Come funzionano le cuffie con cancellazione del rumore (e come le testiamo)

Bose ha introdotto per la prima volta le sue cuffie QuietComfort nel 2000 e da allora il mondo della cancellazione attiva del rumore (ANC) a livello di consumatore è cresciuto in modo esponenziale. Ogni anno, testiamo decine di cuffie e auricolari che promettono di bloccare i suoni del mondo intorno a te, che si tratti del rombo di un aereo in decollo o di un collega loquace con una tastiera meccanica. Ma cos'è esattamente la cancellazione del rumore e come la testiamo? Siamo qui per aiutarti a capire cosa può e non può fare ANC e cosa cerchiamo nei test per determinare i migliori modelli che puoi acquistare.

Cancellazione passiva del rumore (o isolamento acustico)

Cuffie e auricolari sono quasi sempre progettati per bloccare in qualche modo il rumore esterno. La cancellazione attiva del rumore utilizza circuiti complicati (che spiegheremo di seguito), ma non è l'unico modo per farlo.

La cancellazione passiva del rumore, o isolamento acustico, utilizza materiali e ingegneria fisica per isolare manualmente le orecchie dai rumori esterni. I tappi per le orecchie forniscono un isolamento acustico passivo, così come la maggior parte degli auricolari nel canale grazie al modo in cui le punte in silicone o schiuma si adattano alle orecchie. Le cuffie over-ear (circumaurali) possono anche fornire un isolamento acustico passivo, utilizzando i padiglioni auricolari per creare una tenuta affidabile intorno all'orecchio per bloccare una discreta fascia di rumore ambientale, potenziato con materiali come la memory foam. Le cuffie ANC spesso fanno affidamento su questi elementi per bloccare il rumore oltre ai circuiti che utilizzano.

Quindi, sia che si parli di auricolari a tenuta stagna o di cuffie circumaurali, si inizia con l'isolamento acustico prima ancora che entrino in gioco circuiti ANC più complicati.

La chiave per la cancellazione attiva del rumore: l'audio inverso

Il concetto di base di come funziona la cancellazione attiva del rumore è semplice. Pensa a un'onda sinusoidale su un grafico, con l'altezza del suo arco in territorio positivo. Ora, immagina l'esatto contrario, con il suo punto più basso allineato con il picco dell'onda sinusoidale positiva. Proprio come sommando da 1 a -1 si ottiene 0, queste due onde si annullano a vicenda. Quindi, se le onde rappresentano segnali audio, essenzialmente si annullano a vicenda, creando silenzio.

Ecco cos'è l'ANC. I microfoni integrati nelle cuffie ANC catturano i rumori circostanti e i circuiti di elaborazione audio prendono quei rumori e generano il loro inverso per cancellarli in tempo reale.

Se tutti i suoni intorno a noi fossero semplici e prevedibili come le onde sinusoidali, la cancellazione attiva del rumore sarebbe facile da implementare, più economica da produrre e altamente efficace quasi sempre. Ma il suono è raramente così stabile e la sua complessità può rendere difficile per i circuiti di eliminazione del rumore generare un inverso accurato. ANC di solito funziona abbastanza bene per i suoni costanti, come il ronzio di un'unità AC o il rombo di un aeroplano. È più difficile creare inversi con precisione per suoni che variano un po' in tono e volume, come qualcuno che canta, o un suono percussivo, come qualcuno che batte le mani.

Inoltre, mentre i suoni a bassa frequenza sono relativamente facili da creare onde inverse, le frequenze più alte sono più difficili da regolare. Poiché ANC funziona meglio sulle basse frequenze e sui suoni stabili, i produttori utilizzano alcuni trucchi aggiuntivi per ridurre gli alti e i suoni transitori.

Un trucco che vediamo spesso, specialmente su paia di cuffie con cancellazione del rumore meno costose, è che i produttori inseriranno un sibilo bianco simile a un rumore nel segnale che maschera efficacemente le frequenze che i circuiti non possono eliminare. Questa non è la cancellazione del rumore, tuttavia, è la creazione di rumore e lo notiamo nelle nostre recensioni ogni volta che lo sentiamo.

Cancellazione attiva del rumore e cancellazione adattiva del rumore

Apparentemente, la cancellazione adattiva del rumore si riferisce alla cancellazione attiva del rumore che si adatta ai suoni che sta ascoltando in tempo reale per creare la migliore cancellazione del rumore possibile per quell'ambiente. Se ti suona molto come la definizione di base di ANC, non ti sbagli. Dopotutto, ANC deve essere adattivo, altrimenti non funzionerebbe. Ma alcune aziende stanno spingendo l'idea che la loro cancellazione del rumore possa dire dove ti trovi e regolare di conseguenza il comportamento dei circuiti. I recenti modelli Sony, ad esempio, funzionano con un'app che ha la capacità di "apprendere" gli ambienti che frequenti e di offrire il miglior ANC per quelle aree.

Non importa quanto tutto ciò suoni avanzato, in fondo è ciò che tutti gli ANC dovrebbero fare. ANC non dovrebbe funzionare solo nelle stazioni ferroviarie, deve funzionare ovunque. Ciò richiede l'invio del miglior risultato basato sull'analisi audio in tempo reale da microfoni che monitorano costantemente l'ambiente circostante.

