Anche se spesso si fatica a comprendere che tipo di ANC abbiano una cuffia o auricolari wireless, capire il funzionamento di questa tecnologia rimane comunque utile e importante
La tecnologia di cancellazione attiva del rumore (ANC) è ormai presente anche a bordo di cuffie e auricolari wireless non per forza top di gamma e anche se può non interessare a tutti, sta diventando praticamente un must per qualsiasi produttore audio. Non tutti i sistemi di ANC però sono uguali sia a livello di qualità/efficacia, sia a seconda del tipo di rumore che va a ridurre o a eliminare. Ecco perché è utile conoscere le principali tecnologie ANC, anche se molto spesso queste non vengono specificate tre le funzionalità di cuffie e auricolari, costringendo così l’utente ad andare a leggere le specifiche tecniche dettagliate o addirittura i manuali d’uso (ma anche qui a volte non si trovano informazioni precise).
Come funziona la cancellazione attiva del rumore?
La cancellazione del rumore si basa sul principio della cancellazione di fase. Le onde sonore sfasate di 180 gradi, o l’una inversa dell’altra, si annullano quando vengono sommate (un po’ come sommare -1 a +1 e ottenere zero). L’idea alla base della cancellazione del rumore è registrare il rumore di fondo, invertire il segnale del rumore per creare “anti-rumore” e quindi aggiungerlo al segnale di uscita (ovvero il suono che esce dalle cuffie/auricolari). Il segnale antirumore annulla l’effettivo rumore di fondo nel punto in cui raggiunge l’orecchio. L’idea è sorprendentemente semplice e risale agli anni ’30, ma è più facile a dirsi che a farsi.
Il problema più grande con l’ANC è ottenere un campionamento dei suoni ambientali abbastanza accurato da fornire il massimo grado di attenuazione. I microfoni devono catturare il rumore e la fase della forma d’onda di cancellazione che esce dai driver delle cuffie deve allinearsi perfettamente con la fase del rumore quando raggiunge l’orecchio. Questi sistemi devono quindi essere messi a punto con precisione, ma anche in questo caso non si parla mai una cancellazione del 100%, bensì di un range di riduzione del rumore mediamente compreso tra 20 e 40 dB (ci sono ovvie eccezioni verso l’alto), il che riduce il livello del rumore di fondo che si sente tra un quarto e un sedicesimo del livello originale. Una quantità comunque considerevole.
Un altro punto chiave da considerare è che il rumore che si sente all’interno e all’esterno delle cuffie è molto diverso; per accorgersene, basta confrontare l’isolamento passivo delle cuffie chiuse rispetto agli auricolari. Questa differenza nella cattura del suono cambia sostanzialmente la qualità e le capacità di cancellazione attiva del rumore tra i due tipi di prodotti e fa sorgere spontaneamente una domanda: dove va posizionato il microfono per catturare e cancellare meglio il rumore? Fuori le cuffie, dentro, o forse entrambe le posizioni?
ANC Feedforward
L’ANC feedforward è probabilmente il tipo più semplice di cancellazione attiva del rumore. Con la tecnologia feedforward, i microfoni per la cattura del rumore sono posizionati all’esterno delle cuffie/auricolari. Posizionamento che torna abbastanza utile per gli auricolari ANC, dove c’è spazio limitato per un microfono all’interno.
L’ANC feedforward utilizza un processore di segnale digitale (DSP) o un particolare hardware di elaborazione ANC per mappare il segnale di rumore su ciò che l’utente effettivamente sentirà all’interno delle cuffie. Tuttavia, non è accurato come posizionare anche un microfono all’interno del padiglione auricolare, come invece accade per cuffie ANC top di gamma come le Bose QuietComfort 45 e le Sony WH-1000XM4.
Posizionare il microfono fuori dalle cuffie ha insomma pro e contro. Il microfono esterno ha la migliore sensibilità al rumore, il che lo rende adatto alla cancellazione del rumore a media frequenza. In quanto tale, può essere utilizzato per isolare suoni specifici, come voce o traffico, per tecnologie ANC e di controllo del suono ambientale più avanzate. Tuttavia, l’ANC feedforward è più sensibile al sibilo del vento e ad altre forme di rumore ambientale, che possono effettivamente essere amplificate poiché non vengono rilevate all’interno del padiglione auricolare e non possono essere così ridotte o eliminate.
ANC Feedback
Nelle cuffie/auricolari con ANC feedback, il microfono si trova all’interno del padiglione auricolare o all’interno dell’auricolare. Scegliere il posto giusto all’interno dell’auricolare presenta una nuova serie di difficoltà. Il principale vantaggio del feedback ANC è che il rumore catturato dal microfono riflette in modo più accurato il rumore percepito dall’utente, indipendentemente dall’esatto posizionamento e adattamento delle cuffie. Potete pensare all’ANC feedback come a un meccanismo di autocorrezione. Ciò rende queste cuffie più efficaci contro il vento, ma i dispositivi possono perdere la sensibilità alla cancellazione del rumore ad alta frequenza, poiché è probabile che meno di questo rumore passi attraverso le cuffie dall’esterno.
Questo tipo di tecnologia richiede sempre e comunque un processore per gestire il filtro del rumore. Ad esempio, l’ANC feedback deve fare i conti con il fatto che è probabile che anche l’audio che sta ascoltando l’utente venga catturato dal microfono interno. Questo audio deve quindi essere filtrato e corretto anche per il profilo di frequenza delle cuffie quando vengono indossate. E non dimentichiamo il rischio del tipico e sgradevole rumore di feedback che si ottiene quando si posiziona un microfono troppo vicino a uno speaker.
ANC ibrida
La cancellazione attiva del rumore ibrida offre il meglio di entrambi i mondi, visto che combina i microfoni in modalità feedforward e feedback. Con questo tipo di ANC si ha la migliore copertura di frequenza di attenuazione del rumore e le minori possibilità di problemi di feedback. Inoltre, l’ANC ibrido può ancora essere utilizzato per il rumore ambientale e le funzioni di isolamento acustico, pur mantenendo i vantaggi di un ANC accurato e su misura.
Lo svantaggio è che l’ANC ibrido è più costoso e di conseguenza i prezzi di cuffie/auricolari con ANC ibrido sono i più alti sul mercato (non a caso lo montano le già citate Sony WH-1000XM4). Non solo ci sono più microfoni, ma questi devono essere di alta qualità per evitare di introdurre rumore extra. Le cuffie richiedono anche hardware di elaborazione dedicato più potente per gestire il carico computazionale extra che deriva da questa struttura ibrida. Gli ingegneri devono inoltre raddoppiare anche tutti i test di frequenza e prestazioni per massimizzare le prestazioni di cancellazione del rumore.
Detto ciò, non significa assolutamente che una cuffia con un ottimo sistema ANC suoni anche bene nel complesso e viceversa o che l’ANC interessi per forza a tutti. A chi ad esempio è solito ascoltare musica solo in casa in condizioni di relativa tranquillità, l’ANC non serve e andrebbe solo a pesare inutilmente sul prezzo della cuffia. Va poi detto che una cuffia con design chiuso o certi auricolari in-ear offrono già di partenza un isolamento passivo dall’esterno che ad alcuni basta e avanza, ma per altri scenari di utilizzo (ad esempio per chi viaggia spesso in treno o in aereo e fa sport all’aperto) l’ANC può fare un’enorme differenza.
© 2021, MBEditore – TPFF srl. Riproduzione riservata.
