ANC – co to jest, jak działa i jak wpływa na słuchawki

Aktywna Redukcja Szumów, znana również jako ANC (z ang. Active Noise Cancelling), to technologia mająca na celu zlikwidowanie dźwięków dochodzących z otoczenia słuchacza. Przy pomocy tej technologii, dźwięki zewnętrzne są po prostu “wygaszane”, co pozwala cieszyć się czystym i niezakłóconym dźwiękiem. ANC jest szczególnie popularna w słuchawkach wysokiej klasy, które są używane do słuchania muzyki oraz prowadzenia rozmów w głośnym otoczeniu. W dalszej części dowiesz się, na jakiej zasadzie działa ANC, poznasz jego liczne zalety, a także zagrożenia związane z jego wykorzystywaniem.

Krótka historia i rozwój technologii ANC

Idea redukcji szumów nie jest nowa – koncept ten został wprowadzony już w latach 50-tych XX wieku. Początkowo technologia ta była wykorzystywana głównie w przemyśle lotniczym, aby zredukować hałas w kabinie samolotu. 

Wraz z rozwojem technologii, ANC stała się dostępna również dla konsumentów. W latach 80. firma Bose wprowadziła pierwsze słuchawki z ANC dostępne dla konsumentów. 

Od tamtego czasu technologia ANC ewoluowała, stając się coraz bardziej skuteczna i dostępna w szerokim zakresie produktów – od słuchawek, przez aparaty słuchowe, aż po samochody.

Interesuje Cię historia słuchawek?

Na jakiej zasadzie działa ANC

Aby zrozumieć, jak działa ANC, warto najpierw przyjrzeć się podstawom akustyki. Dźwięk to fala, która rozprzestrzenia się w ośrodku – powietrzu, wodzie lub innym materiale. 

Fale dźwiękowe mają określone cechy, takie jak amplituda (siła dźwięku), częstotliwość (ton dźwięku) i faza (położenie fali w danym momencie). Kluczowym aspektem działania ANC jest manipulacja ostatnią z nich, czyli fazą fali dźwiękowej.

Technologia ANC działa na zasadzie tworzenia tzw. “antydźwięku”. Gdy słuchawki za pomocą wbudowanego mikrofonu wykrywają dźwięk otoczenia, generują dźwięk o takiej samej amplitudzie i częstotliwości, ale o przeciwnym przesunięciu fazowym. 

W efekcie fale dźwiękowe “zderzają się” i niwelują się nawzajem – proces ten nazywany jest interferencją destruktywną. W rezultacie dźwięki zewnętrzne są efektywnie zredukowane, co pozwala cieszyć się czystym dźwiękiem bez zakłóceń.

Najpopularniejszym zastosowaniem technologii ANC są słuchawki, zwłaszcza te przeznaczone do podróży. Redukują one hałas otoczenia, takie jak dźwięk silników samolotu, głośne rozmowy czy hałas uliczny, co pozwala cieszyć się muzyką czy filmem bez zakłóceń.

ANC jest również stosowana w samochodach, aby zredukować hałas drogowy i silnika, oraz w aparatach słuchowych, aby pomóc osobom z utratą słuchu lepiej słyszeć mowę w głośnym otoczeniu.

Rodzaje redukcji szumów

Kiedy zrozumiemy zasadę działania słuchawek z ANC, oczywiste stanie się, że efekt ten można uzyskać na różne sposoby. Słuchawki z ANC mogą różnić się bowiem nie tylko ilością mikrofonów zbierających sygnał z otoczenia, ale również ich umiejscowieniem i sposobem przetwarzania. Nie należy także zapominać, że redukcja szumów może przyjąć również formę pasywną.

Pasywna redukcja szumów

Pasywna redukcja szumów to metoda, która wykorzystuje samą konstrukcję słuchawek, aby zminimalizować wpływ dźwięków zewnętrznych. Osiąga się to poprzez stworzenie dobrze dopasowanych słuchawek, które szczelnie otaczają uszy, nie pozwalając dźwiękom z otoczenia przedostać się do środka. Ten rodzaj redukcji szumów jest często stosowany zarówno w słuchawkach dousznych, jak i nausznych, i jest szczególnie skuteczny w eliminowaniu dźwięków o wysokiej częstotliwości, takich jak rozmowy w tle.

Aktywna redukcja szumów (ANC)

Słuchawki z aktywną redukcją szumów (ANC) wykorzystują zarówno mikrofony, jak i głośniki, aby zredukować lub całkowicie zatłumić dźwięki otoczenia. Istnieją dwa główne typy ANC, które różnią się umiejscowieniem mikrofonów.

Pierwszy typ to ANC typu feedforward, gdzie mikrofon znajduje się na zewnątrz słuchawki. Mikrofon ten “słyszy” dźwięki zewnętrzne zanim dotrą one do ucha użytkownika. 

Następnie, na podstawie tych dźwięków, generuje fale przeciwdźwiękowe, które neutralizują dźwięki otoczenia. Wadą tego rozwiązania jest to, że niewłaściwe umiejscowienie słuchawek może prowadzić do zniekształceń i wzmacniania zamiast tłumienia hałasu.

Drugi typ to ANC typu feedback, gdzie mikrofon umieszczony jest wewnątrz słuchawki, przed głośnikiem. W tej konfiguracji mikrofon “słyszy” dźwięki tak, jak słyszy je użytkownik, co pozwala mu skuteczniej neutralizować niepożądane dźwięki. 

