Come funzionano le Cuffie con Cancellazione del Rumore Attiva e perché NON dovresti usarle per Mixare

In questo articolo voglio cercare di spiegarti in maniera semplice come funzionano le cuffie con cancellazione del rumore attiva, e soprattutto darti alcune informazioni importanti che ti faranno capire perché non dovresti usare questo tipo di supporto per il mixaggio e più in generale per la produzione audio.

Le cuffie bluetooth con ANC sono ormai una “moda” consolidata. Uso le virgolette perché se da un lato ci sono utilizzatori che le scelgono per una mera questione estetica, dall’altro lato è indubbio che siano la scelta vincente in tanti contesti di ascolto.

Cerchiamo perciò di capire meglio quando usarle e quando no, partendo dal comprendere il loro meccanismo di funzionamento.

Cuffie con Cancellazione Attiva del Rumore

Il nome stesso lascia poco spazio all’interpretazione, stiamo parlando di cuffie che, in modo attivo, cancellano il rumore che sta intorno all’ascoltatore.

Ti spiego tra un attimo come lo fanno nel concreto, intanto sottolineo il fatto che nascono per l’utilizzo in ambienti rumorosi, non certo per l’home studio, che dovrebbe per definizione essere un ambiente relativamente silenzioso. Per intenderci, sono cuffie pensate per essere indossate in aereo o in treno.

Il loro scopo è cancellare, o per lo meno attenuare drasticamente, tutti i suoni esterni di disturbo, lasciando la persona che le indossa immersa nell’ascolto della sola musica.

Messa così, la cosa potrebbe prendere una piega ambigua. Cioè, se è davvero questo ciò che fanno, perché allora non sfruttarle anche in home studio per ridurre ulteriormente i disturbi esterni e sentire ancora meglio le proprie tracce?

Beh, perché le controindicazioni che accompagnano il loro utilizzo non sono purtroppo affatto trascurabili. Ma andiamo per gradi, iniziamo col capire come avviene tecnicamente l’abbattimento dei rumori esterni.

Come funzionano le Cuffie con Active Noise Cancelling

Le cuffie con cancellazione attiva del rumore (active noise cancelling) in realtà operano una doppia cancellazione: attiva e passiva.

La cancellazione passiva è la stessa delle classiche cuffie da studio circum-aurali chiuse, avviene cioè per via dell’isolamento fisico che si crea tra l’orecchio e l’esterno. È un isolamento dovuto proprio alla struttura fisica della cuffia.

La cancellazione attiva è invece parecchio più complicata da integrare. Non è invece complessa da comprendere. Cerco di farla breve.

Diversi modelli agiscono in modo diverso, c’è il tipo di ANC chiamato feedback, il feedforward e sistemi ibridi. Ci sono chip che implementano algoritmi più o meno complessi, chi si basa su AI e chi no, chi permette di scegliere la quantità di riduzione e così via.

La logica di fondo è però la stessa per tutte: sono presenti dei microfoni, posti esternamente o internamente ai padiglioni della cuffia (o in entrambe le posizioni), che captano il segnale audio proveniente dall’esterno e lo reindirizzano verso l’orecchio, invertito di fase, tramite lo stesso driver della cuffia dal quale esce la musica che stai ascoltando.

Ora, se già sai cosa significa l’espressione “invertito di fase” avrai certamente capito la frase che hai appena letto. Diversamente immagino ti sia materializzato davanti un punto di domanda grande come una casa 😅

In tal caso lascia che ti dica due parole in più sul concetto di fase e controfase (inversione di fase)..

Fase e Controfase

Non voglio farti una lezione di fisica acustica, per cui schematizzo e riassumo all’osso.

Il suono non è altro che il nome che diamo al modo in cui il nostro apparato uditivo percepisce un determinato fenomeno fisico. Più nello specifico, il suono per come lo intendiamo è una vibrazione ciclica di un mezzo conduttore, aria compresa.

