Al evaluar unos auriculares intraurales, puede notar que activar el ANC (cancelación activa de ruido) reduce considerablemente el zumbido grave de un aire acondicionado, mientras que la voz de alguien cercano sigue siendo audible. ¿A qué se debe esta diferencia? Comprenderla permite saber exactamente qué cambia la función de cancelación de ruido.
En Yinshidon, nuestro trabajo de desarrollo y fabricación de auriculares completos nos lleva a considerar la cancelación de ruido como parte del conjunto. Los micrófonos captan el sonido, un procesador calcula una señal de compensación y el altavoz la convierte en sonido. El ajuste de la almohadilla en el oído también influye en cómo entra el sonido en el conducto auditivo. El ANC funciona dentro de las condiciones acústicas que crean todos estos elementos al trabajar juntos.
Cómo reduce el ANC el ruido dentro del oído
El ANC hace que el auricular emita un sonido de compensación, conocido como antirruido, para reducir el ruido ambiental dentro del oído. La clave es la superposición de presiones sonoras: al propagarse el sonido, la presión del aire aumenta y disminuye alrededor de su valor de equilibrio. Cuando dos sonidos llegan al mismo punto al mismo tiempo, sus variaciones de presión se suman.
La frecuencia es el número de ciclos de presión por segundo. Pensemos en un sonido de una sola frecuencia. Cuando el ruido eleva la presión en un punto, el antirruido la reduce; cuando el ruido la reduce, el antirruido la eleva. Si ambos tienen la misma amplitud y variaciones de presión opuestas, pueden anularse en ese punto. Esta relación se denomina oposición de fase. Las dos curvas del diagrama tienen el mismo número de ciclos, pero los picos de una coinciden con los valles de la otra.
En un auricular real, esta cancelación debe producirse dentro del oído con la mayor eficacia posible. El micrófono convierte el sonido que capta en una señal eléctrica. El controlador procesa esa señal y acciona el altavoz para generar el antirruido. Al atravesar el auricular y el conducto auditivo, cambian la amplitud y el instante de llegada del sonido. El controlador debe tener en cuenta estos cambios para que el antirruido se ajuste al ruido lo mejor posible cuando llega al oído.
Por tanto, el ANC hace algo más que invertir y reproducir lo que recibe el micrófono. Si el antirruido tiene una amplitud incorrecta o llega en un momento inadecuado, queda algo de ruido después de combinarse los sonidos. La mitad inferior del diagrama muestra esta presión sonora residual. Los entornos reales contienen muchas frecuencias, y tanto las fuentes sonoras como la colocación de los auriculares pueden cambiar. Mantener una cancelación eficaz es mucho más complejo que el ejemplo de una sola frecuencia mostrado aquí.
ANC anticipativo, de realimentación e híbrido: qué capta cada micrófono
Para calcular el antirruido, el sistema necesita primero información sobre el ruido. Para ajustar el resultado, también puede supervisar el sonido dentro del oído. El ANC anticipativo, de realimentación e híbrido se diferencian principalmente por las señales de micrófono que utilizan.
| Tipo de ANC | Dónde capta el sonido el micrófono | Cómo se utiliza la información |
|---|---|---|
| Anticipativo (FF) | En el lado del auricular orientado hacia el entorno exterior | Proporciona una referencia anticipada del ruido ambiental para ayudar a generar el antirruido |
| De realimentación (FB) | En el lado del auricular orientado hacia el conducto auditivo | Envía al controlador el sonido real junto al oído para ayudar a generar el antirruido |
| Híbrido | Utiliza información tanto del lado exterior como del orientado hacia el oído | Combina la referencia exterior con la realimentación del oído para coordinar ambos métodos |
El ANC anticipativo puede captar antes el sonido exterior. Sin embargo, la señal del micrófono exterior no es idéntica al sonido que llega al oído tras atravesar el auricular. Los cambios de ajuste o de dirección del ruido pueden reducir la precisión de la compensación existente.
