Oggi le cuffie sono le nostre seconde orecchie. Le usiamo in treno, a casa, a lavoro, in aereo, quando pratichiamo attività sportiva, insomma in ogni situazione immaginabile. Magari sentiamo musica, un podcast, stiamo ascoltando l’interlocutore a telefono o svolgendo altre attività. In ogni caso, una cosa è certa: sono onnipresenti nella vita di tutti i giorni. La Cancellazione del Rumore è una feature delle cuffie sempre più richiesta dai clienti del mercato globale, ed è implementata nelle cuffie wireless, anche quelle della fascia medio-bassa, in commercio nei maggiori punti vendita. Come funzionano cuffie di questo tipo e cos’è di preciso la cancellazione del rumore? Cerchiamo di scoprirlo. Dopotutto, con la loro presenza costante nel quotidiano qualche domanda viene naturale farsela.
Cos’è l’Active Noise Cancellation e storia delle cuffie
In inglese, ANC – Active Noise Cancellation. Le cuffie che supportano tale tecnologia utilizzano degli altoparlanti e microfoni implementati al loro interno per ridurre il rumore di fondo proveniente dall’ambiente esterno. Il sistema si basa su microfoni capaci di captare suoni esterni ed interni dell’auricolare, un chipset ANC che riesce ad invertire le onde sonore e un altoparlante all’interno dell’auricolare che cancella il suono esterno neutralizzando le onde sonore. Prima di entrare nel tecnico, forse sarete curiosi di sapere quali siano le origini dell’ANC. Venne integrata nelle cuffie a partire dagli anni 70, in modelli professionali utili nel ridurre il rumore di fondo percepito dai piloti di aerei. Il rombo dei motori in tal modo veniva diminuito e i piloti potevano ascoltare con più chiarezza le comunicazioni senza rimanere infastiditi dal rumore. Ci può sembrare un piccolo dettaglio ma talvolta una comunicazione mal recepita può fare la differenza. Uno dei pionieri che portò le cuffie con cancellazione del rumore nel mercato dei consumatori fu l’azienda statunitense Bose, fondata nel 1964.
A tal proposito, ci sembra doveroso aprire una parentesi storica sulle origini delle cuffie, in modo tale da apprezzare maggiormente l’implementazione della cancellazione attiva del rumore. Dobbiamo tornare indietro a più di un secolo, alla fine del ‘800. Se oggi una chiamata collega due utenti automaticamente, una volta serviva un intermediario umano che collegasse chiamante e ricevente. Gli operatori dei centralini dovevano svolgere le operazioni manualmente: cioè dovevano connettere due utenti collegando i cavi corrispondenti. La struttura delle cuffie usata dagli operatori era ben lontana da come il nostro immaginario collettivo se la immagina oggi, varie possedevano delle maniche per sostenere il peso delle cuffie.
Inoltre erano delle monocuffie, potevano sentirci solo da un lato. Dovevano usare le mani per tenere sollevata la cuffia, proprio per questo venivano nominate handset al posto di headset (termine odierno per indicare le cuffie). Proprio l’esigenza di non dover più usare le mani portò a un salto evolutivo. L’ingegnere francese Ernest Mercadier (1836-1911), nel 1891 patentò il cosiddetto bitelefono. Era talmente leggero da poter essere indossato senza doverle tenere con le maniche, così fu usata da molteplici operatori telefonici. Ma l’anno storico per le cuffie moderne è il 1910, nacquero le vere prime cuffie della storia, per mano di Nathaniel Baldwin (1878-1961), ingegnere americano. Una foto vale più di mille parole.
Negli anni 90 avvenne la rivoluzione Bluetooth e della tecnologia wireless. Possiamo dire ormai che le cuffie wireless sono diventate le nostre seconde orecchie: suoni e impulsi artificiali dominano il nostro udito, amplificano i nostri sensi e l’esistenza stessa. Ora che abbiamo tracciato un percorso storico e spiegato a sommi capi cosa sia la cancellazione attiva del rumore, è arrivata l’ora di entrare nei dettagli su come funzioni l’ANC.
Come funziona l’Active Noise Cancellation.
Come funziona questa tecnologia? In sostanza due o più microfoni sono integrati nei padiglioni esterni delle cuffie, ascoltano i rumori esterni intorno a voi e creano in un battibaleno un’immagine speculare della compressione e rarefazione dell’aria (il suono esterno). Immaginiamo il rumore costante degli operatori telefonici in un call center; quando le voci si sovrappongono, possiamo garantirvi che se provate a parlare sentirete a malapena la vostra stessa voce. Dopo la fase di ascolto delle cuffie, l’Active Noise Cancellation entra in azione: la cuffia produce un’altra onda sonora con la stessa ampiezza ma rovesciata (il picco del fracasso del call center si deprime, viene totalmente abbassato), in tal modo le due onde si annullano a vicenda, ottenendo silenzio, o quasi. Questo processo si chiama antifase.
