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Noise-Cancelling – Wie funktioniert das?

Noise-Cancelling – Unerwünschter Lärm muss draußen bleiben

Einfach alles ausblenden – Mit Noise-Cancelling können störende Umgebungsgeräusche quasi abgestellt werden. Aber was steckt hinter der Technik? Wie funktioniert sie und welche Vorteile und Nachteile hat sie?

Was ist Noise-Cancelling?

Noise-Cancelling bezeichnet eine Technik, die Geräusche aus der Umgebung buchstäblich stumm schalten. Hierbei gibt es zwei unterschiedliche Varianten. Beim sogenannten passiven Noise-Cancelling oder Noice Isolating werden störende Geräusche durch eine entsprechende Isolation ferngehalten. Diese Methode wird beispielsweise bei In-Ear-Kopfhörern angewendet. Die kleinen Hörer, die in den Gehörgang geschoben werden, dienen als Stöpsel. Sie verhindern, dass jegliche Schallwellen in den Gehörgang gelangen und vom Ohr aufgenommen werden können.

Aktives Noise-Cancelling filtert den Schall von der Außenwelt stattdessen und wandelt ihn um. Auf diese Weise werden ungewünschte Geräusche quasi stumm geschaltet.

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Wie funktioniert Noise-Cancelling?

Noise-Cancelling setzt ein physikalisches Prinzip ein, dass als Antischall bezeichnet wird. Schall bewegt sich in Form einer Welle vorwärts, die eine bestimmte Frequenz hat. Diese Welle ist unsichtbar und kann vom Ohr als ein Geräusch oder Lärm interpretiert werden.

Antischall ist dagegen eine künstliche Schallwelle. Sie entspricht einer wahrgenommenen Schallwelle in ihrer Geschwindigkeit und den Höhen der Ausschläge. Die Welle ist allerdings in ihrer Frequenz komplett gegensätzlich zu der eigentlichen Schallwelle. Man spricht auch von einer entgegengesetzten Polarität.

Wenn der Antischall auf den Umgebungsschall trifft, dann heben sich die beiden Schallwellen gegeneinander auf. Das ursprüngliche Geräusch, das den Schall erzeugt hat, bleibt zwar bestehen. Es ist aber nicht mehr länger hörbar.

Damit das Prinzip zum Beispiel bei Kopfhörern funktioniert, befinden sich in den Ohrmuscheln kleine Mikrophone. Diese nehmen den Umgebungsschall auf und leiten sie in Form von elektrischen Impulsen an einen Minicomputer in den Kopfhörern weiter. Der kleine Computer analysiert das eingehende Signal im Bruchteil von Sekunden und erzeugt eine entsprechende Antischallwelle. Der Antischall wird dann über die Lautsprecher der Kopfhörer zusammen mit den Audiosignalen einer CD oder eines Videos an die Ohren weitergeleitet. Weil der Antischall das genaue Gegenteil des Umgebungsschalls ist, heben sich die beiden Schallwellen auf und erzeugen keine Töne. Somit hören Nutzer nur die gewünschte Musik, ohne von den Geräuschen um sie herum gestört zu werden.

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Wo findet Noise-Cancelling seine Anwendung?

Noise-Cancelling ist eine aufstrebende Technik, die in verschiedenen Bereichen zum Einsatz kommt. Nicht nur die Hersteller von Kopfhörern sind daran interessiert ihren Nutzern ein tolles Klangerlebnis zu bieten beziehungsweise Störgeräusche auszublenden. Auch die Autoindustrie ist auf das Noise-Cancelling aufmerksam geworden. Die Technologie wird in Schalldämpfern verbaut, um den typischen Lärm eines Fahrzeugs deutlich zu drosseln. Sogenannte elektronische Gegenschalldämpfer zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie kleiner und leichter sind als herkömmliche Schalldämpfer. Sie blenden den Lärm eines Autos zwar nicht völlig aus, können ihn aber um bis zu 20 Dezibel senken. Davon profitieren sowohl Passagiere im Fahrzeug als auch Passanten, an denen ein Wagen mit Gegenschalldämpfern vorbeifahren. Denn dank der neuen Technologie wirkt es als wäre ein Auto mit so einem speziellen Schalldämpfer um ein Viertel leiser als ein Auto mit einem herkömmlichen Schalldämpfer.