El micrófono de realimentación capta continuamente el sonido próximo al conducto auditivo, incluido tanto el ruido que queda tras la cancelación como la música que reproduce el altavoz. Esta señal vuelve al controlador y contribuye a generar la siguiente señal de antirruido, formando un bucle de realimentación. El controlador debe gestionar la interacción entre la música y la cancelación de ruido, manteniendo estable el bucle para evitar acoples. El ANC híbrido permite combinar ambos métodos, pero el resultado final sigue dependiendo del diseño acústico y del ajuste específicos.
Por qué disminuye el rumor grave, pero siguen oyéndose las voces
El ANC suele reducir mejor los componentes continuos de baja frecuencia de sonidos como los motores y los aires acondicionados. Una onda de baja frecuencia tarda más en completar cada ciclo, lo que facilita que el sistema mantenga la relación de fase adecuada entre el antirruido y el ruido.
A medida que aumenta la frecuencia, los ciclos de presión sonora se aceleran. Un mismo retardo de procesamiento ocupa entonces una mayor proporción de cada ciclo, lo que dificulta alinear el antirruido con el ruido. Las variaciones de la respuesta acústica dentro del oído a frecuencias más altas también complican el control. Por eso, los auriculares reales suelen necesitar que la compensación activa trabaje junto con el aislamiento pasivo que proporcionan las almohadillas y las carcasas.
La voz contiene muchas frecuencias, y su volumen y pronunciación cambian continuamente. El ANC puede reducir algunos de estos componentes, pero puede quedar suficiente sonido para que la voz siga siendo audible. No hay contradicción entre oír menos rumor grave y seguir oyendo voces. Esto no significa que la voz sea un tipo de ruido que no pueda reducirse en absoluto.
Una única cifra de reducción máxima de ruido tampoco significa que todos los sonidos disminuyan por igual. El cambio que oye realmente el usuario depende de la atenuación en las distintas frecuencias, del entorno sonoro y del ajuste de los auriculares.
El ajuste de las almohadillas forma parte de la cancelación de ruido
Cuando una almohadilla se ajusta al conducto auditivo, impide que entre parte del sonido exterior. Esto es el aislamiento pasivo del ruido. No requiere cálculos de un controlador y puede funcionar junto con el ANC.
Un hueco permite que entre más sonido ambiental en el oído. También modifica la respuesta acústica del sonido que produce el altavoz dentro del oído, especialmente a bajas frecuencias. Por tanto, afecta tanto al ruido como al antirruido, y los mismos ajustes de ANC pueden producir resultados distintos.
Esto explica por qué cambiar a unas almohadillas del tamaño adecuado o ajustar la posición de uso puede cambiar la cancelación de ruido percibida. Un buen ajuste debe ser cómodo, estable y ofrecer un cierre adecuado; introducir los auriculares cada vez más profundamente no es la solución. Al comparar dos pares de auriculares o dos ajustes acústicos, mantenga lo más constantes posible las almohadillas, la colocación, el modo ANC y las condiciones de ruido. De lo contrario, resulta difícil distinguir si el cambio procede del ajuste acústico o de una fuga de sonido.
El ANC y la reducción de ruido en llamadas mejoran el sonido en extremos distintos
El ANC reduce principalmente el sonido ambiental dentro de los oídos del usuario, haciendo que la escucha sea más silenciosa para quien lleva los auriculares. La reducción de ruido en llamadas procesa la señal del micrófono que se enviará a la persona al otro lado de la llamada. Reduce las interferencias de fondo de esa señal para que la otra persona oiga con mayor claridad a quien habla.
Ambas funciones pueden trabajar juntas en los mismos auriculares, pero procesan sonidos diferentes y envían los resultados a destinos distintos. Que otra persona oiga claramente su voz no demuestra que los auriculares tengan un ANC intraaural potente. Del mismo modo, una escucha silenciosa no demuestra, por sí sola, que los micrófonos capten una voz clara para las llamadas. Al valorar una función de reducción de ruido, identifique primero a quién beneficia y examine después qué cambia en las condiciones reales de entorno y ajuste.
