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Explicación de los tipos de tecnología de cancelación activa del ruido (ANC)

La tecnología de cancelación activa del ruido (ANC) es un elemento básico de la industria moderna de los auriculares. Aunque sigue siendo una característica de gama alta, ya no está reservada a los auriculares más caros. De hecho, encontrará una selección de auriculares e incluso productos verdaderamente inalámbricos que cuentan con algún tipo de tecnología de cancelación de ruido. Sin embargo, como demuestran nuestros análisis, no todas las implementaciones de ANC son iguales.

De hecho, hay bastantes formas diferentes de diseñar e implementar la tecnología ANC. Cada una de ellas tiene implicaciones en la calidad y el tipo de ruido que los auriculares son capaces de cancelar. Vamos a explicar las diferencias entre estos tipos y lo que significan para su próxima compra de auriculares.

La cancelación activa del ruido en pocas palabras

Ya hemos tratado en profundidad el funcionamiento de los auriculares con cancelación de ruido, así que no deje de consultar ese artículo para conocer todos los pormenores.

En pocas palabras, la cancelación del ruido se basa en el principio de la cancelación de la fase de onda. Las ondas, como el sonido, que están 180 grados fuera de fase, o invertidas entre sí, se cancelan cuando se suman. Piensa en ello como si sumaras -1 a 1, y terminaras con cero. La idea de la cancelación de ruido es grabar el ruido de fondo, invertir la señal de ruido para crear un «antirruido» y añadirlo a la señal de salida que incluye la música. La señal antirruido anula el ruido de fondo cuando llega al oído. La idea es sorprendentemente sencilla y se remonta a la década de 1930, pero es más fácil decirlo que hacerlo.

El mayor problema de la cancelación de ruido es capturar los sonidos de fondo con la suficiente precisión para proporcionar la máxima cantidad de atenuación. Los micrófonos tienen respuestas de frecuencia imperfectas, la conversión electrónica introduce ruido propio y la fase de la forma de onda de cancelación que sale del altavoz puede no coincidir perfectamente con la fase del ruido una vez que llega al oído. Estos sistemas deben ajustarse con precisión, pero incluso así nunca se verá una cancelación del 100%. En su lugar, es bastante común una reducción de ruido de entre -20 y -30 dB, lo que reduce el volumen de fondo entre 1/16 y 1/32. Una cantidad considerable. Una cantidad considerable.

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Otro punto clave a tener en cuenta es que el ruido que se escucha en el interior y en el exterior de los auriculares es muy diferente. Compare la atenuación del ruido pasivo de los auriculares cerrados con la de los auriculares, por ejemplo. Esta diferencia en la captura del sonido cambia sustancialmente la calidad y las capacidades de los auriculares con cancelación activa del ruido.

Esto plantea la pregunta, ¿dónde se coloca mejor el micrófono para capturar y cancelar el ruido? ¿Fuera de los auriculares, dentro, o tal vez un poco de ambos funciona mejor?

Cancelación activa de ruido por avance

La ANC por avance es, posiblemente, el tipo más sencillo de cancelación activa de ruido. Con la tecnología de avance, el micrófono o los micrófonos que capturan el ruido se colocan en el exterior de los auriculares. Esto es muy útil para los auriculares ANC, donde hay una superficie limitada para un micrófono dentro de la oreja del usuario.

El ANC de avance utiliza un procesador de señal digital (DSP) u otro hardware de procesamiento ANC dedicado para asignar la señal de ruido a la respuesta de frecuencia que el usuario escuchará realmente en el interior de los auriculares. Las pruebas del producto son un requisito para garantizar que este mapeo se aplique correctamente para lograr la máxima cancelación de ruido. Sin embargo, esto no es tan preciso como colocar un micrófono dentro del auricular. Además, las propiedades de cancelación del ruido cambian un poco entre los usuarios. Un ajuste holgado, por ejemplo, puede permitir que se filtre un ruido de alta frecuencia adicional que el procesamiento no tiene en cuenta.

