die Spitzen der einen Schallwelle mit den Tälern der anderen zusammen. Man nennt sie dann „phasenverschoben“. Die beiden Schallwellen heben sich gegenseitig auf, und unsere Ohren hören keine der beiden Wellen. Der Lärm verschwindet zwar nicht, aber deine Ohren können ihn mit dieser Methode nicht wahrnehmen.

Wenn wir das für jede einzelne Schallwelle tun, die wir nicht wollen, können wir eine perfekte Geräuschunterdrückung erreichen. Dir ist vielleicht schon klar, dass das wahrscheinlich unmöglich ist, aber wir können das für viele unerwünschte Geräusche tun.

Wie Kopfhörer die Geräuschunterdrückung ermöglichen

Ein Kopfhörer muss also im Wesentlichen Schallwellen erzeugen, die unerwünschte Schallwellen, die aus der Umgebung an dein Ohr dringen, auslöschen. Deshalb hat jeder Kopfhörer mit Geräuschunterdrückung und jeder Ohrhörer Mikrofone. Diese Mikrofone nehmen alle Geräusche auf, die auf dich einprasseln, und erzeugen dann mithilfe von Elektronik die Schallwellen, die nötig sind, um sie zu unterdrücken.

Was sind die Grenzen der Geräuschunterdrückung?

In der Realität ist es schwierig zu bestimmen, wie du auf jedes Geräusch reagieren sollst, das deine Ohren erreicht. Deshalb ist die Geräuschunterdrückung nicht perfekt. Aber wenn sie richtig gemacht wird, kann sie ziemlich gut sein. Da deine Kopfhörer auf Geräusche in Echtzeit reagieren müssen, ist es für sie einfacher, leise, kontinuierliche Geräusche – wie brummende Motoren oder dröhnende Ventilatoren – zu unterdrücken als unvorhersehbare, variable Geräuschquellen wie Gespräche oder andere Geräte, die Musik abspielen.