Wadą tego rozwiązania jest to, że sygnał dźwiękowy i hałas są traktowane jako całość, co może prowadzić do utraty niektórych elementów dźwięku, jeśli nie zostanie to uwzględnione podczas projektowania słuchawek.

Hybrydowa redukcja szumów

Hybrydowa redukcja szumów to kombinacja ANC typu feedforward i feedback, gdzie mikrofony są umieszczone zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz słuchawki. Ta kombinacja daje najlepsze rezultaty, dostosowując się do różnych częstotliwości i skutecznie neutralizując dźwięki zewnętrzne.

Ilość mikrofonów w technologii ANC

Różne urządzenia wykorzystują różną ilość mikrofonów do implementacji technologii ANC. Najprostszym rozwiązaniem jest zastosowanie jednego mikrofonu, który zbiera wszystkie dźwięki, a następnie generuje jeden monofoniczny sygnał tłumiący, który trafia jednocześnie do obu uszu. Jest to najbardziej budżetowe rozwiązanie.

Dwa mikrofony, po jednym na każdy kanał, to najbardziej rozpowszechnione rozwiązanie. Ta konfiguracja świetnie sprawdza się, gdy szumy z otoczenia mają różny charakter – na przykład, z jednej strony słyszymy jednostajny dźwięk silnika, z drugiej – rozmawiających ludzi.

Najbardziej zaawansowany system używa od czterech do sześciu mikrofonów. Każdy kanał rejestruje zakłócenia niezależnie po swojej stronie, jednocześnie je redukując i odejmując od sygnału głosowego, czyli naszej mowy.

Różne nazwy technologii ANC 

Różni producenci używają różnych nazw na swoje wersje technologii ANC. 

Na przykład, Bose i AKG nazywają swoją technologię “Acoustic Noise Cancelling” (ANC), JBL używa terminu “NXTGen Active Noise Cancelling”, a Audio-Technica po prostu “Noise Cancelling” (NC). 

Sennheiser nazwał swoją technologię “NoiseGard”, natomiast standardem jest nazywanie tej technologii “Active Noise Cancellation” (ANC). Pomimo różnic w nazewnictwie, wszystkie te technologie mają ten sam cel, polegający na redukcji szumów z otoczenia.

Zalety i wady ANC

Pomimo tego, że jak każda technologia, ANC ma na celu polepszenie doświadczeń z wykorzystywania urządzeń, posiada ono również swoje negatywne aspekty. Część z nich wynika przy tym z przyczyn czysto technologicznych, a część z nierozsądnie rozpropagowanej mody.

Jak ANC wpływa na życie baterii

Aktywna redukcja szumów (ANC) to technologia, która nieodłącznie związana jest z zużyciem energii. Jest to spowodowane koniecznością ciągłego analizowania otaczającego dźwięku i tworzenia odpowiednich przeciwdźwięków. 

W praktyce oznacza to, że słuchawki bezprzewodowe z ANC będą miały krótszy czas działania na jednym ładowaniu w porównaniu do modeli bez tej funkcji. W zależności od konkretnego modelu i intensywności użytkowania, ANC może skrócić żywotność baterii nawet o 20-30%. 

Oczywiście, warto zauważyć, że problem dotyczy również słuchawek przewodowych, które choć nie mają akumulatora to i tak potrzebują więcej prądu z urządzenia, do którego zostały podłączone. Wiele współczesnych słuchawek oferuje jednak tryby oszczędzania energii oraz coraz bardziej zaawansowane technologicznie baterie, które mogą zniwelować część tego wpływu.

Potencjalne zagrożenia dla zdrowia związane z ANC

Zasadniczo, nie ma dowodów naukowych sugerujących, że ANC mogłoby stanowić zagrożenie dla zdrowia użytkowników. Technologia ta nie emituje żadnego szkodliwego promieniowania, a generowane przez nią fale dźwiękowe są poza zakresem percepcji ludzkiego ucha. 

Niemniej jednak, pewnym aspektem, o którym warto pamiętać, jest możliwość zbytniego odcięcia się od otoczenia. Słuchawki z ANC mogą skutecznie eliminować dźwięki zewnętrzne, co w niektórych sytuacjach może stanowić zagrożenie – na przykład podczas poruszania się po ruchliwej ulicy.

Z przerażeniem czytam artykuły, szczególnie na stronach technologicznych, które wychwalają ANC, jako świetny sposób na odcięcie się od dźwięków miasta. W rzeczywistości jednak, jest to fenomenalny sposób na spowodowanie zagrożenia i ulegnięcie wypadkowi.

Dowiedz się więcej na temat bezpieczeństwa słuchawek

Jak ANC wpływa na jakość dźwięku

ANC ma za zadanie poprawić jakość dźwięku poprzez eliminację niechcianych dźwięków zewnętrznych. Z tego powodu, w idealnych warunkach, technologia ta powinna tylko poprawiać doświadczenie słuchowe. 

Jednak niektóre osoby zauważają, że ANC może nieznacznie wpływać na jakość samego dźwięku, przede wszystkim poprzez tłumienie niektórych częstotliwości. Jest to jednak kwestia subiektywna i może zależeć od konkretnego modelu słuchawek, jak również od indywidualnych preferencji słuchowych użytkownika.

Technologia ANC jest ciągle udoskonalana i rozwijana. Producenci starają się zwiększyć skuteczność tłumienia szumów, jednocześnie minimalizując wpływ ANC na żywotność baterii i jakość dźwięku.