Auch bei Konzerten und Großveranstaltungen kommt das Noise-Cancelling mittlerweile zum Einsatz. Damit bei der Musik die tiefen Töne richtig klingen und mehr Volumen haben, kommen Subwoofer zum Einsatz. Diese Lautsprecher erzeugen starke Vibrationen und brummen sehr laut, wenn sie im Betrieb sind. Weil das für Personen unangenehm sein kann, die sich in der Nähe der Subwoofer aufhalten, werden ihre Störgeräusche durch Noise-Cancelling verringert. Dafür werden im Veranstaltungsbereich separate Lautsprecher aufgestellt, die direkt auf die Subwoofer gerichtet sind. Die Lautsprecher erzeugen mit Hilfe von Computerprozessoren Antischall-Wellen und senden sie direkt in die Richtung der Subwoofer. Der störende Brummton wird dadurch reduziert, ohne dass die Klangqualität der Veranstaltung leiden muss.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten von Noise-Cancelling

Neben den bereits genannten Anwendungsgebieten forschen Wissenschaftler und Techniker auch in anderen Bereichen nach Einsatzmöglichkeiten von Noise-Cancelling. Eine Möglichkeit ist zum Beispiel die Verwendung der Technik für die Herstellung von Fenstern. Diese sollen den Lärm von draußen fernhalten und gleichzeitig verhindern, dass laute Musik nach außen dringt.

Auch die Entwickler von Windrädern forschen intensiv daran Noise-Cancelling einzusetzen. Damit soll das Rauschen der Rotoren reduziert werden, die die riesigen Windräder ständig erzeugen und die gerade für Anwohner in der näheren Umgebung oft störend sind.

Besonders interessiert an der Technologie ist aber vor allem die Flugzeugindustrie. Unter anderem wird an neuen Schalldämpfern geforscht, die in die Triebwerke eines Flugzeugs eingebaut werden können, um die Lärmbelastung zu verringern. Gerade für Personen, die in der Nähe eines Flughafens oder in einer Einflugschneise wohnen, würden von einer Verringerung des Fluglärms durch Noise-Cancelling deutlich profitieren.

Welche Vorteile und Nachteile gibt es beim Noise-Cancelling?

Wer sich Noise-Cancelling-Kopfhörer kaufen möchte, der wird davon profitieren, dass er Musik oder Videos deutlich ungestörter hören kann, weil störende Umgebungsgeräusche ausgeblendet werden. Selbst hartnäckiger Baustellenlärm oder das Weinen eines Babys können die Kopfhörer problemlos verringern. Das hat auch einen weiteren Vorteil. Weil die Audiosignale ohne Störungen zum Ohr geleitet bekommt, kann man die Lautstärke merklich reduzieren. Ohne Noise-Cancelling ist man dagegen eher geneigt die eigene Musik, das nächste Hörbuch oder einen spannenden Film lauter zu drehen, damit man die akustischen Störungsquellen aus der Umgebung übertönen kann.

Ein Nachteil ist dagegen, dass Noise-Cancelling-Kopfhörer immer Akkus oder Batterien benötigen, um die Umwandler zu betreiben. Im eingeschalteten Zustand halten die Batterien je nach Modell zwischen 25 und 30 Stunden. Bei Personen, die die Kopfhörer jeden Tag nutzen, bedeutet das einen sehr hohen Verbrauch an Batterien oder ein regelmäßiges Aufladen des Akkus. Glücklicherweise funktionieren viele Kopfhörer-Modelle aber auch ohne Batterien als normale Kopfhörer, sodass man das Noise-Cancelling zum Beispiel in ruhigen Umgebungen abschalten kann.

Darüber hinaus sind Noise-Cancelling-Kopfhörer nicht für den Straßenverkehr geeignet. Da man beim Tragen nicht die Geräusche von Autos, Motorädern oder Fahrrädern wahrnehmen kann, steigt das Unfallrisiko deutlich an. Darum sollte man die Kopfhörer nie mit eingeschaltetem Noise-Cancelling tragen, wenn man sich im Straßenverkehr befindet.

Welche bekannten Hersteller von Noise-Cancelling-Kopfhörern gibt es?

Noise-Cancelling ist ein aufstrebendes Geschäft. Darum haben sich viele Hersteller bereits mit dem Thema beschäftigt. Bekannte Hersteller sind unter anderem:

  • Sony
  • Bose
  • Senheiser
  • Bang & Olufsen

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