Quindi, per dirla senza mezzi termini, la tecnologia è in continua evoluzione e i produttori devono inventare il gergo per commercializzarlo e differenziarlo dalle versioni precedenti. Quindi sì, quella che viene chiamata cancellazione adattiva del rumore è in generale un miglioramento rispetto all'ANC rispetto agli anni precedenti, ma con vari gradi di prestazioni e coerenza, e un po' di abilità nelle vendite in cima.

Problemi comuni di cancellazione del rumore

Come accennato in precedenza, il sibilo è qualcosa a cui prestare attenzione e un problema comune tra le cuffie a basso costo. Un'altra bandiera rossa è l'impatto della cancellazione del rumore sull'uscita audio di un determinato paio di cuffie. L'accensione e lo spegnimento dell'ANC non dovrebbe modificare la firma del suono e sui modelli di alta qualità non lo fa. Ma abbiamo testato molte cuffie ANC che hanno problemi a questo proposito. A volte, il cambiamento nella firma del suono è molto sottile, ma molte coppie più economiche suonano molto diverse quando l'ANC è attivo, ed è meglio evitare quei modelli.

La pressione intraauricolare è un altro problema. I cambiamenti di pressione percepiti causati dall'ANC variano non solo da cuffia a cuffia, ma da persona a persona. Un paio potrebbe stare bene per me, ma profondamente a disagio sulla tua testa. Siamo tutti costruiti in modo diverso, quindi, quando possibile, è l'ideale per testare le cuffie per assicurarti che la pressione nell'orecchio non ti disturberà. Fare affidamento su ciò che dice una recensione è utile in una certa misura, ma alla fine non posso sapere se le tue orecchie reagiranno allo stesso modo delle mie alla cancellazione del rumore da un particolare paio di cuffie.

Come testiamo la cancellazione del rumore

Che ci crediate o no, il nostro processo di test per le cuffie con cancellazione del rumore è ancora praticamente lo stesso durante la pandemia di COVID-19 come lo era stato per anni prima. Dopotutto, non stavamo facendo un volo di cross-country ogni volta che testiamo un nuovo paio di cuffie. E mentre New York City, dove eseguiamo i nostri test, è più silenziosa del solito, i test su strada sono solo una piccola parte del modo in cui determiniamo l'efficacia delle cuffie ANC. Per dire in modo definitivo quale coppia gestisce meglio le frequenze, abbiamo bisogno di coerenza e non possiamo ottenerla facilmente per le strade.

Quindi, per la maggior parte dei nostri test, utilizziamo gli stessi file audio, agli stessi livelli di volume, attraverso gli stessi altoparlanti, nella stessa stanza trattata acusticamente per generare rumore. Testiamo con file audio di rimbombo a bassa frequenza, file di scansioni ad alta frequenza e registrazioni di ristoranti rumorosi e ambienti d'ufficio. Abbiamo anche sottoposto le cuffie a stress test, riproducendo file audio ad alto volume che nessun paio riuscirà a cancellare completamente, per determinare quanto siano efficaci in condizioni estreme.

Confrontando il modo in cui le cuffie gestiscono questi file audio e il rumore esterno, possiamo ottenere una lettura su quali modelli sono più efficaci nel ridurre il rumore. La risposta non è sempre semplice; alcune coppie sono migliori di altre nell'eliminare gamme di frequenza specifiche, alcune sono incoerenti e alcune funzionano meglio a un livello di volume ma nettamente peggio a un altro.

Poi, c'è il suddetto problema di sibilo, che testiamo in una stanza eccezionalmente silenziosa. Il nostro spazio di prova semi-insonorizzato e trattato acusticamente è l'ideale per questo, permettendoci di ascoltare il sibilo senza alcun rumore esterno. Quando si aggiunge un sibilo udibile al segnale audio in una stanza super silenziosa, l'attivazione dell'ANC sembrerà effettivamente rendere le cose più rumorose, non più silenziose.

Ovviamente, tutti questi test vengono eseguiti senza che la musica venga riprodotta attraverso le cuffie, ma testiamo anche le prestazioni audio, sia per vedere come suonano le cuffie, sia per vedere se l'ANC altera affatto la firma del suono. Dopotutto, queste sono cuffie e il modo in cui suonano conta tanto quanto il modo in cui bloccano i suoni esterni. Per ulteriori informazioni su come valutiamo le prestazioni audio, consulta la nostra storia su come testiamo le cuffie.

Infine, una volta completati tutti i nostri test, consideriamo la cancellazione del rumore e le prestazioni audio oltre ad altri fattori come il prezzo e l'esperienza dell'utente per determinare una valutazione. Testiamo la maggior parte delle cuffie con cancellazione del rumore principali (e meno importanti) sul mercato e ciascuna delle nostre recensioni è un tuffo in profondità in tutti gli aspetti delle loro prestazioni.

Per dare un'occhiata ai nostri attuali modelli preferiti, consulta le nostre guide alle migliori cuffie con cancellazione del rumore, i migliori auricolari true wireless con cancellazione del rumore e un confronto testa a testa dei migliori modelli ANC sul mercato in questo momento.