Delle cuffie di ottima fattura faranno sparire le fastidiose voci dei colleghi. Tra l’accensione dell’ANC e l’ascolto vi è un brevissimo intervallo di tempo, circa un secondo, giusto il tempo per produrre l’anti-onda che neutralizza i rumori di fondo. Date le leggi della fisica che per forza si applicano alle onde sonore, le onde sonore con frequenze 180 gradi fuori fase tra loro si annullano a vicenda, con conseguente silenzio. Il processore di segnale digitale presente nelle cuffie a cancellazione di rumore crea le onde sonore necessarie e le amplifica attraverso le cuffie, utilizzando così l’interferenza distruttiva per annullare il rumore ambientale, o quantomeno, ridurlo altamente. Una cuffia più costosa chiaramente sarà più ‘intelligente’ nel capire quali suoni fare tacere e quali no, la qualità si paga dopotutto. Inoltre la cancellazione del rumore scarica le batterie della cuffia molto velocemente, è giusto notarlo.
Ma anche con le migliori tecnologie, l’ANC funziona al meglio quando l’ambiente intorno produce suoni a basse frequenze e soprattutto costanti: il rombo dell’aereo, climatizzatori di grandi uffici, voci costanti di un call center, rumori occasionali come il latrato dei cani, urla di vario genere, i clacson del traffico e via dicendo. Più i rumori sono costanti ed omogenei, meglio l’ANC sarà capace di creare una contro onda sonora che andrà a bersagliare i rumori con una fase di depressione.
Un microfono a cancellazione di rumore ha due o più microfoni che raccolgono il suono da più direzioni (altrimenti il risultato sarebbe limitato). Il microfono principale è rivolto verso la vostra bocca, mentre i microfoni secondari captano il rumore di fondo in tutte le direzioni. Le cuffie mirano alla tua voce e riducono elettronicamente il rumore di fondo. Questo rende la tua voce nitida e chiara al tuo interlocutore, ecco perché questo tipo di cuffie sono perfette nei centralini telefonici o magari in lavori smart working in cui è richiesta una lunga conversazione con l’interlocutore, a maggior ragione se si tratta di dati alfanumerici.
Esistono molti design diversi di microfoni, da piccoli fori a gruppi di aperture e persino schermi che permettono al suono di passare attraverso il microfono elettronico. Abbiamo descritto in dettaglio la cancellazione dei rumori attiva ma in realtà esistono anche altre tipologie. Vediamo quali.
Tipologie della Cancellazione dei Rumori
La cancellazione dei rumori è una funzionalità sfaccettata, quella attiva è solo una delle funzionalità base. Qui di seguito elenchiamo e spieghiamo le tipologie varie di cancellazione. Sono 6.
Cancellazione del rumore passiva: utilizza padiglioni ottimizzati per cancellare il rumore indesiderato. Qui non avviene, come in quella attiva, la produzione di una contro onda che rovescia i suoni captati. Semplicemente è l’auricolare stesso a isolare l’ascoltatore dal rumore ambientale, che sia in-ear od over-ear. Una sorta di ‘tappo’ per le orecchie insomma. Nel mercato potete trovare cuffie economiche con cancellazione del rumore passiva, se puntate ad un prodotto buono low budget. Le cuffie della Runolim sono ottime ad esempio.
Cancellazione del rumore attiva: come detto prima, utilizza microfoni e altoparlanti per ridurre il rumore di fondo e circostante producendo una contro onda chiamata antifase. Questo è il più ambito ed è utilizzato principalmente per le cuffie over-ear in ambito professionale.
Cancellazione del rumore adattiva (Pure ANC): utilizza microfoni e altoparlanti per adattarsi automaticamente all’ambiente circostante. Riduce i rumori ambientali digitalmente, attraverso una misurazione dei rumori ambientali. I microfoni interni ed esterni sulle cuffie misurano i rumori ambientali indesiderati e il circuito interno emette suoni a una frequenza in grado di cancellarli. Perciò l’ANC in questo caso prima si adatta all’ambiente circostante e poi produce una contro-onda su misura.
Cancellazione del rumore attiva regolabile: consente di modificare la quantità di rumore di fondo regolando manualmente i livelli di cancellazione del rumore, in sostanza si è in grado di manipolare i vari livelli del rumore ambientale. È utile quando magari si rimane insoddisfatti della cancellazione del rumore automatica.
Transparency Mode: consente di sintonizzarsi con facilità sul mondo intorno a noi senza disattivare la musica o toglierci gli auricolari dalle orecchie. Utilissimo quando si passeggia o si pratica un’attività sportiva.
Transparency Mode regolabile: consente di cambiare il livello di interazione con il mondo esterno, quindi si ha modo di regolare il livello di transparency senza spegnere la vostra musica.
Le cuffie negli ultimi 100 anni e passa sono diventate sempre più sofisticate. La cancellazione attiva del rumore è una conseguenza delle esigenze dell’utente, prima in ambito professionale, poi non professionale. Il suo funzionamento può apparire complesso di primo acchito ma è tutt’altro che complicato. O almeno, speriamo di aver spiegato in maniera basilare il funzionamento, sperando risulti gradito anche il percorso evolutivo delle cuffie. È la nostra filosofia spiegare in maniera semplice cose complesse.
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