Si percepisce un suono quando all’orecchio arrivano queste vibrazioni, che nel concreto sono l’alternarsi di zone di compressione e zone di rarefazione dell’aria stessa. In due parole, le particelle che compongono l’aria si muovono avanti e indietro rispetto alla loro posizione di equilibrio. Vibrando sbattono le une sulle altre, ed è così che la vibrazione (il suono) si propaga nello spazio.

Semplificando, potrei dire che le zone di compressione vengono create quando un gruppo di particelle, vibrando, si sposta verso una direzione; le zone di rarefazione si creano al contrario quando le medesime particelle si spostano verso la direzione esattamente opposta.

Se una particella viene spinta con la stessa forza sia verso una parte sia verso la parte opposta, la particella sta ferma lì, non vibra, ovvero non “genera suono” (leggendo questa frase saranno morti almeno 3 o 4 ingegneri acustici, me ne prendo la responsabilità 😅 ma è l’unico modo che ho per esprimere un concetto complesso in poche righe).

Tiriamo le somme di quanto detto e arriviamo al dunque. Se ho due forze uguali (due suoni uguali) che si sommano, come risultato avrò lo stesso suono con un’ampiezza (un volume) più alto. Se al contrario ho due forze uguali ma opposte (una che spinge in un senso e una nell’altro), come risultato ho silenzio.

In soldoni è questo il concetto di fase e controfase. Si dice che due suoni sono in fase quando hanno le stesse caratteristiche (stessa frequenza e ampiezza) ed entrambi creano in un dato istante una zona di compressione. Due suoni sono invece in controfase tra loro quando hanno le stesse caratteristiche ma nel momento in cui uno crea una compressione, l’altro crea una rarefazione.

La Cancellazione del Suono

Mi perdonerai se non sono stato super tecnico (se vuoi approfondire ti suggerisco qualche libro che tratta l’argomento in maniera più estesa).

Per lo scopo di questo articolo è sufficiente che comprendi questo: se al tuo orecchio arrivano contemporaneamente due suoni uguali o estremamente simili, ma in controfase tra loro, come risultato dovresti non sentire nulla, o al massimo dovresti sentire quello stesso suono a un volume sensibilmente più basso.

Le cuffie con cancellazione attiva del rumore fanno questo, nulla di più. Oltre a riprodurre la musica che vuoi sentire, riproducono in controfase il rumore che captano proveniente dall’ambiente, così che questo venga “cancellato” e tu senta esclusivamente la musica senza alcun tipo di distrazione esterna.

Per via della fisica del suono, questo sistema risulta molto efficace per le onde sonore con frequenza più bassa, ovvero per i suoni più gravi. Un esempio perfetto sono i rumori generati da motori, che sono al contempo a bassa frequenza e relativamente costanti nel tempo.

Al contrario, i suoni costituiti prevalentemente da frequenze medie e medio-alte, specialmente se non costanti nel tempo, sono di più difficile cancellazione.

Ok, spero che ora ti sia chiaro il funzionamento delle cuffie con ANC. Veniamo quindi al capire perché sarebbe meglio evitare di usarle per la produzione musicale o la post produzione audio.

Per Mixare, Cuffie o Casse Monitor?

Il motivo principe è che per mixare sarebbe a prescindere meglio evitare le cuffie in genere, non solo quelle con riduzione del rumore. Ne ho parlato in modo approfondito nell’articolo È meglio mixare in cuffia o su casse monitor?, ti faccio comunque un brevissimo riepilogo contestualizzando meglio la famiglia delle cuffie ANC.