Colocar el micrófono fuera de los auriculares tiene sus pros y sus contras. El micrófono externo tiene la mejor sensibilidad al ruido, por lo que es bueno para la cancelación del ruido de frecuencia media. Como tal, puede utilizarse para aislar sonidos específicos, como el habla o el tráfico, para tecnologías más avanzadas de ANC y control del sonido ambiente. Sin embargo, el ANC feedforward es más sensible al aullido del viento y a otras formas de ruido de fondo de alta frecuencia de corta duración. Estos pueden terminar siendo amplificados ya que no son recogidos dentro del auricular para ser cancelados.

Feedback ANC

Feedback ANC es lo contrario de feedforward, con el micrófono colocado dentro del auricular o dentro de la oreja del usuario con auriculares. Aunque elegir el lugar adecuado en este lado de los auriculares presenta una nueva serie de dificultades. La principal ventaja es que el ruido captado por el micrófono refleja con mayor precisión el ruido que oye el usuario, independientemente de la posición exacta y el ajuste de los auriculares. En ese sentido, se puede considerar que se autocorrige un poco. Esto también hace que los auriculares sean más resistentes a los aullidos del viento, pero los dispositivos pueden perder la sensibilidad de la cancelación de ruido de alta frecuencia, ya que es probable que menos de este ruido pase a través de los auriculares desde el exterior.

Este tipo de tecnología todavía requiere un procesador para manejar el filtrado de ruido. Por ejemplo, la cancelación del ruido de retroalimentación tiene que lidiar con el hecho de que el audio del usuario también es probable que sea capturado por el micrófono interno. Esto debe filtrarse y corregirse en función del perfil de frecuencia de los auriculares cuando se llevan puestos.

Como ocurre con todos los sistemas de retroalimentación, existe un riesgo de amplificación desbocada. Existe un pequeño riesgo de que el sistema capte su propia señal antirruido y aumente el nivel de amplificación en un intento de anularla, pero en realidad aumenta la cantidad de ruido o incluso produce un sonido de retroalimentación. Esto es muy raro, pero puede ocurrir en modelos que no toman las precauciones adecuadas. También hay menos tiempo de procesamiento con el diseño de retroalimentación, ya que está trabajando en el audio ya muy cerca del oído. Por ello, el ANC por retroalimentación es más eficaz en las frecuencias bajas, que tienen longitudes de onda más largas.

El ANC híbrido

La cancelación activa de ruido híbrida ofrece lo mejor de ambos mundos. Como habrá adivinado, combina los micrófonos de realimentación y los de alimentación y el procesamiento para cubrir todas las bases.

Con la tecnología híbrida obtendrá la mejor cobertura de frecuencias de atenuación de ruido y las menores posibilidades de problemas de realimentación. Además, el ANC híbrido puede seguir utilizándose para el ruido ambiental y las funciones de aislamiento del sonido, al tiempo que conserva las ventajas de un ANC preciso y adaptado.

El inconveniente es que el ANC híbrido es más caro. No sólo hay dos micrófonos, sino que éstos deben ser de alta calidad para no introducir ruido adicional. Los auriculares también requieren un hardware de procesamiento dedicado más potente para manejar las matemáticas adicionales. Los desarrolladores también duplican todas las pruebas de frecuencia y rendimiento para maximizar el rendimiento de la cancelación de ruido. Estos productos constituyen los auriculares más caros del mercado, pero ofrecen la mejor calidad de ANC.

Cirrus Logic

¿Por qué es importante?

Aunque los fabricantes rara vez hablan de los pormenores de su tecnología de cancelación de ruido, saber más sobre los tres tipos principales puede ayudarle a tomar decisiones de compra. Si tiene problemas con la retroalimentación o no hay suficiente cancelación de las altas frecuencias, es posible que quiera cambiar del tipo de retroalimentación al de alimentación. Por otra parte, la cancelación de ruido que parece un poco temperamental podría ser una señal para cambiar de feedforward a otra cosa. Aunque no es una garantía automática de calidad, estar atento al ANC híbrido debería garantizar un entorno de escucha agradable y silencioso, sin problemas.

Por último, no pierda de vista nuestras tablas de rendimiento de cancelación de ruido en nuestros análisis. Éstas le ofrecen la mejor imagen de cómo funcionan los auriculares en cuanto a la cancelación de ruido y pueden ayudarnos a inferir un poco sobre la tecnología incorporada.

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