So funktioniert es: Die wissenschaftliche Magie Ihrer Kopfhörer mit Geräuschunterdrückung

Kopfhörer aufsetzen, Schalter umlegen und BOOM! Bürobrummen, Flugzeuggeräusche oder Verkehrslärm verschwinden fast vollständig. Das ist keine Zauberei, sondern eine physikalische und technische Meisterleistung namens Active Noise Cancellation (ANC). Wir erklären, wie dieses kleine technische Wunderwerk funktioniert.

Der Schlüssel zu allem liegt in einem Konzept namens „destruktive Interferenz“. Um es zu verstehen, müssen wir uns zunächst daran erinnern, was Schall ist: Wellen, die sich durch die Luft bewegen. Jede Welle hat Spitzen (Hochpunkte) und Täler (Tiefpunkte).

Kopfhörer mit Geräuschunterdrückung erledigen drei Dinge mit unglaublicher Geschwindigkeit:

1. Sie hören nach außen: Kleine Mikrofone an der Außenseite der Hörgeräte nehmen Umgebungsgeräusche um Sie herum auf (den „unerwünschten Schall“).
2. Sie erzeugen eine „Anti-Lärm“-Wellenform: Ein Chip im Hörgerät analysiert diese Schallwelle und erzeugt innerhalb eines Sekundenbruchteils eine völlig neue Schallwellenform, die das exakte Spiegelbild des Originals ist. Das heißt, wo die Rauschwelle einen Gipfel hat, hat die „Anti-Lärm“-Wellenform ein Tal und umgekehrt.
3. Sie reproduzieren beide Wellen: Die Hörgeräte reproduzieren die „Anti-Lärm“-Welle gleichzeitig mit dem Außenlärm, der Ihre Ohren erreicht.

Hier geschieht die Magie. Wenn die Spitze der Rauschwelle auf das Tal der Anti-Rauschwelle trifft, heben sie sich gegenseitig auf. Das Ergebnis ist Stille. Mathematisch ausgedrückt: Wenn die Rauschwelle X ist, erzeugen die Hörgeräte eine Welle −X. Die Summe der beiden ist X+(−X)=0.

Aktive Geräuschunterdrückung ist hervorragend geeignet, konstante, niederfrequente Geräusche wie Flugzeugmotoren, Klimaanlagen oder das Brummen eines Zuges zu eliminieren. Dies liegt daran, dass es sich um vorhersehbare Geräusche handelt und der Chip Zeit hat, die perfekte Geräuschunterdrückungswellenform zu erzeugen.

Bei plötzlichen, hohen Geräuschen, wie beispielsweise einem Gespräch direkt neben Ihnen oder dem Bellen eines Hundes, funktioniert es weniger effektiv. Diese Geräusche sind zu schnell und unvorhersehbar, als dass das System sie vollständig ausblenden könnte.

Wenn Sie also das nächste Mal die Welt mit Ihren Kopfhörern ausblenden, wissen Sie, dass es sich nicht um Hexerei handelt, sondern um eine kleine, elegante Symphonie angewandter Physik, die direkt in Ihren Ohren stattfindet.