Mi limito a due punti essenziali:

1. Quando si ascolta in cuffia si ha una percezione sfasata dell’immagine stereofonica dei brani, per cui si rischia di impostare male il panpot delle varie tracce.
2. Le cuffie con ANC sono disponibili praticamente solo nei formati circum-aurali chiuse o come in ear. In entrambi i casi, si tratta di configurazioni che per loro natura tendono a restituire un ascolto non lineare. Quando si produce o si mixa una traccia è invece fondamentale avere un ascolto che sia il più lineare possibile, motivo per cui negli studi professionali, così come in home studio, si devono preferire casse monitor (non casse hifi), o se proprio si vuole una cuffia, meglio puntare su un modello circum-aurale aperto.

Non bastasse questo a distoglierti dal voler utilizzare queste cuffie per il tuo lavoro in home studio, ti do anche qualche altro motivo.

Cuffie con ANC Bluetooth / Wireless

Le tradizionali cuffie da studio sono cuffie wired, cioè si collegano via cavo. Il contro di questo sistema è avere il cavo tra i piedi, ma i pro sono diversi:

• La trasmissione del segnale audio è istantanea.
• Non serve alimentazione per farle funzionare.
• Possono essere collegate comodamente all’uscita cuffie della scheda audio, senza il bisogno di eseguire ulteriori configurazioni.
• L’audio che si sente arriva (quasi) direttamente dal DAC della scheda, per cui ha la miglior qualità possibile.

Le cuffie con cancellazione del rumore invece, proprio perché nascono per l’utilizzo in mobilità, sono spesso wireless, cioè senza fili. Si, alcune hanno la possibilità di essere collegate anche via cavo, ma non tutte.

Cito alcuni dei problemi principali legati al loro utilizzo:

• Il collegamento va effettuato tramite bluetooth. Tutti gli smartphone lo hanno, ma non tutti i computer, specie se desktop (i portatili odierni invece si, dai).
• Necessitano di alimentazione. Alcune si ricaricano collegandole a una porta USB qualsiasi, altre si ricaricano tramite colonnine proprietarie, altre addirittura vanno con classiche batterie alcaline mini stilo. Devi sentire una traccia ma hai la batteria scarica? Eh no, non la puoi sentire, devi aspettare che le cuffie si ricarichino 🙁
• Introducono latenza (ritardo) in ascolto, rendendo di fatto impossibile suonare e sentire in tempo reale l’esecuzione.
• L’audio viene codificato tramite codec compressi. Ok che ora per questo tipo di trasmissione si utilizzano codec di buona qualità (LDAC, AptX, AAC), ok anche che esistono sistemi per ottimizzare la riproduzione una volta che il segnale è arrivato alla cuffia (come il DSEE Extreme di Sony), ma parliamo in ogni caso di una qualità oggettivamente inferiore a quella dell’audio trasmesso via cavo.
• Configurazione con la DAW in alcuni casi molto difficile o proprio impossibile.

Non bastassero tutte queste motivazioni, ti indico l’ultima che, da sola basterebbe a farti desistere: l’active noise cancelling, per quanto bene sia implementato, tende inesorabilmente a modificare il timbro e la risposta dinamica dell’audio riprodotto. Devo aggiungere altro?

Cuffie per Home Studio

Si dai, qualcosina ancora l’aggiungo.

Che sia chiaro, non ho scritto questo articolo per demonizzare le cuffie con cancellazione del rumore attiva, io stesso ne ho acquistato un paio recentemente (le Sony WH-1000XM4, bellissime e stra-consigliate!).

Non mi sogno però minimamente di usarle in studio quando sto scrivendo musica o mixando. Le uso esclusivamente quando, non potendo stare in studio per qualsiasi motivo, ho necessità di isolarmi completamente da ciò che mi sta attorno (fosse anche solo il traffico in lontananza), non per comporre, ma per magari scrivere proprio un articolo come questo 😉

Se invece hai bisogno di un paio di cuffie per mixare, per produrre, per il monitoraggio in registrazione o comunque più in generale da utilizzare per l’attività nel tuo home studio, ti suggerisco uno dei modelli che presento in questa guida all’acquisto.